JP3696997B2 - スパイラルダイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形法によりインフレーションフィルムや中空パイプ等の環状樹脂を押出成形する場合に用いられるスパイラルダイに関し、さらに詳しくは、多層の環状樹脂を成形するためのスパイラルダイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
押出成形法により熱可塑性環状樹脂を成形する場合は、溶融させた樹脂を、適当に加熱されたダイの環状通路を通して連続的に押し出すことにより樹脂バブル等の環状樹脂を形成し、さらにこの樹脂バブル内にエアーを吹き込んで適宜膨張させることによって所望の内径を有したインフレーションフィルムや中空パイプ等の環状の押出成形品とする。成形された環状樹脂は適当な長さに切断され、製品によっては底部が溶着されて、インフレーション成形法によるショッピングバッグや歯磨き用チューブとして用いられたり、中空成形法のボトル等として用いられる。
【０００３】
このような成形品においては、異なる材質の樹脂を複数層に重ねた状態で成形する、いわゆる多層樹脂材料によって環状樹脂の成形を行う場合がある。図１５および図１６には、多層インフレーションフィルムの成形を行うスパイラルダイ２０３および２２３を示している。
【０００４】
スパイラルダイ２０３は、上段部２０３０と、下段部２１３０とから構成され、上段部２０３０には上段側螺旋状通路２０３６が形成されているとともに、上段部２０３０と下段部２１３０との接合部には下段側螺旋状通路２１３６が形成されている。下段部２１３０におけるセンタノズル２１３５には外周面に開口して開口部２１３５ａが形成され、上段部２０３０の外周面にも開口部２０３５ａが形成されている。そして、両開口部２０３５ａおよび２１３５ａから供給された溶融樹脂は、各螺旋状通路２０３６，２１３６を流れて環状通路２０３７において合流し、二層の管状樹脂となって上方に連続して吐出される。
【０００５】
スパイラルダイ２２３は、前記のスパイラルダイ２０３と同様に二層の管状樹脂成形用のスパイラルダイであり、上段部２２３０と下段部２３３０とから構成されている。上段部２２３０には、上段側螺旋状通路２２３６が形成され、下段部２３３０には下段側螺旋状通路２３３６が形成されている。また、上段部２２３０と下段部２３３０の中心部には中間部ノズル２２３１が配設されている。
【０００６】
上段部２２３０および下段部２３３０の外周面には各螺旋状通路２２３６，２３３６に繋がる開口部２２３５ａ，２３３５ａが形成されている。そして、両開口部２２３５ａおよび２３３５ａから供給された溶融樹脂は、各螺旋状通路２２３６，２３３６を流れて環状通路２２３７において合流し、二層の管状樹脂となって上方に連続して吐出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成されたスパイラルダイ２０３，２２３においては、二種類の溶融樹脂はそれぞれ別の開口部２０３５ａ，２１３５ａ等から供給され、別の螺旋状通路２０３６，２１３６等を流れた後、環状通路２０３７，２２３７において合流する。このため、スパイラルダイ２０３，２２３においては、上下方向に離れた位置に二組の螺旋状通路を形成する必要があり、スパイラルダイ２０３，２２３の高さ（長さ）Ｈが高くなるという問題があった。
【０００８】
また、螺旋状通路２０３６等は、溶融樹脂が環状通路２０３７，２２３７に入るときに円周方向の流量分布を均一化し、均質な樹脂バブルや環状樹脂を成形するためのものである。このため螺旋状通路２０３６等の内周は、溶融樹脂の流れを良くするために研磨を行ったり、クロムメッキやニッケルメッキを施したりして滑らかにする必要があるため加工コストがかかる。さらに、螺旋状通路２０３６等は、通常は複数本で一組となって形成されるため、螺旋状通路２０３６等の形成はスパイラルダイ２０３，２２３の製作費の割合の多くを占める。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、多層の環状樹脂を成形するスパイラルダイであっても、外形をコンパクトにすることができ、且つ、安価なスパイラルダイを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では多層樹脂押出用のスパイラルダイを、内側部材と、この内側部材の外側に配設される外側部材とから構成している。内側部材は上方に突出したテーパ突起を有しており、外側部材にはこのテーパ突起を嵌合受容する受容部が形成されている。内側部材と外側部材との嵌合部には螺旋状通路が形成されており、この螺旋状通路は、押出方向軸回りに上方に向かう螺旋状に形成され、内部を溶融樹脂が通るようになっている。
【００１１】
螺旋状通路の押出方向先方には、環状樹脂を上方に吐出させる環状通路が繋がっている。螺旋状通路は、テーパ突起の外周面に形成された内側螺旋溝と受容部の内周面に形成された外側螺旋溝とから略円形の断面形状に形成されている。そして、内側部材には内側螺旋溝に繋がって螺旋状通路に溶融樹脂の供給を行う内側流入孔が形成され、外側部材には、外側螺旋溝に繋がって螺旋状通路に溶融樹脂の供給を行う外側流入孔が形成されている。
【００１２】
このように構成されたスパイラルダイによれば、内側流入孔および外側流入孔にそれぞれ異なった種類の溶融樹脂を供給させれば、内側流入孔から供給された溶融樹脂は内側螺旋溝を流れ、外側流入孔から供給された溶融樹脂は外側螺旋溝を流れる。このため、各々の溶融樹脂が螺旋状通路内で混ざり合うことがなく、二層の環状樹脂となって環状通路から吐出される。
【００１３】
なお、上記のスパイラルダイにおいては、内側流入孔と外側流入孔との間において螺旋状通路に繋がって螺旋状通路に溶融樹脂の供給を行う中間流入孔を内側部材および外側部材の少なくとも一方に形成するようにしてもよい。このような構成とすることにより、内側流入孔から供給された溶融樹脂と、外側流入孔から供給された溶融樹脂との間に中間流入孔から供給された樹脂を位置させることができるため、三層の環状樹脂を環状通路から吐出させることができる。
【００１４】
また、本発明の他のスパイラルダイは、多層樹脂押出用のスパイラルダイを、下側部材と、この下側部材の上側に配設される上側部材とから構成している。下側部材は上端面が平坦に形成されており、上側部材はこの上端面に密接する下端面を有して形成されている。下側部材と上側部材との密接部には螺旋状通路が形成されており、この螺旋状通路は、押出方向軸回りに径方向内方に向かう螺旋状に形成され、内部を溶融樹脂が通るようになっている。
【００１５】
螺旋状通路の押出方向先方には、環状樹脂を上方に吐出させる環状通路が繋がっている。螺旋状通路は、下側部材の上端面に形成された下側螺旋溝と上側部材の下端面に形成された上側螺旋溝とから略円形の断面形状に形成されている。そして、下側部材には下側螺旋溝に繋がって螺旋状通路に溶融樹脂の供給を行う下側流入孔が形成され、上側部材には、上側螺旋溝に繋がって螺旋状通路に溶融樹脂の供給を行う上側流入孔が形成されている。
【００１６】
このように構成されたスパイラルダイにおいても、下側流入孔および上側流入孔からそれぞれ異なった種類の溶融樹脂を供給させれば、下側流入孔から供給された溶融樹脂は下側螺旋溝を流れ、上側流入孔から供給された溶融樹脂は上側螺旋溝を流れる。このため、各々の溶融樹脂が螺旋状通路内で混ざり合うことがなく、二層の環状樹脂となって環状通路から吐出される。
【００１７】
なお、このスパイラルダイにおいても、下側流入孔と上側流入孔との間において螺旋状通路に繋がって螺旋状通路に溶融樹脂の供給を行う中間流入孔を下側部材および外側部材の少なくとも一方に形成するようにしてもよく、このような構成とすることにより、前記のスパイラルダイと同様に、三層の環状樹脂を環状通路から吐出させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係るスパイラルダイを用いて、押出成形の一例である管状樹脂フィルムのインフレーション成形を行う場合について説明する。図２には、本発明に係るスパイラルダイを用いた管状樹脂フィルムのインフレーション成形装置を示している。この装置は、インフレーション成形されるための樹脂材料が投入されるホッパ１と、このホッパ１に繋がり樹脂材料を溶融混練して上記スパイラルダイ３に押し出すスクリュー１２ａを備えた押出機１２とを有する。なお、この装置においては上記の押出機１２とは別個に構成された押出機２２も有しており、この押出機２２はホッパ１とは別個に設けられたホッパ（図示せず）に繋がっている。
【００１９】
ここで、本発明に係るスパイラルダイの実施の形態の一つである二層インフレーションフィルム成形用のスパイラルダイ３について図１を加えて説明する。このスパイラルダイ３は、スパイラルノズル（内側部材）３１と、ダイ本体（外側部材）３２と、上部ノズル３３と、偏肉調整リング３４と、センタノズル３５と、外側リング３８とから構成される。スパイラルノズル３１は、テーパに形成された本体部３１ａと、この本体部３１ａよりも径方向に張り出したフランジ部３１ｂとから構成される。
【００２０】
本体部３１ａは、上方に行くほど径が小さくなるよう軸方向に対して傾斜するテーパ（山型）に形成されており、この外周面３１ｃには、本体部３１ａの軸回りに上方に向かって螺旋状に延びる溝（以下、「内側螺旋溝」という）３１ｄが複数本形成されている。これら螺旋溝３１ｄは、本体部３１ａの下部における周方向複数箇所から始まって本体部３１ａの上部まで延びている。各螺旋溝３１ｄはＵ字状（半円形）の断面形状を有しており、その深さは、本体部３１ａの上部に行くほど浅くなっている。
【００２１】
また、本体部３１ａの下端には、下向きに開口するノズル収容溝３１ｅが形成されており、このノズル収容溝３１ｅにはセンタノズル３５が収容される。センタノズル３５は、雌ネジが形成された開口部３５ａを有する円筒状の部材であり、この開口部３５ａの雌ネジには、図２に示すように、押出機１２の出口に取り付けられたダイジョイント１２ｂの上部の雄ネジ部（図示せず）が螺合可能である。
【００２２】
そして、本体部３１ａの下部には、開口部３５ａに繋がって形成された連通口３５ｂと各螺旋溝３１ｄの始点部分とを繋ぐ分配路３１ｆが形成されている。さらに、本体部３１ａには、上面中央と側面下方とにおいて開口する第１エア通路３１ｇが形成されている。
【００２３】
ダイ本体３２は、本体部３１ａと密接する凹部を有した円筒状に形成されており、スパイラルノズル３１の本体部３１ａの外周に取り付けられ（フランジ部３１ｂの上面に載置され）、図示しないボルトによって固定される。
ダイ本体３２の内周面３２ａにおける内側螺旋溝３１ｄと対向する部分には、軸回りに上方に向かって螺旋状に延びる溝（以下、「外側螺旋溝」という）３２ｂが複数本形成されている。この螺旋溝３２ｂもＵ字状（半円形）の断面形状を有しており、その深さは、ダイ本体３２の上部に行くほど浅くなっている。
【００２４】
ダイ本体３２の上部における外周には、外側リング３８が取り付けられている。この外側リング３８には側方に開口して開口部３８ａが形成されており、開口部３８ａは連通口３８ｂおよび分配路３２ｃを介して内側螺旋溝３２ｂと繋がっている。開口部３８ａには、押出機２２のダイジョイント２２ｂが螺合されている。
【００２５】
このように構成されたスパイラルノズル３１とダイ本体３２とを密着係合させた状態においては、ダイ本体３２の内周面３２ａとこれに対向するスパイラルノズル３１の外周面３１ｃとの間に断面形状が略円形となった螺旋状通路３６が形成される。
【００２６】
上部ノズル３３は、スパイラルノズル３１の本体部３１ａの上端の外径に等しい外径を有する円板状の部材であり、本体部３１ａの上面に載置されるとともに図示しないボルトによって固定される。この上部ノズル３３の外周面３３ａは、上部が下部よりも若干外方に迫り出した形状に形成されている。また、上部ノズル３３の径方向中央には、上下面において開口する第２エア通路３３ｂが形成されている。
【００２７】
偏肉調整リング３４は、ダイ本体３２の内径に等しい内径を有したリング状の部材であり、ダイ本体３２の上面に載置され、図示しないボルトによって固定される。これにより、偏肉調整リング３４の内周面３４ａとスパイラルノズル３１の上面に載置された上部ノズル３３の外周面３３ａとが対向し、これらの間に環状通路３７が形成される。なお、前述した上部ノズル３３の外周面３３ａの形状により、環状通路３７の上部は下部に対して幅が狭くなる。
【００２８】
このように構成されたスパイラルダイ３を用いて管状フィルムを作るときは、スパイラルダイ３のダイ本体３２と偏肉調整リング３４に、図示しないヒーターが取り付けられ、所要の温度に加熱される。そして、押出機１２のダイジョイント１２ｂからセンタノズル３５の内側空間に供給された第一樹脂Ｒ１（溶融樹脂）は、分配路３１ｆを通って内側螺旋溝３１ｄに供給される。また、押出機２２から供給された第二樹脂Ｒ２は、連通口３８ｂおよび分配路３２ｃを通って外側螺旋溝３２ｂに供給される。
【００２９】
図３にも示すように、分配路３１ｆから供給された第一樹脂Ｒ１と、分配路３２ｃから供給された第二樹脂Ｒ２とは螺旋状通路３６内で一緒になる。ここで、両溶融樹脂Ｒ１，Ｒ２の流量がほぼ等しければ、各樹脂Ｒ１，Ｒ２はほぼ半分づつの割合で螺旋状通路３６内を流れる。すなわち、第一樹脂Ｒ１は内側螺旋溝３１ｄ内を流れ、第二樹脂Ｒ２は外側螺旋溝３２ｂ内を流れて環状通路３７に供給される。このとき、内側螺旋溝３１ｄおよび外側螺旋溝３２ｂは断面形状が略半円形に形成されているため、各樹脂Ｒ１，Ｒ２共にスムーズに螺旋状通路３６に流れ込み、分配路３１ｆおよび３２ｃから螺旋状通路３６に移る部分で溶融樹脂が滞留しにくくなる。
【００３０】
さらに、螺旋状通路３６の内面は略円形に形成されるとともに研磨されているため、通路内における溶融樹脂の流動性が良くなり、通路内での樹脂の滞留はほとんど発生しない。したがって、溶融樹脂の流れが偏ったりせず、吐出された樹脂バブル（インフレーションフィルム）にウエルドラインが形成されたり、樹脂バブルの肉厚が不均一になったりすることがない。
【００３１】
これにより、断面を図４に示すように、内側の層が第一樹脂Ｒ１によって形成されるとともに外側の層が第二樹脂Ｒ２によって形成された二層のチューブ状の樹脂バブル５０が環状通路３７から上方に連続して吐出される。吐出された樹脂バブル５０内には、スパイラルダイ３に形成された第１および第２エア通路３１ｇ，３３ｂを通じてエアが吹き込まれる。これにより、樹脂バブル５０は、図２に示すように、径方向に膨張変形し、膨張後のバブル５０は上方に進むに従って冷却され、インフレーションフィルム（環状樹脂）５０′となる。
【００３２】
なお、前記のように各溶融樹脂Ｒ１，Ｒ２の流量をほぼ等しくすれば、各層の厚さをほぼ等しくする（１：１とする）ことができる。従って、各溶融樹脂Ｒ１，Ｒ２の流量の調節を行えば、各層の厚さの比率を１：２や１：３等とすることができる。
【００３３】
インフレーションフィルム５０′は、左右に対向するとともに上部ほど間隔が狭まるようハ字状に配設された一対の安定板８，８により挟まれてシート状に畳まれながら、これら安定板８，８の上方に位置する引取用ピンチロール５により上方に引き上げられる。そして、ピンチロール５により引き上げられたインフレーションフィルム５０′は複数のガイドロール６ａ〜６ｄによって案内されながら巻取装置７の巻取軸７ａ上にロール状に巻き取られる。
【００３４】
このように構成されたスパイラルダイ３によれば、二層のインフレーションフィルムを形成する場合であっても螺旋状通路３６をダイ本体３２の内周面３２ａとスパイラルノズル３１の外周面３１ｃとの間に一組のみ形成すればよい。このため、環状樹脂を形成するダイをコンパクトに（特に上下方向の寸法Ｈを小さく）形成することができるとともに、加工も簡単になる。
【００３５】
なお、上記の実施の形態においては、スパイラルダイ３を二層インフレーションフィルムの成形を行うための二層スパイラルダイとした場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、ダイ本体３２の外周をさらにテーパに形成し、その外周にさらにテーパ受容部を有する外側部材を配設することにより、図５に示すようにな三層インフレーションフィルム成形用のスパイラルダイ１３を構成することができる。
【００３６】
このスパイラルダイ１３は、上段部１３０と、下段部２３０とから構成され、下段部２３０は前記スパイラルダイ３と同様に二層の環状樹脂の成形が可能に構成されているが、上段部においては単層の環状樹脂の成形がなされる。そして、下段部２３０には下段側螺旋状通路２３６が形成されているとともに、上段部１３０と下段部２３０との接合部には上段側螺旋状通路１３６が形成されている。また、上段部１３０には、上部ノズル３３および偏肉調整リング３４が配設されるが、これらは前記のスパイラルダイ３における上部ノズル３３等と同一の構成であるため、同一の符号を付してここでの説明は省略する。
【００３７】
下段部２３０のセンタノズル２３５には下方に開口する開口部２３５ａに繋がる連通口２３５ｂが形成されている。また、下段部２３０には外周面に開口する開口部２３８ａに繋がって連通口２３８ｂが形成され、上段部１３０にも外周面に開口する開口部１３５ａに繋がる連通口１３５ｃが形成されている。そして、各開口部２３５ａ，２３８ａおよび１３５ａから供給された溶融樹脂Ｒ１〜Ｒ３は、各螺旋状通路１３６，２３６を流れて環状通路１３７において合流し、三層の管状樹脂となって上方に連続して吐出される。
【００３８】
ここで、下段部２３０における下段側螺旋状通路２３６は、スパイラルダイ３における螺旋状通路３６と同一の構成である。すなわち、下段側螺旋状通路２３６を形成する内側螺旋溝２３１ｄには、開口部２３５ａから供給された第一樹脂Ｒ１が分配路２３１ｆを通って流れ込む。また、外側螺旋溝２３２ｂには開口部２３８ａから供給された第二樹脂Ｒ２が分配路２３２ｃを通って流れ込む。
【００３９】
これにより、第一樹脂Ｒ１と第二樹脂Ｒ２とが下段側螺旋状通路２３６内で一緒になるため、環状通路１３７の下部１３７ａにおいて、第一樹脂Ｒ１が内側になり第二樹脂Ｒ２が外側となる二層のチューブとなって環状通路１３７内を上昇する。そして、環状通路１３７の途中において上段側螺旋状通路１３６を流れてきた第三樹脂Ｒ３が一番外側に重なるように合流する。これにより、環状通路１３７の上部１３７ｂにおいて、断面を図６に示すような三層の樹脂バブル５０となり、環状通路１３７から上方に連続して吐出される。
【００４０】
このように構成されたスパイラルダイ１３においても、成形する樹脂バブル５０の層数に対してスパイラルダイ１３内に形成される螺旋状通路の数を少なくすることができる。すなわち、樹脂バブル５０が三層であっても、螺旋状通路は、上段側螺旋状通路１３６および下側螺旋状通路２３６の二組の螺旋状通路を形成すればよいため、スパイラルダイ１３をコンパクト且つ、安価に製作することができる。また、このスパイラルダイ１３においても、各溶融樹脂Ｒ１〜Ｒ３の流量の調節を行うことにより樹脂バブル５０の各層の厚さの調整を行うことができる。
【００４１】
なお、三層の樹脂バブルの成形を行う場合は、必ずしも上記のように構成されたスパイラルダイ１３を用いる必要はない。例えば、上段側螺旋状通路に二種類の溶融樹脂の供給を行い、下段側螺旋状通路には一つの溶融樹脂の供給を行うように構成したスパイラルダイを用いてもよい。
また、上段側螺旋状通路および下段側螺旋状通路ともに、それぞれ二種類の溶融樹脂の供給を行うように構成して四層の樹脂バブルの成形を行うように構成してもよい。
【００４２】
さらに、三層の樹脂バブルの成形を行う場合、図７に示すように、スパイラルダイには螺旋状通路３６′を一組だけ形成し（スパイラルダイ３のような構成とし）、この螺旋状通路３６′に繋がる三本の分配路３１ｆ′，３２ｆ′，３２ｃ′を設けるように構成してもよい。そして、これらの各分配路３１ｆ′，３２ｆ′，３２ｃ′に三種類の溶融樹脂Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を供給すれば三層の樹脂バブルを形成することができる。
【００４３】
次に、図８を参照して五層の樹脂バブルの成形を行うためのスパイラルダイ３３について説明する。このスパイラルダイ３３は、上段部３３０と、中段部４３０と、下段部５３０とから構成されている。上段部３３０は、スパイラルノズル３３１の構成、このスパイラルノズル３３１における分配路３３１ｆ、連通口３３５ｂおよび、この連通口３３５ｂが繋がる開口部３３５ａの形成位置が異なる点を除き、前記のスパイラルダイ３と同一の構成である。このため、ここでは同一の構成部分についての説明は省略する。
【００４４】
スパイラルノズル３３１は、下面に底板３３１ｅを有して構成されており、この底板３３１ｅとフランジ部３３１ｂとの接合面に連通口３３５ｂおよび、この連通口３３５ｂに繋がる開口部３３５ａが形成されている。すなわち、開口部３３５ａは、上段部３３０の外周面に形成されることとなる。このように形成された上段部３３０は、中段部４３０の上に載置される。
【００４５】
中段部４３０は前記スパイラルダイ１３における上段部１３０と同様に構成され、下段部５３０は同じくスパイラルダイ１３における下段部２３０と同様に構成されている。（このため、スパイラルダイ１３においては、３００を加えた符号を付して詳細な説明は省略する。）すなわち、このスパイラルダイ３３は、スパイラルダイ１３における上部ノズル１３３および偏肉調整リング１３４と、上段部１３０との間に、上段部３３０が載置された形状となる。
【００４６】
このように構成されたスパイラルダイ３３によれば、下段部５３０の底部に形成された開口部５３５ａから供給された第一樹脂Ｒ１は、連通口５３５ｂおよび分配路５３１ｆを通って下段側螺旋状通路５３６に供給される。また、下段部５３０の外周面に形成された開口部５３８ａから供給された第二樹脂Ｒ２は、連通口５３８ｂおよび分配路５３２ｃを通って下段側螺旋状通路５３６に供給される。これにより、環状通路３３７の下部３３７ａにおいて二層の環状樹脂となる。
【００４７】
そして、開口部４３８ａから連通口４３８ｂおよび分配路４３２ｃを通って中段側螺旋状通路４３６を流れてきた第三樹脂Ｒ３が一番外側に重なるように環状通路３３７内に合流する。これにより、環状通路３３７の中間部３３７ｂにおいて、三層の環状樹脂となり、環状通路３３７の上方に向けて押し上げられる。
【００４８】
さらに、上段部３３０の外周面に形成された開口部３３５ａから供給された第四樹脂Ｒ４は、連通口３３５ｂおよび分配路３３１ｆを通って上段側螺旋状通路３３６に供給される。また、上段部３３０における上部外側リング３３８の外周面に形成された開口部３３８ａから供給された第五樹脂Ｒ５は、連通口３３８ｂおよび分配路３３２ｃを通って上段側螺旋状通路３３６に供給される。これにより、環状通路３３７の上部３３７ｃにおいて、内側から第一樹脂Ｒ１、第二樹脂Ｒ２、第三樹脂Ｒ３、第四樹脂Ｒ４および第五樹脂Ｒ５の順で五層になった環状樹脂となり、環状通路３３７から上方に連続して吐出される。
【００４９】
このように構成されたスパイラルダイ３３においても、五層のインフレーションフィルムを形成するための螺旋状通路３３６，４３６，５３６は三組でよいため、スパイラルダイ３３をコンパクト且つ安価に製作することができる。
【００５０】
なお、上記のスパイラルダイ３３においては、下段部５３０における第一樹脂Ｒ１供給用の開口部５３５ａを下方に開口するように形成したが、図９に示すスパイラルダイ６３のように、スパイラルノズル１５３１の下方にセンタノズル１５３５を設け、このセンタノズル５３５の外周面に開口部１５３５ａを形成するようにしてもよい。
【００５１】
このスパイラルダイ６３は、上段部３３０，中段部４３０および下段部１５３０からなる五層インフレーションフィルム成形用のスパイラルダイであり、上段部３３０および中段部４３０はスパイラルダイ３３と同じ構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。そして、開口部１５３５ａから溶融樹脂の供給を行うことにより、分配路１５３１ｆを通って下段側螺旋状通路１５３６に供給させるものである。
【００５２】
このような構成とすることによっても、コンパクトで安価な五層のチューブ状の樹脂成形用スパイラルダイを得ることができる。すなわち、このスパイラルダイ６３のような構成とすれば、ダイジョイント１２ｂもスパイラルダイ６３の外周面に接続されるため、インフレーション成形装置全体の高さを低くすることができる。なお、前記の各スパイラルダイ３，１３においても、スパイラルダイ６３のように第一樹脂Ｒ１を外周面から供給するようにしてもよい。
【００５３】
次に、図１０を参照しながら本発明に係るスパイラルダイの異なる実施の形態について説明する。このスパイラルダイ７３は、前記のスパイラルダイ３と同様に二層インフレーションフィルム成形用のスパイラルダイであり、下部ノズル７３１と、上部ダイ本体（上側部材）７３２と、上部ノズル７３３と、偏肉調整リング７３４と、上部外側リング７３５と、下部ダイ本体（下側部材）７３８と、下部外側リング７３９とから構成される。
【００５４】
下部ノズル７３１は、ほぼ円柱状に形成された本体部７３１ａと、この本体部７３１ａよりも径方向に張り出したフランジ部７３１ｂとから構成される。本体部７３１ａの下部外周（フランジ部７３１ｂの上部）には、下部ダイ本体７３８が配設され、その上部には上部ダイ本体７３２が配設される。
【００５５】
下部ダイ本体７３８の上端面および上部ダイ本体７３２の下端面は平坦（ほぼ水平）に形成され、下部ダイ本体７３８の上端面には、軸回りに径方向内方に向かって螺旋状に延びる溝（以下、「下側螺旋溝」という）７３８ｂが形成され、上部ダイ本体７３２の下端面において下側螺旋溝７３８ｂに対向する位置にも軸回りに径方向内方に向かって螺旋状に延びる溝（以下、「上側螺旋溝」という）７３２ｂがそれぞれ複数本形成されている。
【００５６】
両螺旋溝７３８ｂ，７３２ｂは、Ｕ字状（半円形）の断面形状を有しており、ダイ本体７３２，７３８の中心部に行くほど浅くなっている。このように構成された上部および下部ダイ本体７３２，７３８を図示しないボルトによって密着係合させた状態においては、両ダイ本体７３２，７３８のほぼ中間部に断面形状が略円形となった螺旋状通路７３６が形成される。
【００５７】
この螺旋状通路７３６には、スパイラルダイ３と同様に二種類の溶融樹脂が供給される。すなわち、上部ダイ本体７３２には上側螺旋溝７３２ｂに繋がる分配路７３２ｃが形成され、この分配路７３２ｃは、上部ダイ本体７３２の上に配設された上部外側リング７３５に形成された連通口７３５ｂに繋がる。なお、この連通口７３５ｂは、上部外側リング７３５の外周に形成された開口部７３５ａに繋がる。
【００５８】
また、下部ダイ本体７３８には下側螺旋溝７３８ｂに繋がる分配路７３８ｃが形成され、この分配路７３８ｃは、下部ダイ本体７３８の下に配設された下部外側リング７３９に形成された連通口７３９ｂに繋がる。なお、この連通口７３９ｂは、下部外側リング７３９の外周に形成された開口部７３９ａに繋がる。
【００５９】
このように構成されたスパイラルダイ７３によれば、図１１にも示すように、開口部７３９ａから供給された第一樹脂Ｒ１は、連通口７３９ｂおよび分配路７３８ｃを通って螺旋状通路７３６に供給され、下側螺旋溝７３８ｂを流れる。また、開口部５３５ａから供給された第二樹脂Ｒ２は、連通口５３５ｂおよび分配路７３２ｃを通って同じく螺旋状通路７３６に供給され、上側螺旋溝７３２ｂを流れる。これにより、環状通路７３７において二層の環状樹脂となり、上方に連続して押し上げられる。なお、このスパイラルダイ７３によって形成された樹脂バブルの断面形状は、図４に示す樹脂バブル５０の断面形状と同一となる。
【００６０】
次に、図１２を参照して四層インフレーションフィルムの成形を行うスパイラルダイ８３について説明する。このスパイラルダイ８３は、上段部８３０と下段部９３０とから構成され、上段部８３０には上段側螺旋状通路８３６が形成されているとともに、下段部９３０は下段側螺旋状通路９３６が形成されている。
【００６１】
上段部８３０および下段部９３０は、それぞれ、上部ダイ本体８３２，９３２と、上部外側リング８３５，９３５と、下部ダイ本体８３８，９３８と、下部外側リング８３９，９３９とから構成されている。これらの各部材は、前記のスパイラルダイ７３における各ダイ本体７３２，７３８および各外側リング７３５，７３９と同様に構成されている。そして、下段部９３０の上に上段部８３０が載置された状態で、下部ノズル８３１の外側に配設され、上部ノズル８３３および偏肉調整リング８３４も上段部８３０の上部に配設される。
【００６２】
このように形成されたスパイラルダイ８３によれば、開口部９３９ａから供給された第一樹脂Ｒ１が下段側螺旋状通路９３６に流れ込むとともに、開口部９３５ａから供給された第二樹脂Ｒ２も下段側螺旋状通路９３６に流れ込む。これにより、第一樹脂Ｒ１と第二樹脂Ｒ２とが環状通路８３７の下部８３７ａにおいて、第一樹脂Ｒ１が内側になり第二樹脂Ｒ２が外側となる二層の環状樹脂となって環状通路８３７内を上昇する。
【００６３】
そして、環状通路１３７の途中において上段側螺旋状通路８３６を流れてきた第三樹脂Ｒ３と第四樹脂Ｒ４とが合流する。すなわち、前記と同様に開口部８３９ａから供給された第三樹脂Ｒ３が上段側螺旋状通路８３６に流れ込むとともに、開口部８３５ａから供給された第四樹脂Ｒ４も上段側螺旋状通路８３６に流れ込んで、二層の環状樹脂となる。その後、環状通路８３７の中間部において、第二樹脂Ｒ２の外側に第三樹脂Ｒ３が重なり、さらにその外側に第四樹脂Ｒ４が重なる四層の環状樹脂となる。これにより、環状通路８３７の上部８３７ｂにおいて、断面を図１３に示すような四層の環状樹脂である樹脂バブル５０となり、環状通路８３７から上方に連続して吐出される。
【００６４】
次に、図１４を参照して五層のインフレーションフィルムの成形を行うスパイラルダイ１０３について説明する。このスパイラルダイ１０３は、上段部８３０と下段部９３０との間に中段部１０３０を有して構成され、上段部８３０、下段部９３０および中段部１０３０にはそれぞれ、上段側螺旋状通路８３６、下段側螺旋状通路９３６および中段側螺旋状通路１０３６が形成されている。なお、このスパイラルダイ１０３における上段部８３０および下段部９３０の構成は、前記のスパイラルダイ８３におけるそれと同一の構成であるため、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。
【００６５】
中段部１０３０は、上部ダイ本体１０３２と、下部ダイ本体１０３８と、下部外側リング１０３９とから構成されている。上部ダイ本体１０３２の下端面には上側螺旋溝１０３２ｂが形成され、下部ダイ本体１０３８の上端面には上側螺旋溝１０３８ｂが形成されている。そして、この中段部１０３０においては、下部ダイ本体１０３８のみに下側螺旋溝１０３８ｂに繋がる分配路１０３８ｃが形成されている。この分配路１０３８ｃは、下部外側リング１０３９の外周面に開口した開口部１０３９ａに繋がる連通口１０３９ｂに繋がっている。
【００６６】
従って、中段部１０３０においては、開口部１０３９ａから溶融樹脂の供給を行うことにより単層の環状樹脂の成形を行うことができる。このように構成された中段部１０３０は、上段部８３０および下段部９３０とともに、下部ノズル１０３１の外側に配設され、上部ノズル８３３および偏肉調整リング８３４も上段部８３０の上部に配設される。
【００６７】
このように構成されたスパイラルダイ１０３においては、下段部９３０における開口部９３９ａから供給された第一樹脂Ｒ１と、開口部９３５ａから供給された第二樹脂Ｒ２とは、二層の環状樹脂となって環状通路１０３７の下部１０３７ａを上昇する。そして、環状通路１０３７の中間部１０３７ｂにおいて中段部１０３０における開口部１０３９ａから供給された第三樹脂Ｒ３と合流し、三層の環状樹脂となって環状通路１０３７内を上昇する。さらに、上段部８３０における開口部８３９ａから供給された第四樹脂Ｒ４と、開口部８３５ａから供給された第五樹脂Ｒ５は、環状通路１０３７における上部１０３７ａにおいて前記の三層の樹脂と合流し、五層の環状樹脂となって環状通路１０３７から吐出される。
【００６８】
従って、このように構成されたスパイラルダイ８３，１０３においても、成形される樹脂バブル５０の層数に対して螺旋状通路８３６，９３６等の組数（段数）を少なくすることができるため、コンパクトで安価な構成とすることができる。
【００６９】
なお、本発明は必ずしも二層から五層のインフレーションフィルムを成形するダイに限られるものではない。すなわち、上段部１３０等や、下段部２３０等を複数段積層することにより、簡単に六層以上のインフレーションフィルムを成形するためのダイとすることができる。この場合であっても、スパイラルダイには形成されるインフレーションフィルムの層数よりも少ない組数の螺旋状通路を形成すればよいため、インフレーションフィルムの層数と同じ組数の螺旋状通路を形成したスパイラルダイに比べて、スパイラルダイ全体をコンパクト且つ、安価に製作することができる。
【００７０】
また、上記の各実施の形態においては、分配路３１ｆや３２ｃ等を、螺旋状通路３６等における同じ位置において繋げることとしているが、本発明は必ずしもこのような構成に限られるものではない。すなわち、いずれか一方の分配路を径方向もしくは上下方向にずらした位置において螺旋状通路に繋げることにより、一方の溶融樹脂が螺旋状通路内に流れ込んだ後に、他方の溶融樹脂が螺旋状通路内に流れ込むように構成してもよい。
【００７１】
なお、上記の実施の形態においては、ダイ（環状通路）を上方に向けて配設し、樹脂バブルを上方に吐出させてインフレーションフィルムを形成する場合について説明したが、ダイの配設方向は必ずしもこれらの向きに限られるものではなく、中空パイプやチューブを形成する場合や、ブロー成形を行う場合等、成形方法や材質によって横向きや下向き等、適宜変更されるものである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスパイラルダイによれば、円周方向の流量分布を均一化させるために形成する螺旋状通路に、二種類もしくは三種類の溶融樹脂を供給して二層もしくは三層の環状樹脂を成形することができる。このため、多層の環状樹脂の成形を行うスパイラルダイであっても、成形する環状樹脂の層数に対して螺旋状通路の組数を少なくすることができるため、高さの低い（長さの短い）コンパクトなスパイラルダイを得ることができる。
【００７３】
また、螺旋状通路は溶融樹脂の流動性を良くするために研磨加工やコーティング加工を行う必要があるため、螺旋状通路の成形には多大な工数がかかり、スパイラルダイ全体の製作コストにおいて、螺旋状通路を形成するためのコストが大きな割合を占めることとなるが、本発明のように螺旋状通路の数を少なくすることができればスパイラルダイの製作コストを大幅に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスパイラルダイの側面断面図である。
【図２】上記スパイラルダイを用いたインフレーション成形装置の全体図である。
【図３】上記スパイラルダイにおける螺旋状通路部の部分拡大断面図である。
【図４】上記スパイラルダイによって成形されたインフレーションフィルムの軸方向と直角な方向の断面図である。
【図５】本発明に係る他のスパイラルダイの側面断面図である。
【図６】上記スパイラルダイによって成形されたインフレーションフィルムの軸方向と直角な方向の断面図である。
【図７】本発明に係る他のスパイラルダイにおける螺旋状通路部の部分拡大断面図である。
【図８】本発明に係る他のスパイラルダイの側面断面図である。
【図９】本発明に係る他のスパイラルダイの側面断面図である。
【図１０】本発明に係る他のスパイラルダイの側面断面図である。
【図１１】上記スパイラルダイにおける螺旋状通路部の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る他のスパイラルダイの側面断面図である。
【図１３】上記スパイラルダイによって成形されたインフレーションフィルムの軸方向と直角な方向の断面図である。
【図１４】本発明に係る他のスパイラルダイの側面断面図である。
【図１５】従来のスパイラルダイの側面断面図である。
【図１６】従来のスパイラルダイの側面断面図である。
【符号の説明】
３，１３，３３，６３，７３，８３，１０３ スパイラルダイ
３６，１３６，２３６，３３６，４３６，５３６，７３６，８３６，９３６，１０３６，１５３６ 螺旋状通路
３７，１３７，３３７，７３７，８３７，１０３７ 環状通路
５０ 樹脂バブル
５０′ インフレーションフィルム

Claims (4)

1. 上方に突出したテーパ突起を有する内側部材と、前記テーパ突起を嵌合受容する受容部を有して前記内側部材の外側に配設される外側部材とを有してなり、押出成形に用いられるスパイラルダイであって、
   前記内側部材と前記外側部材との嵌合部において、押出方向軸回りに上方に向かう螺旋状に形成されて内部を溶融樹脂が通る螺旋状通路と、この螺旋状通路の押出方向先方に繋がって環状樹脂を上方に吐出させる環状通路とを有し、
   前記螺旋状通路が、前記テーパ突起の外周面に形成された内側螺旋溝と前記受容部の内周面に形成された外側螺旋溝とから略円形の断面形状に形成され、
   前記内側螺旋溝に繋がって前記螺旋状通路に前記溶融樹脂の供給を行う内側流入孔が前記内側部材に形成され、
   前記外側螺旋溝に繋がって前記螺旋状通路に前記溶融樹脂の供給を行う外側流入孔が前記外側部材に形成されていることを特徴とするスパイラルダイ。
2. 前記内側流入孔と前記外側流入孔との間において前記螺旋状通路に繋がって前記螺旋状通路に前記溶融樹脂の供給を行う中間流入孔が、前記内側部材および前記外側部材の少なくとも一方側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスパイラルダイ。
3. 平坦な上端面を有する下側部材と、前記上端面に密接する下端面を有して前記下側部材の上側に配設される上側部材とを有してなり、押出成形に用いられるスパイラルダイであって、
   前記下側部材と前記上側部材との密接部において、押出方向軸回りに径方向内方に向かう螺旋状に形成されて内部を溶融樹脂が通る螺旋状通路と、この螺旋状通路の押出方向先方に繋がって環状樹脂を上方に吐出させる環状通路とを有し、
   前記螺旋状通路が、前記上端面に形成された下側螺旋溝と前記下端面に形成された上側螺旋溝とから略円形の断面形状に形成され、
   前記下側螺旋溝に繋がって前記螺旋状通路に前記溶融樹脂の供給を行う下側流入孔が前記下側部材に形成され、
   前記上側螺旋溝に繋がって前記螺旋状通路に前記溶融樹脂の供給を行う上側流入孔が前記上側部材に形成されていることを有することを特徴とするスパイラルダイ。
4. 前記下側流入孔と前記上側流入孔との間において前記螺旋状通路に繋がって前記螺旋状通路に前記溶融樹脂の供給を行う中間流入孔が、前記下側部材および前記上側部材の少なくとも一方側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のスパイラルダイ。

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