JP5303843B2 - Laminate sheet manufacturing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層フィルムの製造に好適な積層シートの製造装置および製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for producing a laminated sheet suitable for producing a multilayer film.
2種類の溶融材料(溶融樹脂)を、それぞれの溶融材料を受け入れるそれぞれのマニホールドに供給し、各マニホールドから溶融材料を、複数の細孔や複数のスリットを通して流出させ、複数の溶融材料の層状の流れを形成し、2種類の溶融材料の層状の流れを合流させて多層の溶融材料シートを形成し、このシートを、溶融材料の各層の積層方向と直交する方向(シートの幅方向)に延びるスリット状の口金から吐出させ、積層シートを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。口金から吐出された積層シートは、そのまま、あるいは、その後、延伸等の後処理が施され、多層フィルムとして用いられる。
Two types of molten materials (molten resin) are supplied to the respective manifolds that receive the respective molten materials, and the molten materials are discharged from each manifold through a plurality of pores and a plurality of slits, A flow is formed, and a laminar flow of two types of molten material is merged to form a multilayer molten material sheet, and this sheet extends in a direction perpendicular to the stacking direction of the layers of the molten material (sheet width direction). A method of forming a laminated sheet by discharging from a slit-shaped base is known (for example,
この積層シートの製造装置の典型的な例が、図1に示される。図1において、積層シートの製造装置は、一方の溶融樹脂Aが供給される溶融樹脂導入管1、他方の溶融樹脂Bが供給される溶融樹脂導入管2、溶融樹脂導入管1により供給された溶融樹脂Aと溶融樹脂導入管2により供給された溶融樹脂Bからなる積層流を形成する多層フィードブロック3、形成された積層流が流れる導管4、導管4により供給された積層流の幅と厚みを所定の値に調整し、調整された積層流を吐出し、溶融樹脂Aと溶融樹脂Bとが交互に積層された積層シートを形成する口金5、および、口金5から吐出された積層シート6を冷却し固化させるキャスティングドラム7からなる。キャスティングドラム7で固化した積層シートは、通常、未延伸フィルム8と呼称される。未延伸フィルム8は、通常、矢印NSで示すように、延伸工程(図示せず)に送られ、一方向あるいは二方向に延伸され、多層フィルムとされる。
A typical example of this laminated sheet manufacturing apparatus is shown in FIG. In FIG. 1, the laminated sheet manufacturing apparatus is supplied by a molten
多層フィードブロック3は、その内部に、溶融樹脂導入管1に結合されるマニホールド、溶融樹脂導入管2に結合されるマニホールド、および、所定の間隔をもって配列された複数のスリット、各スリットを通過した各溶融樹脂の流れを合流させる合流部を有する。複数のスリットは、2つの群に分けられ、一方の群の複数のスリットは、溶融樹脂導入管1に結合されたマニホールドの出口に対し開口し、他方の群の複数のスリットは、溶融樹脂導入管2に結合されたマニホールドの出口に対し開口している。合流部の出口は、導管4に連通されている。
The
一般に、溶融樹脂導入管1と溶融樹脂導入管2とにそれぞれ屈折率の高い樹脂と屈折率の低い樹脂とを供給し、それぞれの樹脂を一定の厚みで交互に積層することで特定の波長の光を反射させるフィルムや、それぞれの樹脂層の厚みをフィルム厚み方向に一定の割合で順次減少または増加させて積層することで、広い波長域の光を反射または透過させるフィルムが得られることが知られている。
In general, a resin having a high refractive index and a resin having a low refractive index are supplied to the molten
本発明者の知見によると、このようなフィルムを得るには積層精度を高めることが重要であるが、上述の多層フィードブロックを用いて多層フィルムの成形を試みたところ、多層フィードブロックのスリット部を流れる溶融樹脂の経路長さの差の影響でフィルム幅方向で各層の厚みが異なり設計値どおりに積層されないことが判明した。 According to the knowledge of the present inventor, it is important to increase the laminating accuracy in order to obtain such a film, but when a multilayer film was formed using the above-mentioned multilayer feed block, the slit portion of the multilayer feed block was It was found that the thickness of each layer was different in the film width direction due to the difference in the path length of the molten resin flowing through the film, and the layers were not laminated as designed.
特許文献3は、上記問題を解決する方法として本発明者が提案したものである。その積層シートの製造装置に用いられる多層フィードブロックの一例が、図10に示される。図10において、多層フィードブロック内に形成される空間部が示されている。
図10において、多層フィードブロック101には、溶融樹脂Aをブロック101内に導入する樹脂導入路102と溶融樹脂Bをブロック内に導入する樹脂導入路103が取り付けられている。多層フィードブロック101の内部には、樹脂導入路102が結合されるマニホールド104と樹脂導入路103が結合されるマニホールド105が設けられている。マニホールド104は、樹脂導入路102から導入された溶融樹脂Aの流れを、多層フィードブロック101の積層方向(図10に示すX軸方向)の全幅に亘り誘導する。マニホールド105は、樹脂導入路103から導入された溶融樹脂Bの流れを、多層フィードブロック101の積層方向(図10に示すX軸方向)の全幅に亘り誘導する。
In FIG. 10, a
更に、多層フィードブロック101の内部には、所定の間隔108をもって配列された多数のスリットが設けられている。多数のスリットは、複数のスリット106からなるスリット群と複数のスリット107からなるスリット群からなる。スリット106とスリット107とは、間隔108を介して交互に配列されている。各スリット106と各スリット107のスリット通過方向(図10に示すZ軸方向)の上流端部はそれぞれ逆方向に傾斜しており、各スリット106の入り口は、マニホールド104に結合されている。各スリット107の入り口は、マニホールド105に結合されている。すなわち、複数のスリット106からなるスリット群はマニホールド104に、複数のスリット107からなるスリット群はマニホールド105にそれぞれ連通している。
Furthermore, a large number of slits arranged at a
また、更に、多層フィードブロック101の内部には、各スリット106および各スリット107の出口に結合された合流部(図示せず)が、設けられている。この合流部において、各スリット106の出口から流出した溶融樹脂Aの流れと各スリット107の出口から流出した溶融樹脂Bの流れとが、交互に積層された溶融樹脂の積層流が形成される。
Furthermore, a merging portion (not shown) coupled to the outlets of the
また、スリット板に形成されるスリット106、107は、加工の容易性や加工費用の削減のため、スリット幅方向(図10に示すY軸方向)の全幅にわたってスリット間隙(図10に示すX軸方向のスリットの長さ)が同一になるように製作されている。
Further, the
各スリット106(または107)の上流端部の傾斜は、溶融樹脂をスリット側面にあるマニホールド104(または105)から対応するスリット106(または107)内に導入したとき、図11に示すように、スリット106(または107)の出口SOまでの、マニホールド104(または105)に近い側とマニホールドから遠い側のスリット106(または107)内の樹脂流路の流路長L1と流路長L2の長さの差を少なくなるように設けられているが、幾ら傾斜を大きくしても流路長L1と流路長L2の長さを全く同じにすることはできない。 As shown in FIG. 11, when the molten resin is introduced into the corresponding slit 106 (or 107) from the manifold 104 (or 105) on the side surface of the slit, the inclination of the upstream end of each slit 106 (or 107) is as follows. The length of the flow path length L1 and the flow path length L2 of the resin flow path in the slit 106 (or 107) nearer to the manifold 104 (or 105) and farther from the manifold to the outlet SO of the slit 106 (or 107). Although the difference in thickness is reduced, the flow path length L1 and the flow path length L2 cannot be exactly the same no matter how much the inclination is increased.
そのため、スリット106(または107)の出口SOにおける溶融樹脂の流量は、マニホールド104(または105)に近い側のスリット出口Sonにおいて多く、マニホールド104(または105)から遠い側のスリット出口Sofに向かうに従い減少する。すなわち、マニホールド104(または105)に近い側のスリット出口Sonにおける溶融樹脂の流量は、マニホールド104(または105)から遠い側のスリット出口Sofにおける溶融樹脂の流量より多くなる。 Therefore, the flow rate of the molten resin at the outlet SO of the slit 106 (or 107) is large at the slit outlet Son on the side close to the manifold 104 (or 105), and as it goes toward the slit outlet Sof on the side far from the manifold 104 (or 105). Decrease. That is, the flow rate of the molten resin at the slit outlet Son on the side closer to the manifold 104 (or 105) is larger than the flow rate of the molten resin at the slit outlet Sof on the side farther from the manifold 104 (or 105).
このようなスリット出口SOの幅方向(図11に示すY軸方向)における溶融樹脂の流量の相違がある状態で、各スリットから流出した溶融樹脂の流れが、合流部で合流され、溶融樹脂の積層流が形成される。この状態の積層流は、積層方向(図10に示すX軸方向)が製造される多層フィルムの厚み方向になるよう、換言すれば、スリット幅方向(図10に示すY軸方向)が製造される多層フィルムの幅方向になるよう、口金5から押し出され、多層フィルムが形成される。 In such a state that there is a difference in the flow rate of the molten resin in the width direction of the slit outlet SO (the Y-axis direction shown in FIG. 11), the flow of the molten resin flowing out from each slit is merged at the merging portion. A laminar flow is formed. In this state, the laminar flow is produced so that the laminating direction (X-axis direction shown in FIG. 10) is the thickness direction of the produced multilayer film, in other words, the slit width direction (Y-axis direction shown in FIG. 10) is produced. The multilayer film is formed by being extruded from the die 5 so as to be in the width direction of the multilayer film.
なお、図11において、溶融樹脂Aの流れに関与するマニホールド104、スリット106の系列と溶融樹脂Bの流れに関与するマニホールド105、スリット107の系列とは、同じ向きに図示されているが、図10を参照すれば分かるように、実際は、一方の系列は、他方の系列に対し、左右反転した関係にある。
しかしながら、上記のようにして形成された多層フィルムの各層の厚みは、フィルム幅方向の片側の端部において溶融樹脂A(または溶融樹脂B)の層が厚く他端に向かうほど厚みが薄くなり、もう一方の端部では溶融樹脂B(または溶融樹脂A)の層が厚く他端に向かうほど厚みが薄くなり、多層フィルムの幅方向で各層の厚みが一定ではない場合があった。高精度な反射帯域が要求される光学用途や高い意匠性が必要な装飾フィルム用途においてはより均質な多層フィルムが求められており、このような多層フィルムを得るには積層精度の更なる向上が必要となってきている。 However, the thickness of each layer of the multilayer film formed as described above is such that the thickness of the molten resin A (or molten resin B) is thicker toward the other end at one end in the film width direction, and the thickness decreases. At the other end, the layer of molten resin B (or molten resin A) is thicker and thinner toward the other end, and the thickness of each layer may not be constant in the width direction of the multilayer film. For optical applications that require a high-precision reflection band and decorative film applications that require high design, a more uniform multilayer film is required. To obtain such a multilayer film, further improvement in lamination accuracy is required. It has become necessary.
本発明の課題は上述の問題を解決し、積層シートの各層のシートの幅方向における厚みが実質的に均一な積層シートを製造することが可能な積層シートの製造装置および製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a laminated sheet manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of solving the above-described problems and manufacturing a laminated sheet having a substantially uniform thickness in the width direction of each layer of the laminated sheet. It is in.
上記課題を達成するため、本発明の積層シートの製造装置は下記の構成を有する。 In order to achieve the above object, the laminated sheet manufacturing apparatus of the present invention has the following configuration.
すなわち、2種類の溶融材料を前記種類の数よりも多い層数の層を形成するように積層する積層シートの製造装置であって、前記各溶融材料をそれぞれ供給する複数のマニホールドと、前記各マニホールドのいずれかひとつと連通し、前記各マニホールド内に供給された前記溶融材料を前記各マニホールドから前記各層に対応してスリット通過方向に通過させる複数のスリットと、該複数のスリットを通過した各溶融材料を前記スリット通過方向に直交する積層方向に重ね合わせながら合流させる合流部とを備え、前記複数のマニホールドの少なくとも2個のマニホールドのいずれかに連通する前記各スリットについて、前記各スリットの前記積層方向の間隙が前記スリット通過方向および前記積層方向にそれぞれ直交するスリット幅方向において、前記マニホールドに近い部位よりも前記マニホールドから遠い部位の方が大きくなっていることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。 That is, a laminated sheet manufacturing apparatus that laminates two types of molten materials so as to form a layer having a larger number of layers than the number of the types, and a plurality of manifolds that respectively supply the molten materials, A plurality of slits that communicate with any one of the manifolds and pass the molten material supplied into the respective manifolds from the respective manifolds in the slit passing direction corresponding to the respective layers, and the respective passages that have passed through the plurality of slits. A joining portion that joins the molten material while overlapping in a stacking direction orthogonal to the slit passing direction, and for each of the slits that communicates with at least two manifolds of the plurality of manifolds, The gap in the stacking direction is in the slit width direction orthogonal to the slit passing direction and the stacking direction. There are, apparatus for producing a laminated sheet, characterized in that towards the distant site from the manifold than the portion close to the manifold is increased is provided.
また、本発明の好ましい形態によれば、前記スリットの出口部の前記スリット幅方向における幅をスリット幅W[mm]、前記スリットの前記スリット幅方向におけるマニホールドに近い部位の前記スリット通過方向の長さをスリット長L[mm]、前記スリットの前記マニホールドと連通する部位の前記スリット通過方向の長さを連通部の長さH[mm]、前記スリットの、前記スリット幅方向における前記マニホールドに近い部位のスリット間隙に対する前記マニホールドから遠い部位のスリット間隙の拡大率をP[%]としたとき、次式の関係を共に満足することを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the width of the outlet portion of the slit in the slit width direction is the slit width W [mm], and the length of the slit in the slit passing direction at a portion close to the manifold in the slit width direction. The slit length L [mm], the length in the slit passing direction of the portion communicating with the manifold of the slit is the length H [mm] of the communicating portion , and the slit is close to the manifold in the slit width direction. Provided is an apparatus for manufacturing a laminated sheet that satisfies the relationship of the following formula when the enlargement ratio of the slit gap in the part far from the manifold with respect to the slit gap in the part is P [%].
また、本発明の好ましい形態によれば、前記スリット幅方向において、各マニホールドから離れるにしたがって前記各スリットの入り口部を形成するスリット通過方向の上流端部がスリット通過方向にみて下流側に傾斜しており、その傾斜角度が15度以上45度以下であることを特徴とする積層シートの製造装置が提供される。 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, in the slit width direction, the upstream end portion in the slit passing direction that forms the entrance portion of each slit inclines toward the downstream side as viewed in the slit passing direction as the distance from each manifold increases. The laminated sheet manufacturing apparatus is characterized in that the inclination angle is not less than 15 degrees and not more than 45 degrees.
また、本発明の別の形態によれば、2種類の溶融材料を前記種類の数よりも多い層数の層を形成するように積層する積層シートの製造方法であって、前記各溶融材料を、複数のマニホールドを経由して、前記各マニホールドのいずれかひとつと連通し前記各層に対応してスリット通過方向に通過させる複数のスリットに供給し、該複数のスリットに供給された前記溶融材料を前記スリット通過方向に直交する積層方向に重ね合わせながら合流させるに際し、前記複数のマニホールドの少なくとも2個のマニホールドのいずれかに連通する前記各スリットとして、前記各スリットの前記積層方向の間隙が前記スリット通過方向および前記積層方向にそれぞれ直交するスリット幅方向において、前記マニホールドに近い部位よりも前記マニホールドから遠い部位の方が大きくなっているスリットを用いることを特徴とする積層シートの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a laminated sheet in which two types of molten materials are laminated so as to form a layer having a larger number of layers than the number of the types. , Via a plurality of manifolds, communicated with any one of the manifolds, and supplied to a plurality of slits corresponding to the respective layers and passing in the slit passing direction, and the molten material supplied to the plurality of slits When merging while overlapping in the stacking direction perpendicular to the slit passing direction, the slits in the stacking direction of the slits communicate with any one of at least two manifolds of the plurality of manifolds. In the slit width direction perpendicular to the passing direction and the stacking direction, the manifold hole is closer than the portion closer to the manifold. Method for producing a laminated sheet towards the far site is characterized by using a slit that increases is provided.
本発明において、溶融材料とは、たとえば、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン・ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、脂環族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、アラミド樹脂、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・ポリプロピレンテレフタレート・ポリブチルサクシネート・ポリエチレン−2,6−ナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、4フッ化エチレン樹脂・3フッ化エチレン樹脂・3フッ化塩化エチレン樹脂・4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体・フッ化ビニリデン樹脂などのフッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリ乳酸樹脂、などを用いることができる。またこれらの熱可塑性樹脂としてはホモ樹脂であってもよく、共重合または2種類以上のブレンドであってもよい。また、各熱可塑性樹脂中には、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、有機粒子、減粘剤、熱安定剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、屈折率調整のためのドープ剤などが添加されていてもよい。
In the present invention, the molten material is, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, or polymethylpentene, an alicyclic polyolefin resin, a polyamide resin such as
本発明において、拡大率P(%)が2×(W/√(L−H))^2−(W/√(L−H))+83未満の場合には、スリットの幅方向において、マニホールドに近い側の部位に溶融材料が多く流れる状態が十分解消されず、幅方向で各層の厚みが不均一となってしまう。
また、3×(W/√(L−H))^2−3×(W/√(L−H))+114より大きい場合には、スリットの幅方向において、マニホールドから遠い側の部位に溶融材料が流れ易くなりマニホールドに近い側の溶融材料の流量より多くなり、幅方向で各層の厚みが不均一となってしまう。
In the present invention, when the enlargement ratio P (%) is less than 2 × (W / √ (L−H)) ^ 2− (W / √ (L−H)) + 83, the manifold is arranged in the slit width direction. The state in which a large amount of the molten material flows to the portion closer to is not sufficiently eliminated, and the thickness of each layer becomes nonuniform in the width direction.
In addition, when larger than 3 × (W / √ (L−H)) ^ 2−3 × (W / √ (L−H)) + 114, it melts in a portion far from the manifold in the slit width direction. The material easily flows and becomes larger than the flow rate of the molten material on the side close to the manifold, and the thickness of each layer becomes non-uniform in the width direction.
本発明において、W/√(L−H)が3.5未満の場合には、スリットの幅方向の長さに対しスリット通過方向の長さが長すぎるため、スリットを構成する隔壁の剛性が弱くなり溶融材料の流動による圧力で使用中に隔壁が曲がってしまいスリットの間隙を保持することが困難になったり、加工時の歪みが大きくなり十分な間隙精度が得られなかったりする恐れがある。また、W/√(L−H)が10より大きい場合には、スリット間隙をマニホールドに近い部位よりもマニホールドから遠い部位を大きくしても十分な均一性が得られなかったり、マニホールドから遠い部位のスリット間隙を非常に大きくする必要があり加工が煩雑であったり、装置が積層方向(溶融材料の積層方向)に大型化する恐れがある。 In the present invention, when W / √ (LH) is less than 3.5, the length in the slit passing direction is too long relative to the length in the width direction of the slit. The partition may be bent during use due to pressure due to the flow of the molten material, and it may be difficult to maintain the slit gap, or distortion during processing may increase and sufficient gap accuracy may not be obtained. . When W / √ (L−H) is larger than 10, sufficient uniformity cannot be obtained even if the slit gap is made larger in the part far from the manifold than the part near the manifold, or the part far from the manifold is not obtained. It is necessary to make the slit gap very large, so that the processing is complicated, and the apparatus may be enlarged in the laminating direction (the laminating direction of the molten material).
本発明において、スリット上流端部を傾斜させることで、マニホールドから遠い部位のスリット上流端部の溶融材料の滞留を減少できるほか、スリット間隙の拡大率を小さくできるメリットがあるが、傾斜角度が15度未満の場合溶融材料の滞留を十分に減少させることができず、長時間の運転で溶融材料が熱劣化し、高品質の多層フィルムが得られない問題が発生する。また、傾斜角度が45度を超える場合には、十分な加工精度が得られなかったり、加工に時間が掛かるなど装置の製作費用が増大する恐れがある。 In the present invention, by inclining the slit upstream end, there is a merit that the retention of the molten material at the slit upstream end at a position far from the manifold can be reduced and the enlargement ratio of the slit gap can be reduced, but the inclination angle is 15 When the temperature is less than 5 ° C., the retention of the molten material cannot be sufficiently reduced, and the molten material is thermally deteriorated by a long time operation, resulting in a problem that a high-quality multilayer film cannot be obtained. Further, when the inclination angle exceeds 45 degrees, there is a possibility that the manufacturing cost of the apparatus may increase because sufficient processing accuracy cannot be obtained or processing takes time.
本発明に係る積層シートの製造装置によれば、幅方向で各層の厚みが実質的に均一な積層シートを容易に製造することができる。 According to the laminated sheet manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to easily produce a laminated sheet in which the thickness of each layer is substantially uniform in the width direction.
図2から図5は、本発明の積層シートの製造装置の一実施例において用いられる多層フィードブロック3に関する図である。図2は、多層フィードブロック3を分解した状態の斜視図、図3は、図2のスリット板20および合流部/排出路形成部材20aの正面図である。
2 to 5 are views relating to the
図2において、多層フィードブロック3は、側板21、側板22、および、側板21と側板22とに挟まれたスリット板20を有している。スリット板20は、その下部に結合された合流部/排出路形成部材20aを有する。
In FIG. 2, the
側板21には、長手方向(図2に示すX軸方向)に延びる溶融材料A側のマニホールド14が設けられ、マニホールド14には、溶融状態の材料A(溶融材料A)をマニホールド14内に供給する溶融材料導入路12が結合されている。側板22には、長手方向(図2に示すX軸方向)に延びる溶融材料B側のマニホールド15が設けられ、マニホールド15には、溶融状態の材料B(溶融材料B)をマニホールド15内に供給する溶融材料導入路13が結合されている。
The
図3に示すように、スリット板20には、その積層方向(図3に示すX軸方向)に多数のスリット16と多数のスリット17とが、隔壁20bを介して、設けられている。スリット16とスリット17とは、隔壁20bを介して、交互に位置する。各スリット16、17は、スリット板20の底面からスリット通過方向(図3に示すZ軸方向)に、所定の長さで、スリット板20に刻まれている。各スリット16、17の両側面は、スリット板20の両側面に開口している。
As shown in FIG. 3, the
側板21、スリット板20および側板22が組み立てられた状態において、各スリット16の入口は、マニホールド14の出口に直接開口し、各スリット17の入口は、マニホールド15の出口に直接開口した状態が形成される。また、各スリット16の入口以外の側面の開口は、側板21、22の壁面により閉鎖状態となり、各スリット17の入口以外の側面の開口は、側板21、22の壁面により閉鎖状態とされる。各スリット16、17の入口は、マニホールド14、15の出口に直接開口しており、各スリット16はマニホールド14に直接連通し、各スリット17はマニホールド15に直接連通している。
In the state where the
溶融材料導入路12は、図1に示す溶融材料導入管1に結合され、溶融材料導入管1から溶融材料Aの供給を受ける。溶融材料導入路12からマニホールド14内に供給された溶融材料Aは、マニホールド14内において、マニホールド14の長手方向(図2に示すX軸方向)に流動し、マニホールド14内に充満する。マニホールド14内の溶融材料Aは、マニホールド14に開口している各スリット16の入り口から各スリット16内へと流入し、各スリット16内を流下し、各スリット16の出口から合流部18に流出する。
Molten
溶融材料導入路13は、図1に示す溶融材料導入管2に結合され、溶融材料導入管2から溶融材料Bの供給を受ける。溶融材料導入路13からマニホールド15内に供給された溶融材料Bは、マニホールド15内において、マニホールド15の長手方向(図2に示すX軸方向)に流動し、マニホールド15内に充満する。マニホールド15内の溶融材料Bは、マニホールド15に開口している各スリット17の入り口から各スリット17内へと流入し、各スリット17内を流下し、各スリット17の出口から合流部18に流出する。
Molten
合流部18に流出した溶融材料Aの各シート状の流れと溶融材料Bの各シート状の流れとは、合流部18において、交互に積層され、積層流となる。この積層流は、排出路19を流下する。排出路19を流下する積層流における溶融材料Aと溶融材料Bとの積層方向は、製造される積層シートの厚み方向に一致する。
The sheet-like flows of the molten material A and the sheet-like flows of the molten material B that have flowed out to the merging
排出路19を流下した積層流は、図1に示す導管4を介して、口金5内に導入される。積層流は、口金5内で所定の方向(溶融材料Aと溶融材料Bとの積層方向に直交する方向)に拡幅され、口金5から積層シート6として吐出され、吐出された積層シート6は、キャスティングドラム7の表面上で冷却固化され、未延伸フィルム8として次工程(例えば、延伸工程)に送られ、多層フィルム(図示略)に形成される。
The laminated flow flowing down the
図4(a)および図5(a)に、隔壁20bを介して、スリット板20の積層方向に隣り合って位置するスリット16とスリット17との関係が、図4(b)および図5(b)には、スリット16とスリット17の斜視図が拡大して示される。
4 (a) and 5 (a), the relationship between the
各スリット16または17のスリット間隙t(図4、図5に示すX軸方向)は、スリット幅方向において、対応するマニホールド14または15に近い側では小さくマニホールド14または15から遠い側(図4、図5に示すY軸方向)では大きくなっている。各スリットのスリット間隙を、マニホールドに近い部位よりもマニホールドから遠い部位の方を大きくすることにより、スリットを通過する溶融材料のスリット内の相違する位置における流量のばらつきが小さく抑えられる。その結果、スリットの出口におけるスリット幅方向の各層の積層厚みのばらつきが小さく抑えられて、均一な積層構成の積層シートが得られる。つまり、良好な積層精度を有する積層シートやシートの幅方向において良好な均一性を有する積層シートが得られる。スリット間隙tは、この実施例ではマニホールド14または15に近い側から遠い側へ直線状に大きくなるよう形成している。スリット間隙tは、図4(b)および図5(b)に示すように、互いに反対方向に大きくなっている。なお、本実施例ではマニホールド14または15に近い側から遠い側へ直線状に大きくなるよう形成したが、曲線状に大きくなるように形成しても良い。
The slit gap t (the X-axis direction shown in FIGS. 4 and 5) of each slit 16 or 17 is small on the side close to the corresponding
多層フィードブロック3内では、溶融材料Aは、図4(a)に矢印14aで示すように、マニホールド14から傾斜23を有する各スリット16内へと流入する。また、溶融材料Bは、図5(a)に矢印15aで示すように、マニホールド15から傾斜24を有する各スリット17内へと流入する。
In the
図3に示した多層フィードブロック3を用いて、図1に示した積層シートの製造装置により、2軸延伸多層フィルムを製造し、本実施形態による効果を確認した。この効果の確認の具体例を次の実施例1〜3および比較例1〜3に示す。
Using the
なお、各測定値の測定法は、次の通りである。 In addition, the measuring method of each measured value is as follows.
1)積層比率
フィルム幅方向各位置WPについて、溶融材料A(ポリエチレンテレフタレート:PET)と溶融材料B(シクロヘキサンジメタノールをエチレングリコールに対し30mol%共重合したポリエチレンテレフタレート:PE/CHDM・T)の割合を次の測定法より求めた。
1) Lamination ratio For each position WP in the film width direction, the ratio of molten material A (polyethylene terephthalate: PET) and molten material B (polyethylene terephthalate copolymerized with 30 mol% of cyclohexanedimethanol to ethylene glycol: PE / CHDM · T) Was determined by the following measurement method.
得られたフィルムについて、フィルム幅方向の中心位置(図7、図9における幅方向位置WP=5)から幅方向に等間隔の位置でそれぞれ約10mgづつサンプリングした。これをアルミニウム製受皿に仕込み、セイコー電子工業(株)製示差走査熱量計DSC「RDC220」を用いて、室温から温度300℃まで20℃/分で昇温し、このときのフィルムの融解熱量(mJ/mg)を測定した。そして、次式(I)から、幅方向の各位置におけるPET比率を算出した。 About the obtained film, about 10 mg each was sampled in the position of equal intervals in the width direction from the center position (width direction position WP = 5 in FIG. 7, FIG. 9) of the film width direction. This was charged into an aluminum tray and heated at a rate of 20 ° C./minute from room temperature to 300 ° C. using a differential scanning calorimeter DSC “RDC220” manufactured by Seiko Electronics Industry Co., Ltd. mJ / mg). Then, the PET ratio at each position in the width direction was calculated from the following formula (I).
PET比率(%)=(α/β)×100 ..........(I)
α:積層フィルムの融解熱量(mJ/mg)
β:PETフィルムの融解熱量(41.9mJ/mg)
2)積層厚み、積層数:
フィルムの層構成は、ミクロトームを用いて断面を切り出したサンプルについて、電子顕微鏡観察により求めた。すなわち、透過型電子顕微鏡(HU−12型、(株)日立製作所製)を用い、フィルムの断面を3,000乃至40,000倍に拡大観察し、断面写真を撮影し、層構成および各層厚みを測定した。本実施例では十分なコントラストが得られたため実施しなかったが、用いる溶融材料の組み合わせによっては、公知の染色技術を用いてコントラストを高めても良い。
PET ratio (%) = (α / β) × 100. . . . . . . . . . (I)
α: Heat of fusion of laminated film (mJ / mg)
β: heat of fusion of PET film (41.9 mJ / mg)
2) Lamination thickness, number of laminations:
The layer structure of the film was determined by observation with an electron microscope for a sample whose cross section was cut out using a microtome. That is, using a transmission electron microscope (HU-12 type, manufactured by Hitachi, Ltd.), the cross section of the film was magnified 3,000 to 40,000 times, a cross-sectional photograph was taken, the layer configuration and the thickness of each layer Was measured. This example was not carried out because sufficient contrast was obtained, but the contrast may be increased by using a known dyeing technique depending on the combination of molten materials used.
[実施例1]
2種類の溶融材料Aと溶融材料Bを準備した。溶融材料Aとして、280℃における溶融粘度が180Pa・sのポリエチレンテレフタレート(PET)(東レ(株)製、F20S)を用いた。溶融材料Bとして、280℃における溶融粘度が350Pa・sのシクロヘキサンジメタノールをエチレングリコールに対し30mol%共重合したポリエチレンテレフタレート(PE/CHDM・T)(イーストマン社製、PETG6763)を用いた。これら溶融材料AおよびBは、それぞれ乾燥した後、押出機に供給した。
[Example 1]
Two types of molten material A and molten material B were prepared. As the molten material A, polyethylene terephthalate (PET) (F20S, manufactured by Toray Industries, Inc.) having a melt viscosity at 280 ° C. of 180 Pa · s was used. As the molten material B, polyethylene terephthalate (PE / CHDM · T) (PETG6763 manufactured by Eastman Co., Ltd.) obtained by copolymerizing 30 mol% of cyclohexanedimethanol having a melt viscosity at 280 ° C. of 350 Pa · s with respect to ethylene glycol was used. These molten materials A and B were dried and then fed to an extruder.
溶融材料AおよびBは、それぞれ、押出機にて温度280℃の溶融状態とし、溶融材料A/溶融材料Bの吐出比が1.1/1となるようギヤポンプで計量しフィルタを介した後、それぞれの導入管より多層フィードブロックに導入した。多層フィードブロックとしては、図6(a)にマニホールド14(15)とスリット16(17)の主要部のサイズ(単位:mm)とスリット上流端部の傾斜角度(単位:度)、スリット間隙は図6(b)に示すようにマニホールド14(15)に近い部位が0.8mm、最も遠い部位が1.1mmとなるよう設定し、溶融材料Aが導入されるスリット数が101、溶融材料Bが導入されるスリット数が100の総積層数201の装置を用いた。 Molten materials A and B were each melted at a temperature of 280 ° C. with an extruder, measured with a gear pump so that the discharge ratio of molten material A / molten material B was 1.1 / 1, and then passed through a filter. It introduced into the multilayer feed block from each introduction pipe. As a multilayer feed block, the size (unit: mm) of the main part of the manifold 14 (15) and the slit 16 (17), the inclination angle (unit: degree) of the slit upstream end, and the slit gap are shown in FIG. As shown in FIG. 6B, the portion close to the manifold 14 (15) is set to 0.8 mm, the farthest portion is set to 1.1 mm, the number of slits into which the molten material A is introduced is 101, and the molten material B An apparatus having a total number of stacks of 201 having 100 slits was introduced.
多層フィードブロックで積層完了後、得られた溶融材料の積層された流れを、図1に示したTダイ5に供給し、シート状に成形した後、静電印加(直流電圧8kV)された表面温度25℃のキャスティングドラム7上で急冷固化し未延伸フィルムを得た。
After the lamination is completed with the multilayer feed block, the laminated flow of the obtained molten material is supplied to the T die 5 shown in FIG. 1, formed into a sheet shape, and then subjected to electrostatic application (
得られた未延伸フィルムを逐次二軸延伸機に導き、温度95℃の熱風で予熱後、縦方向(フィルム長手方向)および横方向(フィルム幅方向)に3.5倍に延伸した。更に、温度230℃の熱風にて熱処理を行うと同時に縦方向に5%の弛緩処理を行い、引き続き横方向にも5%の弛緩処理を行って、室温まで除冷後両端のエッジ部分をトリミングして巻き取った。図7に、製造された多層フィルムの幅方向における溶融材料Aと溶融材料Bの積層比率の分布を示す。図7のグラフの横軸は、トリミング後のフィルム全幅における幅方向位置WP、縦軸は、積層比率LR(%)である。 The obtained unstretched film was sequentially guided to a biaxial stretching machine, preheated with hot air at a temperature of 95 ° C., and then stretched 3.5 times in the longitudinal direction (film longitudinal direction) and in the lateral direction (film width direction). Furthermore, heat treatment is performed with hot air at a temperature of 230 ° C., and at the same time, 5% relaxation treatment is performed in the vertical direction, followed by 5% relaxation treatment in the horizontal direction. And wound up. FIG. 7 shows the distribution of the lamination ratio of the molten material A and the molten material B in the width direction of the manufactured multilayer film. The horizontal axis of the graph of FIG. 7 is the width direction position WP in the entire film width after trimming, and the vertical axis is the lamination ratio LR (%).
図7の積層比率の分布を示すグラフは、表1に示す測定データに基づいて作成したものである。実施例1における溶融材料Aおよび溶融材料Bの幅方向位置での積層比率の差は、最大で1.5%であった。 The graph showing the distribution of the lamination ratio in FIG. 7 is created based on the measurement data shown in Table 1. The difference in the lamination ratio between the molten material A and the molten material B in the width direction position in Example 1 was 1.5% at the maximum.
条件、および積層比率の差の結果をまとめたものを表2に示す。 Table 2 summarizes the results of the conditions and the difference in the lamination ratio.
[実施例2]
図6(a)および図6(b)の各寸法を表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして多層フィルムを製造した。条件、および積層比率の差の結果をまとめたものを表2に示す。
[実施例3]
図6(a)および図6(b)の各寸法を表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして多層フィルムを製造した。条件、および積層比率の差の結果をまとめたものを表2に示す。
[比較例1]
多層フィードブロックとして、図8(a)にマニホールド104(105)とスリット106(107)の主要部のサイズ(単位:mm)とスリット上流端部の傾斜角度(単位:度)、スリット間隙は図8(b)に示すようにスリット幅方向(図8のY軸方向)に一定の0.8mmに設定し、その他は実施例1と同様にした。図9に製造された多層フィルムの幅方向における溶融材料Aと溶融材料Bの積層比率の分布を示す。図9のグラフの横軸は、トリミング後のフィルム全幅における幅方向位置WP、縦軸は、積層比率LR(%)である。
[Example 2]
A multilayer film was produced in the same manner as in Example 1 except that the dimensions shown in FIGS. 6A and 6B were changed as shown in Table 2. Table 2 summarizes the results of the conditions and the difference in the lamination ratio.
[Example 3]
A multilayer film was produced in the same manner as in Example 1 except that the dimensions shown in FIGS. 6A and 6B were changed as shown in Table 2. Table 2 summarizes the results of the conditions and the difference in the lamination ratio.
[Comparative Example 1]
As a multilayer feed block, the size (unit: mm) of the main part of the manifold 104 (105) and the slit 106 (107), the inclination angle (unit: degree) of the slit upstream end, and the slit gap are shown in FIG. As shown in FIG. 8B, a constant 0.8 mm was set in the slit width direction (Y-axis direction in FIG. 8), and the others were the same as in Example 1. FIG. 9 shows the distribution of the lamination ratio of the molten material A and the molten material B in the width direction of the produced multilayer film. The horizontal axis of the graph of FIG. 9 is the width direction position WP in the entire film width after trimming, and the vertical axis is the lamination ratio LR (%).
図9の積層比率の分布を示すグラフは、表3に示す測定データに基づいて作成したものである。比較例1における溶融材料Aおよび溶融材料Bの幅方向位置での積層比率の差は、最大で15%であった。 The graph showing the distribution of the lamination ratio in FIG. 9 is created based on the measurement data shown in Table 3. The difference in the lamination ratio between the molten material A and the molten material B in the width direction position in Comparative Example 1 was 15% at the maximum.
条件、および積層比率の差の結果をまとめたものを表2に示す。このフィードブロックのW/√(L−H)は式(2)の範囲内であるが、拡大率Pは式(1)の範囲外である。
[比較例2]
図6(a)および図6(b)の各寸法を表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして多層フィルムを製造した。条件、および積層比率の差の結果をまとめたものを表2に示す。このフィードブロックのW/√(L−H)は式(2)の範囲内であるが、拡大率Pは式(1)の範囲外である。
[比較例3]
図6(a)および図6(b)の各寸法を表2に示したように変更した以外は、実施例1と同様にして多層フィルムを製造した。条件、および積層比率の差の結果をまとめたものを表2に示す。このフィードブロックのW/√(L−H)は式(2)の範囲内であるが、拡大率Pは式(1)の範囲外である。
Table 2 summarizes the results of the conditions and the difference in the lamination ratio. The W / √ (L−H) of this feed block is within the range of the formula (2), but the enlargement ratio P is outside the range of the formula (1).
[Comparative Example 2]
A multilayer film was produced in the same manner as in Example 1 except that the dimensions shown in FIGS. 6A and 6B were changed as shown in Table 2. Table 2 summarizes the results of the conditions and the difference in the lamination ratio. The W / √ (L−H) of this feed block is within the range of the formula (2), but the enlargement ratio P is outside the range of the formula (1).
[Comparative Example 3]
A multilayer film was produced in the same manner as in Example 1 except that the dimensions shown in FIGS. 6A and 6B were changed as shown in Table 2. Table 2 summarizes the results of the conditions and the difference in the lamination ratio. The W / √ (L−H) of this feed block is within the range of the formula (2), but the enlargement ratio P is outside the range of the formula (1).
図7および図9、ならびに、表1、表2および表3から分かるように、本実施形態によれば、積層フィルムの幅方向における溶融材料Aと溶融材料Bの積層比率の均一性が、大幅に向上され、幅方向に均質な積層フィルムが得られる。 As can be seen from FIGS. 7 and 9 and Tables 1, 2 and 3, according to this embodiment, the uniformity of the lamination ratio of the molten material A and the molten material B in the width direction of the laminated film is greatly increased. Thus, a laminated film homogeneous in the width direction can be obtained.
なお、上記実施例においては、2種類の溶融材料の積層シートあるいは多層フィルムを製造する場合について説明したが、3つ以上のマニホールドとそれらに対応する各スリット列を有する場合においても、そのうちの少なくとも2種類の溶融材料(つまり、少なくとも2個のマニホールドとそれらに対応する2つのスリット列)について、本実施形態を適用することにより、上記実施例の場合と同様の効果が得られる。 In the above embodiment, the case where a laminated sheet or a multilayer film of two types of molten materials is manufactured has been described. However, in the case of having three or more manifolds and corresponding slit rows, at least one of them. By applying this embodiment to two types of molten materials (that is, at least two manifolds and two slit rows corresponding to them), the same effect as in the above-described example can be obtained.
本発明により製造される積層シートは、複数種類の溶融材料(例えば、溶融樹脂あるいは溶融ポリマー)が、この種類の数よりも多い数の複数の層に積層された後、溶融材料が固化して形成されたものである。本発明により製造された積層シートは、あらゆる用途に用いられるものであるが、特に高い積層精度が要求される用途に好適である。本発明により製造された積層シートのある種のものは、各層の層厚みが精度良く変化していることによる光学的な特徴を有し、広帯域の干渉反射フィルム、屈折率制御フィルム、層厚みがナノオーダーの積層フィルムとして好ましく用いられる。 In the laminated sheet produced by the present invention, a plurality of types of molten materials (for example, a molten resin or a molten polymer) are laminated in a plurality of layers larger than the number of the types, and then the molten material is solidified. It is formed. The laminated sheet produced according to the present invention is used for every application, but is particularly suitable for applications requiring high lamination accuracy. Certain types of laminated sheets produced according to the present invention have optical characteristics due to the fact that the layer thickness of each layer is changed with high accuracy, and have a broadband interference reflection film, a refractive index control film, and a layer thickness. It is preferably used as a nano-order laminated film.
1:溶融材料Aが供給される溶融材料導入管
2:溶融材料Bが供給される溶融材料導入管
3:多層フィードブロック
4:積層流が流れる導管
5:口金(Tダイ)
6:積層シート
7:キャスティングドラム
8:未延伸フィルム
12、13:溶融材料樹脂導入路
14:溶融材料A側のマニホールド
15:溶融材料B側のマニホールド
16、17:スリット
18:合流部
19:排出路
20:スリット板
20a:合流部/排出路形成部材
20b:隔壁
21、22:側板
23、24:スリット上流端部の傾斜
101:多層フィードブロック
102、103:樹脂導入路
104:樹脂A側のマニホールド
105:樹脂B側のマニホールド
106、107:スリット
X:積層方向
Y:スリット幅方向
Z:スリット通過方向
1: Molten material introduction tube to which molten material A is supplied 2: Molten material introduction tube to which molten material B is supplied 3: Multi-layer feed block 4: Conduit through which a laminated flow flows 5: Die (T-die)
6: Laminated sheet 7: Casting drum 8:
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