JP2012513921A

JP2012513921A - 共押出し成形型、成形型による押出し成形方法、及びそれにより作製される押出し成形物品

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Publication number: JP2012513921A
Application number: JP2011544479A
Authority: JP
Inventors: ダブリュ．オーセンロナルド; エム．ジョンザジェイムズ; エル．バッチギブソン; ディー．グラハムポール
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-06-21
Also published as: WO2010078065A1; CN102271893A; EP2389284A1; BRPI0918696A2; KR20110111430A; US20110268906A1

Abstract

それぞれが１つの高分子材料を供給する２つの型空洞（３８、４０）と、それら２つの型空洞（３８、４０）を分離する隔壁（２６）と、押出し品が押出される型開口部（４４）と、を備える型（２０）。隔壁（２６）が、分配エッジ（３６）と複数の押出しチャネルとを有する。第１の押出しチャネルが１つの型空洞（３８）を分配エッジ（３６）に接続し、第２の押出しチャネルはもう１つの型空洞（４０）を分配エッジ（３６）に接続する。第１の押出しチャネル及び第２の押出しチャネルは、１つの第１のチャネルが任意の２つの隣接する第２のチャネルの間に配置されるように、分配エッジに沿って交互の位置に配置される。そのような型（２０）を用いて押出し成形する方法及びそれにより作製される押出し成形物品。第１の高分子材料から成る複数の長手方向の第１のゾーンと、それと交互になった第２の高分子材料から成る複数の長手方向の第２のゾーンとを含む押出し成形物品が提供され、１つの第１のゾーンは任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置される。ゾーンは互いに略平行である。

Description

本発明は、高分子材料の押出し成形技術、特に、２つの高分子材料を物品として共押出し成形することに関し、またより詳細には、２つの高分子材料を共押出しして、１つの高分子材料を含む複数の長手方向の第１のゾーンと、別の高分子材料を含む複数の長手方向の第２のゾーンとを含み、任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に１つの第１のゾーンが配置される、共押出し成形物品を作製することに関する。本発明はまた、そのような押出し成形物品の作製に有用な押出し成形型、及びそのような成形型で押出し成形する方法にも関する。

複数の高分子成分を単一層のフィルムに共押出し成形することは、当該技術分野で周知である。例えば、複数の高分子フローストリームを型又はフィードブロックにて層状に組み合わせて、上下の多層フィルムを提供することが行われてきた。それはまた、フィルムの厚さ方向に同一の広がりを持つ層としてではなくフィルムの幅寸法に沿った縞としてフィルムが分画される、より複雑な共押出し成形フィルム構造を提供することでも知られている。これは、「サイドバイサイド」共押出し成形と呼ばれる場合がある。

押出し成形装置がサイドバイサイドの配向で押し出された縞を有する押出し成形製品を生産することは周知であるが、そのような装置の代替及び改良の必要は依然としてある。本発明は、そのような代替及び改良された装置を提供する。

本発明の一態様では、第１の押出し成形可能な高分子材料と第２の押出し成形可能な高分子材料とを共押出し成形するための型が提供される。この型は、第１の型空洞と、第２の型空洞と、第１の型空洞及び第２の型空洞の少なくとも一部分、ほとんど、又は全てを分離する隔壁と、第１の押出し成形可能な高分子材料及び第２の押出し成形可能な高分子材料を含む押出し品がそこを通って押出される型開口部（例えば、スロット又は他の任意の所望の形である）と、を備える。隔壁は、第１の型空洞の一部分を画定する第１の側面と、第２の型空洞の一部分を画定する第２の側面と、分配エッジと、複数の第１の押出しチャネルと、複数の第２の押出しチャネルと、を有する。例えば、隔壁は、第１の型空洞と第２の型空洞とを分離するように配置された一体式又は分離したシム、膜、又は他の分割仕切りとすることができる。第１の押出しチャネルは、第１の型空洞を分配エッジに接続させ、第２の押出しチャネルは第２の型空洞を分配エッジと接続させる。第１の押出しチャネル及び第２の押出しチャネルは、１つの第１のチャネルが任意の２つの隣接する第２のチャネル（すなわち、それらの間に１つの第１のチャネルのみを有する第２のチャネル）の間に配置され、１つの第２のチャネルが任意の２つの隣接する第１のチャネルの間に配置されるように、分配エッジに沿って交互の位置に配置される。それぞれのチャネルは、隔壁内に切除ないし何らかの方法で形成された例えば溝、トンネル、又は他の経路の形状とすることができる。それぞれのチャネルは、対向する側壁と、側壁をともに接続する接合面と、隔壁の対応する側面上の入口開口部と、隔壁の分配エッジ上の出口開口部と、を有することができる。本発明の押出し成形型の実用において、以下を含む多数の特徴を選択的に採用することができる。

第１のチャネルと第２のチャネルの輪郭は同様であっても異なっていてもよい。例えば、それぞれのチャネルの対向する側壁は互いに平行であっても互いに角度（例えば、鋭角、直角、又は鈍角）を成してもよい。加えて、第１のチャネルの側壁は、隔壁の第１の側面に対して垂直又は（直角以外の）斜角に形成されてもよく、第１のチャネルの側壁は、それらの接合面から隔壁の第１の側面及び分配エッジへとテーパーするように形成されてもよい（すなわち、接合面に隣接する側壁の間の距離は、隔壁の第１の側面に隣接する側壁、分配エッジに隣接する側壁、又はそれら両方の側壁の間の距離のいずれかより小さくてもよい）。同様に、第２のチャネルの側壁は、隔壁の第２の側面に対して垂直又は（直角以外の）斜角に形成されてもよく、第２のチャネルの側壁は、それらの接合面から隔壁の第２の側面及び分配エッジへとテーパーするように形成されてもよい（すなわち、接合面に隣接する側壁の間の距離は、隔壁の第２の側面に隣接する側壁、分配エッジに隣接する側壁、又はそれら両方の側壁の間の距離のいずれかより小さくてもよい）。チャネルの両セットの側壁は、それらの対応する隔壁及び分配エッジの側面に対して垂直でもテーパーされてもよく、チャネルの１つのセットが垂直で、別のセットがテーパーされてもよい。第１のチャネルと第２のチャネルの深さもまた、同様であっても異なっていてもよい。斜めの型チャネルの使用は、押出し品（例えばフィルム）の平面に対して斜めのゾーンを作り出す。そのようなゾーン構成は、例えば何らかの光制御用途に有用であり得る。

結果として得られる押出し品に望まれる構成によっては、第１のチャネルの出口開口部が隔壁の第１の側面から隔壁の第２の側面に向かって途中まで延在すること、第２のチャネルの出口開口部が隔壁の第２の側面から隔壁の第１の側面に向かって途中まで延在すること、あるいは両方であることが望ましい場合がある。このようにすると、所望により第１のチャネルの出口開口部と第２のチャネルの出口開口部とが互いに重複する度合いを変化させることができる（例えば、第１の出口開口部と第２の出口開口部とが重複しないこと、ある程度重複すること、又は完全に重複することができる）。あるいは、第１のチャネルの出口開口部が隔壁の第１の側面から第２の側面まで（すなわち隔壁の厚さ全体にわたって）延在することができる、又は第２のチャネルの出口開口部が隔壁の第２の側面から第１の側面まで（すなわち隔壁の厚さ全体にわたって）延在することができる、又は両方とすることができる。また、組み合わせを使用してもよい。本発明は、比較的狭い出口開口部の使用を可能にする。例えば、第１のチャネル又は第２のチャネルのいずれかのそれぞれの出口開口部は、１．５ｍｍ（１５００マイクロメートル）以下の最大幅寸法（すなわち出口開口部でのチャネルの対向する側壁間の最大距離）を有することができる。ただし、本発明にしたがって、より大きいチャネル幅寸法を使用することもできる。チャネルを通過する高分子材料の流れに対する抵抗は、チャネル幅の３乗の逆数として増加することが可能である。この抵抗は、実際問題として、チャネルの有効最小寸法を制限することができる。その結果的、チャネルのそれぞれは約５０マイクロメートル又は場合によっては最低約２５マイクロメートルの最小幅寸法（すなわち出口開口部でのチャネルの対向する側壁間の最小距離）を有することが可能である。熱又は放射線硬化可能な高分子材料は典型的には熱可塑性の押出し成形可能な高分子材料に比べて比較的低い粘度を有するので、更に小さいチャネル幅寸法でさえ、そのような熱又は放射線硬化可能な高分子材料を使用することによって押出し成形することが可能である。

それぞれのチャネルの接合面は、分配エッジに向かって角度を成して、好ましくは鋭角を成して傾斜していることが望ましい。また、分配エッジは型の内部で型の開口部から後ろに凹状になっているのが望ましい。分配エッジがそのように後ろに凹状になっていると、型は分配エッジと型開口部との間に任意の凹状窪みを含むことができる。そのような凹状窪みの壁は真っ直ぐ（すなわち型開口部は高さにおいて分配エッジと寸法的に匹敵できる）であってもよく、型開口部に向かってテーパーされて（すなわち型開口部の高さが分配エッジより小さくて）もよい。また、フローストリームの合流の後に、凹状窪みの幅がテーパーされることが望ましい場合もある。そのようなアプローチは、より細い幅のゾーン又は縞を生成する際に有用である場合がある。隔壁は矩形状を有してもよく、さもなければ、より高い剛性を隔壁の分配エッジの真ぐ後ろの領域にもたらすために、例えばくさび状など別の形状であってもよい。

本発明の別の態様により、押出し成形物品を生成する方法が提供される。この方法は、本発明による共押出し成形型を提供する工程と、第１の押出し成形可能な高分子材料を第１の空洞に供給する工程と、第２の押出し成形可能な高分子材料を第２の空洞に供給する工程と、第１の高分子材料を複数の第１のチャネルから押出し、第２の高分子材料を複数の第２のチャネルから押出して、第１の高分子材料と第２の高分子材料との交互のゾーン（例えば様々な断面の縞）の幅を有するフローストリームを形成する工程と、型の型開口部を通してフローストリームを押出して押出し品を形成する工程と、を含む。本発明の方法の実用において、以下を含むかなりの数の特徴を選択的に採用することができる。

第１の高分子材料及び第２の高分子材料のマスフローは、それらがそれぞれ第１のチャネル及び第２のチャネルを通して押出される際、同等であっても同等でなくてもよい。型は押し出し品を自由空間に分配してもよく、押出し品をローラー、ウェブ、又は基材上に取り上げてもよい。押出された物品がいったん形成されたら、様々な２次的操作を物品に対して行うことができる。そのような２次的操作としては、エンボス加工、ラミネート加工、スリット付け、ローレット切り（knurling）、長さ及び／又は幅配向付けなどが含まれるが、これらに限定されない。例えば、押出し品は、対向する主面を含むことができ、方法は、更に、押出し品のそれらの主面の１つ又は両方の模様の微細複製工程ないしは複製工程を含むことができる。複製工程は、模様付きロール、模様付きベルト、模様付きフィルム、又はこれらの組み合わせを押出し品のそれらの主面の１つ又は両方と接触させることを含むことができる。方法はまた、押出し品を例えばローラー、ウェブ、平らなプレート又は湾曲したプレート、又は基材の冷たい面で急冷すること又は加熱された面で加熱することを含むことができる。

本発明の方法により生成された押出し品は、第１の高分子材料を含む複数の長手方向の第１のゾーンと、それと交互になった第２の高分子材料を含む複数の長手方向の第２のゾーンとを含むことができる。１つの第１のゾーンは任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置され、１つの第２のゾーンは任意の２つの隣接する第１のゾーンの間に配置される。第１のゾーンは互いに分離されてもよく、例えば連続層によってともに一体に接合されてもよい。加えて、第２のゾーンは互いに分離されてもよく、例えば連続層によってともに一体に接合されてもよい。加えて、ゾーンの１つはそれぞれ互いに分離されてもよく、その他のゾーンはともに一体に接合されてもよい。好ましくは、第１のゾーンは互いに略平行であり、第２のゾーンは互いに略平行であり、第１のゾーンと第２のゾーンとは互いに略平行である。それぞれのゾーンは、かなりの数の異なる断面形状を有する縞の形にすることができる。そのような押出し品は、第１の高分子材料を含む複数の長手方向の第１の縞と、それと交互になった第２の高分子材料を含む複数の長手方向の第２の縞とを含むことができる。

本発明の追加的な態様によると、第１の高分子材料を含む複数の長手方向の第１のゾーンと、それと交互になった第２の高分子材料を含む複数の長手方向の第２のゾーンとを含む押出し成形物品が提供され、１つの第１のゾーンは任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置され、１つの第２のゾーンは任意の２つの隣接する第１のゾーンの間に配置される。ゾーンは互いに略平行である。加えて、本発明は比較的狭いゾーンの形成を可能にする。例えば、それぞれの第１のゾーン及びそれぞれの第２のゾーンの少なくとも１つの最大幅寸法は、約１．５ｍｍ（１５００マイクロメートル）以下にすることができる。それぞれの第１のゾーン及びそれぞれの第２のゾーンの少なくとも１つは、約５０マイクロメートル、又は場合によっては最低約２５マイクロメートルの最小幅寸法を有することができる。本発明の押出し成形物品の実用において、以下を含む多数のを選択肢のある特徴を採用することができる。

第１の高分子材料及び第２の高分子材料の組成は同様であっても非常に異なっていてもよい。意図される最終用途に依存して、それらの２つの高分子材料は、強力な凝集性又は接着性の結合で互いに接着されてもよく、互いに容易に分離可能（すなわち第１のゾーンと第２のゾーンとの間の結合が比較的容易に破壊され得るもの）であってもよい。本発明の押出し成形物品は、第１のゾーンのそれぞれが互いに分離されていて、第２のゾーンが例えば連続層によってともに一体に接合されていてもよい。あるいは、第１のゾーンが（例えば連続層によって）ともに一体に接合されていて、第２のゾーンが（例えば連続層によって）ともに一体に接合されていてもよい。別の実施形態では、第１のゾーンのそれぞれが互いに分離されていて、第２のゾーンのそれぞれが互いに分離されていてもよい。それぞれのゾーンは、多数の異なる断面形状を有する縞又はストランドの形にすることができる。押出し成形物品はまた、対向する主面を有してもよく、それらの主面の少なくとも１つは微細複製模様ないしは複製模様を有する。

それらのゾーンの１つ又は両方が接着性を有する押出し成形物品を作製することを意図するときは、それらをそのようにすることを可能にする任意の化学的性質が、本発明の範囲内で考慮される。例えば、高分子材料の１つは感圧性接着剤であってもよい。第１の高分子材料（すなわち第１のゾーン）が第２の高分子材料（すなわち第２のゾーン）と接触する結果として形成されるタイプの結合は、双極子／双極子相互作用、酸塩基結合、水素結合、及び共有結合を含むことができるが、これらに限定されない。

上記の本発明の概要は、本発明の開示した実施形態それぞれ又はすべての実施形態を説明することを意図したものではない。以下の説明は、説明に役立つ実施形態をより詳細に例示する。したがって、以下の図面及び「発明を実施するための形態」は、単に例示目的であって、本明細書の範囲を不当に制限するように解釈されるべきではないと解されるべきである。

添付の図面において：
本発明の一実施形態による押出し成形型２０の斜視図。図１の線２−２に沿ってとられた図１の押出し成形型の断面側面図。隔離して示された、図１の押出し成形型からのシムの平面図。図３の「Ａ」と表示した区域の詳細な斜視図。図２の領域「Ｂ」の詳細な断面斜視図であり、より明瞭に示すためにわずかな斜視角度で傾けられている。それぞれ、分配エッジで終わる溝の特定の配列を有するシムの多様な代替実施形態の、型スロットを真っすぐに見たときの正面詳細図。それぞれ、分配エッジで終わる溝の特定の配列を有するシムの多様な代替実施形態の、型スロットを真っすぐに見たときの正面詳細図。それぞれ、分配エッジで終わる溝の特定の配列を有するシムの多様な代替実施形態の、型スロットを真っすぐに見たときの正面詳細図。それぞれ、分配エッジで終わる溝の特定の配列を有するシムの多様な代替実施形態の、型スロットを真っすぐに見たときの正面詳細図。それぞれ、分配エッジで終わる溝の特定の配列を有するシムの多様な代替実施形態の、型スロットを真っすぐに見たときの正面詳細図。実施例１で生成された押出し成形フィルム断面の顕微鏡写真。実施例２で生成された押出し成形フィルム断面の顕微鏡写真。実施例３で生成された押出し成形フィルム断面の顕微鏡写真。実施例４で生成された押出し成形フィルム断面の顕微鏡写真。

本発明の好ましい実施形態を説明する際、明瞭化のために特定の術語が使用される。ただし、本発明は、そのように選択される特定の用語に限定されることを意図するものではなく、そのように選択される各用語は、同様に作用する全ての技術的等価物を含む。

ここで図１を参照すると、本発明による押出し成形型２０の一実施形態は、第１の型部分２２及び第２の型部分２４を含む。金属シム２６の形状の隔壁は、第１の型部分２２と第２の型部分２４との間に配置される。第１の型部分２２は、第１の押出し成形可能な高分子材料の供給を受け入れるための第１の入口２８を有し、第２の型部分２４は第２の押出し成形可能な高分子材料の供給を受け入れるための第２の入口３０を有する。典型的な操作では、第１の材料入口２８及び第２の材料入口３０は、例えばポンプ又はスクリュー押出し機に接続された従来型式の溶融パイプ又は加熱ホースのような、それぞれ対応する押出し成形可能な高分子材料ソースと接続される。

ここで図２を参照すると、シム２６は第１の側面３２及び第２の側面３４と、先端の分配エッジ３６とを有する。シム２６の第１の側面３２及び第１の型部分２２は、第１の型空洞３８をともに画定し、シム２６の第２の側面３４及び第２の型部分２４は、第２の型空洞４０をともに画定する。図示された便利な実施形態では、型部分２２及び２４は、分配エッジ３６の前に形成される、高分子材料が押出される型開口部すなわちスロット４４から型２０の内部に入り込む凹状窪み４２をともに画定する。この凹状窪み４２はランド４３を含む。型２０の使用中、シム２６の両側の空洞３８及び４０は、加圧された押出し成形可能な高分子材料で充填されることになる。したがって、これらの空洞３８と４０との間の圧力差がシム２６の物理的歪み強度を超えないよう注意が必要である。十分な強度のために、約１〜２ｍｍの厚さは許容できる結果をもたらし、６０ミル（１．５ｍｍ）の厚さは多くの用途に適切とみなされている。２つの高分子材料の１つ又は両方の粘度の操作は、圧力差を許容限度内に維持するために有用であり得る。

図３を参照すると、押出し成形型２０からのシム２６は、分配エッジ３６が型スロット４４から凹状に入り込んで窪み４２が形成されるように設計される。分配エッジ３６を凹状にすることは、多くの実施形態で便利であるが、本発明の要件とはみなされない。押出し成形型２０の様々な構成要素が組立品としてともに保持されるように、シム２６を貫通するいくつかの貫通穴４６を形成し、例えば機械ボルトのような機構をそこに貫通させて受け入れることができる。

例示を目的とする以下の実施形態において、第１の押出しチャネル及び第２の押出しチャネルは、シム２６の分配エッジ３６に切り込まれた溝の形態をしている。図４を参照すると、第１の複数の溝５０は、シム２６の第１の側面３２に切り込まれており、組立てられた型２０では、溝５０は第１の空洞３８から分配エッジ３６まで延在する。更に、第２の複数の溝５２は、シム２６の第２の側面３４に切り込まれており、組立てられた型２０では、溝５２は第２の空洞４０から分配エッジ３６まで延在する。溝５０及び５２のそれぞれは、対向する側壁５４及び５６と、側壁５４と５６とをともに接続する接合面５８（すなわち、第１の溝５０の場合では下部床であり、第２の溝５２の場合では上部天井）と、シム２６の対応する側面上の入口開口部６０と、シム２６の分配エッジ３６上の出口開口部６２と、を備える。第１の複数の溝５０は、第２の複数の溝５２と交互に配置される。図示したように、溝５０及び５２は、１つの第１のチャネル５０が任意の２つの隣接する第２のチャネル５２の間に配置され、１つの第２のチャネル５２が任意の２つの隣接する第１のチャネル５０の間に配置されるように、分配エッジ３６に沿って交互の位置に配置さかれる。

図５を参照すると、シム２６は、第１の型部分２２及び第２の型部分２４の双方の間の分配エッジ３６に隣接する領域に密封を形成するように圧縮される。これらの密封は、空洞３８及び４０に流れる高分子材料を、それらが分配エッジ３６から分配されるまで完全に分離して維持する。第１の型部分２２及び第２の型部分２４がシム２６をぴったり密封する部分のシム２６に沿った距離は、強固な密封及び構造強度をもたらすために十分に長くなくてはならない。多くの有用な用途で、約１．０ｍｍの密封距離が適切とみなされる。第１の空洞３８内の第１の高分子材料は、第１の溝５０の開口部６０に方向Ｄ１で入ることによってのみ分配エッジ３６に到達することができ、第２の空洞４０内の第２の高分子材料は、第１の溝５２の開口部６０に方向Ｄ２で入ることによってのみ分配エッジ３６に到達することができる。

図６ａを参照すると、一般的なサイドバイサイド共押出し成形を目的とする有用なシム２６の第１の実施形態では、第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、それらが切り込まれるシム２６の対応する側面に対して垂直の側壁を有する。第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、かなりのゾーンの重複があるようにシム２６に深く切り込まれる。図６ｂを参照すると、シム２６の代替実施形態では、第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、それらが切り込まれるシム２６の対応する側面に対して垂直の側壁を有する。しかし、第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、図６ａの実施形態の溝より浅くシム２６に切り込まれるので、それらが重複する量はより小さくなっている。図６ｃを参照すると、シム２６の別の実施形態では、第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、それらが切り込まれるシム２６の対応する側面に対して垂直の側壁を有する。しかし、第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は等しくない幅を有し（すなわちそれらの対応する側壁は同じ距離で離間されていない）、これはときとして、最終製品においてゾーン（例えば縞）の望ましい幅を達成するために有利である場合がある。図６ｄを参照すると、シム２６の追加的な実施形態では、第１の溝５０は、それらが切り込まれるシム２６の対応する側面に垂直の側壁を有し、第２の溝５２は、シム２６の対応する側面に対して直角でない角度でテーパーする側壁を形成するように切り込まれる。このようにすると、第２の溝５２はくさび状に見え得る。図６ｅを参照すると、シム２６の更に別の実施形態では、第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、それらが切り込まれるシム２６のそれぞれ対応する側面に対する直角から同じ鋭角に傾けられた側壁を有する。第１の溝５０及び第２の溝５２の双方は、かなりのゾーンの重複があるようにシム２６に深く切り込まれる。傾けられた溝５０及び５２の使用は、押出し品（例えばフィルム）の平面に対して傾けられた高分子材料のゾーン又は縞を作り出すことになる。そのようなゾーン構成は、例えば何らかの光制御用途に有用であり得る。

図６ａ〜図６ｅに図示したシム２６の上記実施形態のそれぞれにおいて、シム材料の連続フォイルは、押出される２つの高分子材料が分配エッジ３６に到達するまでそれらを分離する。これらの実施形態はまた、第１の溝５０と第２の溝５２の出口開口部６２が互いに重複する程度を所望により変化させることができる（例えば、第１の出口開口部と第２の出口開口部は重複しなくてもよく、いくらか重複してもよく、完全に重複してもよい）ことを例示する。本発明との関係において便利なときは、垂直、斜め、及びテーパー以外の形状を用いてもよい。シム２６に溝５０及び５２を切り込むための好ましい方法は、配線放電加工（ＥＤＭ）である。機械加工の他の方法としては、例えば、レーザー、電子ビーム、又はダイヤモンド機械加工が挙げられる。本発明は、溝５０及び５２を作製するために使用される成形技術又は設備のタイプに限定することは意図しない。

本発明はまた、本発明による任意の特定の高分子材料の使用に限定することは意図しない。したがって、溝５０及び５２に流して通す任意の高分子材料を作製してもよく、任意の他の押出しチャネルを使用してもよい。従来の押出し成形可能な熱可塑性高分子材料のほかに、本発明を用いて、架橋可能な高分子材料を共押出し成形することもできる。例えば、第１の押出し成形可能な高分子材料及び第２の押出し成形可能な高分子材料のいずれか又は両方は、熱硬化性又は放射線硬化性の樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂を使用するときは、型２０を加熱して硬化を開始することにより、高分子材料の粘度及び／又は対応する型空洞３８及び４０内の圧力を調整することができる。熱硬化性又は放射線硬化性の高分子材料の粘度は溶融押出しの熱可塑性高分子材料の粘度の１００倍から１０，０００倍低いことが可能であるので、そのような硬化性高分子材料の使用は、更に小さいゾーン又は縞の形成さえも可能にすることができる。

微細縞模様のフィルムを作製するための装置及び方法を実証するためにいくつかの見本を調整した。それらの見本ごとに、概して図１に図示したように共押出し成形型を組み立てた。第１の型部分２２及び第２の型部分２４は、概して図２に図示したように１５−５ステンレス鋼から作製した。シム２６は、概して図３に図示したように、１ｍｍ厚の精密グランドステンレス鋼シート材（precision ground stainless steel sheet material）から、調製した。シム２６を分配エッジ３６に沿って機械加工して、概して図６ａに図示したような第１及び第２の複数の溝５０及び５２を提供した。この機械加工は、配線放電加工（ＥＤＭ）によって行った。溝は幅０．０６２５ｍｍであり、シム２６の分配エッジ３６のコーナーに切り込んだ。溝は（分配エッジ３６から後に型空洞に向かって）長さ１．６ｍｍであり、（分配エッジの厚さ方向に）高さ０．８７５ｍｍであった。溝は、分配エッジにわたって１つの溝当たり０．１１２５ｍｍの間隔で繰り返す交互のパターンに調製した。押出しスロット４４の全幅は１２５ｍｍであった。

−代表的な実施形態
１．第１の押出し成形可能な高分子材料と第２の押出し成形可能な高分子材料とを共押出しするための型であって、
第１の型空洞と、
第２の型空洞と、
前記第１の型空洞及び前記第２の型空洞の少なくとも一部分を分離する隔壁であり、前記隔壁は、前記第１の型空洞の一部分を画定する第１の側面と、前記第２の型空洞の一部分を画定する第２の側面と、分配エッジと、複数の第１の押出しチャネル及び複数の第２の押出しチャネルとを有し、前記複数の第１の押出しチャネルが前記第１の型空洞を前記分配エッジに接続し、前記複数の第２の押出しチャネルが前記第２の型空洞を前記分配エッジに接続し、かつ１つの第１のチャネルが任意の２つの隣接する第２のチャネルの間に配置されるように、前記複数の第１の押出しチャネルと前記複数の第２の押出しチャネルとは前記分配エッジに沿って交互の位置に配置される、隔壁と、
前記第１の押出し可能な高分子材料と前記第２の押出し可能な高分子材料とを含む押出し品が通過して押出される型開口部と、を備える、型。

２．前記チャネルのそれぞれが前記分配エッジの出口開口部を有し、前記出口開口部のそれぞれが約１．５ｍｍ以下の最大幅寸法を有する、実施形態１に記載の型。

３．前記出口開口部のそれぞれが約５０マイクロメートルの最小幅寸法を有する、実施形態２に記載の型。

４．前記チャネルのそれぞれが、対向する側壁によって少なくとも部分的に画定され、少なくとも前記第１のチャネルの前記側壁が前記隔壁の前記第１の側面に対して垂直である又はある角度で斜めである、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の型。

５．前記チャネルのそれぞれが、対向する側壁及び接合面によって少なくとも部分的に画定され、少なくとも前記第１のチャネルの前記側壁がそれらの接合面から前記隔壁の前記第１の側面及び前記分配エッジまでテーパーする、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の型。

６．前記分配エッジが、前記型内で前記型開口部から後に凹状になっている、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の型。

７．前記チャネルのそれぞれが、対向する側壁及び接合面によって少なくとも部分的に画定され、前記チャネルのそれぞれの接合面が、前記分配エッジに向かって角度を成して傾斜する、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の型。

８．前記チャネルのそれぞれが、前記分配エッジに出口開口部を有し、少なくとも前記第１のチャネルの出口開口部が、前記隔壁の前記第１の側面から、前記隔壁の前記第２の側面に向かって途中まで延在する、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の型。

９．前記第２のチャネルの前記出口開口部が、前記隔壁の前記第２の側面から、前記隔壁の前記第１の側面に向かって途中まで延在する、実施形態８に記載の型。

１０．前記チャネルのそれぞれが、前記分配エッジに出口開口部を有し、少なくとも前記第１のチャネルの出口開口部が、前記隔壁の前記第１の側面から、前記隔壁の前記第２の側面まで延在する、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の型。

１１．押出し成形物品を生産する方法であって、
実施形態１〜９のいずれか１つに記載の共押出し成形型を提供する工程と、
第１の押出し成形可能な高分子材料を前記第１の空洞に供給する工程と、
第２の押出し成形可能な高分子材料を前記第２の空洞に供給する工程と、
前記第１の高分子材料を前記複数の第１のチャネルを通して押出し、前記第２の高分子材料を前記複数の第２のチャネルを通して押出して、前記第１の高分子材料と前記第２の高分子材料との交互のゾーンの幅を有するフローストリームを形成する工程と、
前記フローストリームを、前記型の前記型開口部を通して押出して、１つの第１のゾーンが任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置されるように前記第２の高分子材料から成る複数の長手方向の第２のゾーンと交互になった前記第１の高分子材料から成る複数の長手方向の第１のゾーンを含む押出し品を形成する工程と、を含む、方法。

１２．前記第１のゾーン及び前記第２のゾーンの少なくとも１つがともに一体に接合される、実施形態１１に記載の方法。

１３．前記押出し品が、前記第２の高分子材料から成る複数の長手方向の第２の縞と交互になった前記第１の高分子材料から成る複数の長手方向の第１の縞を備えており、１つの第１の縞が任意の２つの隣接する第２の縞の間に配置され、前記第１の縞が互いに略平行であり、前記第２の縞が互いに略平行であり、前記第１の縞と前記第２の縞が互いに略平行であるように、それぞれのゾーンが縞の形状である、実施形態１１又は１２に記載の方法。

１４．前記第１の高分子材料及び前記第２の高分子材料がそれぞれ対応する前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを通して押出される際に、前記第１の高分子材料及び前記第２の高分子材料のマスフローが同等であるか又は同等でない、実施形態１１〜１３のいずれか１つに記載の方法。

１５．前記押出し品が、対向する主面を備え、前記方法が更に、前記主面の少なくとも１つにおける模様の複製工程を含む、実施形態１１〜１４のいずれか１つに記載の方法。

１６．前記複製工程が、前記押出し品の前記主面の１つ又は両方を模様付きロール、模様付きベルト、模様付きフィルム、又はこれらの組み合わせと接触させる工程を含む、実施形態１５に記載の方法。

１７．前記押出し品を冷たい表面上で急冷する工程を更に含む、実施形態１１〜１６のいずれか１つに記載の方法。

１８．押出し成形物品であって、第２の高分子材料から成る複数の長手方向の第２のゾーンと交互になった第１の高分子材料から成る複数の長手方向の第１のゾーンを含み、１つの第１のゾーンは任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置され、前記ゾーンが互いに略平行であり、第１のゾーンのそれぞれ及び第２のゾーンのそれぞれの少なくとも１つが約１．５ｍｍ以下の最大幅寸法を有する、押出し成形物品。

１９．前記第１のゾーンのそれぞれ及び第２のゾーンのそれぞれの少なくとも１つの最小幅寸法が約５０マイクロメートルである、実施形態１８に記載の押出し成形物品。

２０．前記第１のゾーンのそれぞれが互いに分離しており、前記第２のソーンがともに一体に接合されている、実施形態１８又は１９に記載の押出し成形物品。

２１．前記第１のゾーンがともに一体に接合されており、前記第２のゾーンがともに一体に接合されている、実施形態１８又は１９に記載の押出し成形物品。

２２．前記第１のゾーンのそれぞれが互いに分離しており、前記第２のゾーンのそれぞれが互いに分離している、実施形態１８又は１９に記載の押出し成形物品。

２３．それぞれのゾーンが縞の形状である、実施形態１８〜２２のいずれか１つに記載の押出し成形物品。

２４．前記押出し成形物品が、対向する主面を有し、前記主面の少なくとも１つが複製模様を有する、実施形態１８〜２３のいずれか１つに記載の押出し成形物品。

以下の実施例のそれぞれでは、第１の材料入口（下表１のポリマーＡを押出し成形型に導入する）に、３２ｍｍの単軸押出し機の周囲に集中してメルトトレインを供給した。第２の材料入口（下表１のポリマーＢを押出し成形型に導入）に、２０ｍｍの単軸押出し機の周囲に集中してメルトトレインを供給した。共押出し操作中、共押出しされたフィルムが冷たいローラー上で取り去られる間に急冷されるように、型を冷たいローラーに隣接して配置した。ウェブ下流で、共押出しされたフィルムをロールに巻き取った。温度及び押出しの条件を表１に示す。

材料に関する注記：
３１５５ＰＰは、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ（商標）から入手可能な３５メルトフローインデックスのポリプロピレン。

４０ＷＥＶＡは、ＤｕＰｏｎｔ（商標）から入手可能なＥｌｖａｘ（商標）エチレン酢酸ビニルであり、酢酸ビニル４０重量％。メルトインデックスは５２ｇ／１０分。

９５／５は、エチルアクリル酸ヘキシル９５％、アクリル酸５％のアクリル酸接着剤。

条件に関する注記：９５／５接着剤は、加熱ホースを用いる「Ｂｏｎｎｏｔ」ブランドの接着剤ポンプを用いて押出し機に汲み入れた。ポンプは、ギヤポンプ付きの押出し機スクリューを有するもの。ポンプ及びホースの温度は１７５℃に設定した。速度は、ギヤポンプ速度を用いて設定した。接着剤はバレル１注入ポートで押出し機内に注入した。

実施例１：本実施例では、ポリマーＡ及びポリマーＢは両方ともポリプロピレンであり、唯一の違いはポリマーＢが黒の顔料を含んでいることであった。ポリマーＡは、ポリマーＢの４倍のマスフロー流量で共押出し成形型に導入した。この結果、より幅広の透明ポリプロピレンの縞と交互になった黒色ポリプロピレンの非常に薄い長手方向の縞６６を有する縞模様のフィルム６４が得られた。その結果得られるフィルム６４は、例えば光学表示スクリーン用のプライバシーフィルムとして使用することができる。図７ａは、実施例１で生成されたフィルム６４の断面の顕微鏡写真である。

実施例２：本実施例では、ポリマーＡ及びポリマーＢの両方ともエチレン酢酸ビニルポリマーであり、１：１のマスフロー速度で型に送達したが、ポリマーＢは黒色顔料で着色したＥＶＡであった。その結果得られる縞模様のフィルム７０は、比較的均一のサイズの黒色顔料で着色したＥＶＡの縞７２と透明ＥＶＡの縞７４とを有する。図７ｂは、実施例２で生成されたフィルム７０の断面の顕微鏡写真である。

実施例３：本実施例では、ポリマーＡは９５／５感圧性接着剤であり、ポリマーＢは黒色顔料で着色したＥＶＡであり、１：１のマスフロー速度で型に送達される。その結果得られる縞模様のフィルム７６は、黒色顔料で着色したＥＶＡの縞７８と感圧性接着剤の縞８０とを有する。このフィルムは、例えば支持体にラミネートして、制御された接着フィルムを提供することができる。図７ｃは、実施例３で生成されたフィルム７６の断面の顕微鏡写真である。

実施例４：本実施例は、接着剤を型に２：１のマスフロー速度で送達することを除き、実施例３と同様である。その結果得られる縞模様のフィルム８２は、黒色顔料で着色したＥＶＡの縞８４と感圧性接着剤の縞８６とを有する。図７ｄは、実施例４で生成されたフィルム８２の断面の顕微鏡写真である。

本発明は、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変形及び変更を加えられてもよい。したがって、この発明は、上記の実施形態に限定されないが、以下の「請求項」及び全てのその等価物に詳述する制限によって規制される。本発明は、本明細書に具体的に開示されていないいずれかの成分の非存在下で好適に実行される場合がある。「背景技術」の項に記載したものを包含する、上記に引用した全ての特許及び特許出願の全てを、参照により本明細書に組み込む。

Claims

第１の押出し成形可能な高分子材料と第２の押出し成形可能な高分子材料とを共押出しするための型であって、
第１の型空洞と、
第２の型空洞と、
前記第１の型空洞及び前記第２の型空洞の少なくとも一部分を分離する隔壁であり、前記隔壁は、前記第１の型空洞の一部分を画定する第１の側面と、前記第２の型空洞の一部分を画定する第２の側面と、分配エッジと、複数の第１の押出しチャネル及び複数の第２の押出しチャネルとを有し、前記複数の第１の押出しチャネルが記第１の型空洞を前記分配エッジに接続し、前記複数の第２の押出しチャネルが前記第２の型空洞を前記分配エッジに接続し、１つの第１のチャネルが任意の２つの隣接する第２のチャネルの間に配置されるように、前記複数の第１の押出しチャネルと前記複数の第２の押出しチャネルとは前記分配エッジに沿って交互の位置に配置される、隔壁と、
前記第１の押出し可能な高分子材料と前記第２の押出し可能な高分子材料とを含む押出し品が通過して押出される型開口部と、を備える、型。
前記チャネルのそれぞれが前記分配エッジの出口開口部を有し、前記出口開口部のそれぞれが約１．５ｍｍ以下の最大幅寸法を有する、請求項１に記載の型。
前記出口開口部のそれぞれが約５０マイクロメートルの最小幅寸法を有する、請求項２に記載の型。
前記チャネルのそれぞれが、対向する側壁によって少なくとも部分的に画定され、少なくとも前記第１のチャネルの前記側壁が前記隔壁の前記第１の側面に対して垂直であるか又はある角度で斜めである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の型。
前記チャネルのそれぞれが、対向する側壁及び接合面によって少なくとも部分的に画定され、少なくとも前記第１のチャネルの前記側壁がそれらの接合面から前記隔壁の前記第１の側面及び前記分配エッジまでテーパーする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の型。
前記チャネルのそれぞれが、前記分配エッジに出口開口部を有し、少なくとも前記第１のチャネルの出口開口部が、前記隔壁の前記第１の側面から、前記隔壁の前記第２の側面に向かって途中まで延在する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の型。
押出し成形物品を生産する方法であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の共押出し成形型を提供する工程と、
第１の押出し成形可能な高分子材料を前記第１の空洞に供給する工程と、
第２の押出し成形可能な高分子材料を前記第２の空洞に供給する工程と、
前記第１の高分子材料を前記複数の第１のチャネルを通して押出し、前記第２の高分子材料を前記複数の第２のチャネルを通して押出して、前記第１の高分子材料と前記第２の高分子材料との交互のゾーンの幅を有するフローストリームを形成する工程と、
前記フローストリームを、前記型の前記型開口部を通して押出して、１つの第１のゾーンが任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置されるように前記第２の高分子材料から成る複数の長手方向の第２のゾーンと交互になった前記第１の高分子材料から成る複数の長手方向の第１のゾーンを含む押出し品を形成する工程と、を含む、方法。
押出し成形物品であって、第２の高分子材料から成る複数の長手方向の第２のゾーンと交互になった第１の高分子材料から成る複数の長手方向の第１のゾーンを含み、１つの第１のゾーンが任意の２つの隣接する第２のゾーンの間に配置され、前記ゾーンが互いに略平行であり、第１のゾーンのそれぞれ及び第２のゾーンのそれぞれの少なくとも１つが約１．５ｍｍ以下の最大幅寸法を有する、押出し成形物品。
第１のゾーンのそれぞれ及び第２のゾーンのそれぞれの少なくとも１つの最小幅寸法が約５０マイクロメートルである、請求項８に記載の押出し成形物品。
前記第１のゾーンのそれぞれが互いに分離しており、前記第２のソーンがともに一体に接合されている、請求項８又は９に記載の押出し成形物品。