JPH0890632A - スパイラルダイおよびこれを用いる積層体製造方法 - Google Patents
スパイラルダイおよびこれを用いる積層体製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の樹脂の多層積層体を効率的に製造し得
る簡単な構造のスパイラルダイ、ならびに該スパイラル
ダイを用いる効果的な積層体の製造方法を与える。 【構成】 互いに嵌装関係に配置された内側ダイリング
と外側ダイリングとの間に、それぞれ次第に深さの減ず
る複数（ｍ；ただしｍは自然数である）のスパイラル流
路溝を形成し、該複数（ｍ）のスパイラル流路溝に複数
（ｎ；ただしｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）の互
いに異なる樹脂からなる溶融樹脂流を一定の順序で分配
導入するための分配溝を設けたスパイラルダイを用い個
々の樹脂流がスパイラル流路溝を進行してダイ軸方向に
均一な筒状流を形成する前に、前記複数の溶融樹脂流が
前記スパイラル流路溝からの漏洩流として一定の順序で
積層させる。
る簡単な構造のスパイラルダイ、ならびに該スパイラル
ダイを用いる効果的な積層体の製造方法を与える。 【構成】 互いに嵌装関係に配置された内側ダイリング
と外側ダイリングとの間に、それぞれ次第に深さの減ず
る複数（ｍ；ただしｍは自然数である）のスパイラル流
路溝を形成し、該複数（ｍ）のスパイラル流路溝に複数
（ｎ；ただしｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）の互
いに異なる樹脂からなる溶融樹脂流を一定の順序で分配
導入するための分配溝を設けたスパイラルダイを用い個
々の樹脂流がスパイラル流路溝を進行してダイ軸方向に
均一な筒状流を形成する前に、前記複数の溶融樹脂流が
前記スパイラル流路溝からの漏洩流として一定の順序で
積層させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層樹脂筒状体押出用
のスパイラルダイおよびこれを用いる積層体製造方法に
関する。
のスパイラルダイおよびこれを用いる積層体製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】単独の樹脂フィルムでは得られない特性
を得るために、積層樹脂フィルムを形成することが広く
行なわれている。このような積層樹脂フィルムの典型例
の一つとしては、単独では延伸性の難しいガスバリアー
性樹脂層と、該ガスバリアー性樹脂層に延伸性を付与し
且つ該ガスバリアー性樹脂層との接着性の良好な樹脂層
と、の積層フィルムが挙げられる。このような積層樹脂
フィルムの好適な製造法としては多層インフレーション
法が挙げられる。
を得るために、積層樹脂フィルムを形成することが広く
行なわれている。このような積層樹脂フィルムの典型例
の一つとしては、単独では延伸性の難しいガスバリアー
性樹脂層と、該ガスバリアー性樹脂層に延伸性を付与し
且つ該ガスバリアー性樹脂層との接着性の良好な樹脂層
と、の積層フィルムが挙げられる。このような積層樹脂
フィルムの好適な製造法としては多層インフレーション
法が挙げられる。
【０００３】一般に、多層インフレーション法において
使用される成型ダイには、積層すべき各々の樹脂が個々
の押出機により溶融混練されたのち、それぞれのパイプ
状流路を経て供給される。
使用される成型ダイには、積層すべき各々の樹脂が個々
の押出機により溶融混練されたのち、それぞれのパイプ
状流路を経て供給される。
【０００４】成型ダイには、スパイダー式、スパイ
ラル式、クロスヘッド式、マニホールド式等の基本
形式に加え、これらの組み合わせ方式の成型ダイがあ
る。何れの方式にしても、ダイ内に於いては個々の樹脂
がそれぞれの流路方式に従って単独で薄肉円筒状に成型
され、その後肉厚を調整された後に、同様にして薄肉円
筒状に成型されて流動している他の円筒状樹脂流と合流
し、積層され多層チューブ状となり、ダイリップより押
し出される。このようなダイに於いては必要な積層数に
対応した円筒状樹脂流路が必要となり、積層インフレー
ションフィルムの機能向上のため積層数を増すと、相応
してダイは複雑となり且つ大型化するため、ダイの製作
加工および組立が繁雑となることは明確であり、ダイ製
作に膨大な費用が必要であること、ダイの組み立て・分
解作業における問題点も数多く見られる。
ラル式、クロスヘッド式、マニホールド式等の基本
形式に加え、これらの組み合わせ方式の成型ダイがあ
る。何れの方式にしても、ダイ内に於いては個々の樹脂
がそれぞれの流路方式に従って単独で薄肉円筒状に成型
され、その後肉厚を調整された後に、同様にして薄肉円
筒状に成型されて流動している他の円筒状樹脂流と合流
し、積層され多層チューブ状となり、ダイリップより押
し出される。このようなダイに於いては必要な積層数に
対応した円筒状樹脂流路が必要となり、積層インフレー
ションフィルムの機能向上のため積層数を増すと、相応
してダイは複雑となり且つ大型化するため、ダイの製作
加工および組立が繁雑となることは明確であり、ダイ製
作に膨大な費用が必要であること、ダイの組み立て・分
解作業における問題点も数多く見られる。
【０００５】積層体をより簡単なダイ構造により得よう
とする提案もいくつかなされてはいる。例えば、特公昭
５５−２３７３３号公報では、スパイラルダイの流路の
途中に内側から別の溶融樹脂を供給し積層体を得る方法
を提案している。また、特開平１−２６１４２６号公報
では、基材熱可塑性樹脂中に補助熱可塑性樹脂を、所謂
スタティックミキサーに通すことにより、フィルム状に
分散する方法を提案している。しかし、これらの方法
も、より単純な樹脂流路を用いて多層積層体を得る、あ
るいは積層効果の維持という観点等において、まだ満足
なものとは云い難い。
とする提案もいくつかなされてはいる。例えば、特公昭
５５−２３７３３号公報では、スパイラルダイの流路の
途中に内側から別の溶融樹脂を供給し積層体を得る方法
を提案している。また、特開平１−２６１４２６号公報
では、基材熱可塑性樹脂中に補助熱可塑性樹脂を、所謂
スタティックミキサーに通すことにより、フィルム状に
分散する方法を提案している。しかし、これらの方法
も、より単純な樹脂流路を用いて多層積層体を得る、あ
るいは積層効果の維持という観点等において、まだ満足
なものとは云い難い。
【０００６】他方、多層インフレーションフィルムの製
造においては、スパイラルダイが常用されているが、溶
融樹脂を厚み斑の少ない薄肉円筒状に成型するため、ス
パイラルダイの条数（スパイラル流路溝の数）を出来る
だけ多くすることが望ましい。そのように多条化された
溝に均一に溶融樹脂を分配するため、側方向より供給さ
れる溶融樹脂をダイリング周面に設けられた（逆）トー
ナメント状分岐溝により均一に分配する方法がとられて
いる（特公昭５８−２９２０９号公報）。しかし、該
（逆）トーナメント方式分岐法は単一（単独の）溶融樹
脂の均一分配を達成する方法である。
造においては、スパイラルダイが常用されているが、溶
融樹脂を厚み斑の少ない薄肉円筒状に成型するため、ス
パイラルダイの条数（スパイラル流路溝の数）を出来る
だけ多くすることが望ましい。そのように多条化された
溝に均一に溶融樹脂を分配するため、側方向より供給さ
れる溶融樹脂をダイリング周面に設けられた（逆）トー
ナメント状分岐溝により均一に分配する方法がとられて
いる（特公昭５８−２９２０９号公報）。しかし、該
（逆）トーナメント方式分岐法は単一（単独の）溶融樹
脂の均一分配を達成する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した事情に鑑み、
本発明の主要な目的は、複数の樹脂の多層積層体を効率
的に製造し得る簡単な構造のダイ、特にスパイラルダイ
を提供することにある。
本発明の主要な目的は、複数の樹脂の多層積層体を効率
的に製造し得る簡単な構造のダイ、特にスパイラルダイ
を提供することにある。
【０００８】本発明の別の目的は、上記のようなスパイ
ラルダイを用いた効果的な積層体の製造方法を提供する
ことにある。
ラルダイを用いた効果的な積層体の製造方法を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的で鋭意研究した結果、従来は、単一溶融樹脂の均一分
配に用いられてきた（逆）トーナメント方式分岐法を、
複数樹脂の一定順序での分配に用いて、分配された複数
の樹脂を多条化されたスパイラル流路溝に導入すること
により、前記複数樹脂が規則的に積層された積層体が効
果的に得られることを見出した。このようにして形成さ
れた積層体においては、その主たる二表面に対して構成
樹脂層が斜めに積層した形態で配置されることとなる
が、例えばガスバリアー性というような特性は、通常の
構成樹脂層が主たる二表面に平行に延在する積層体と同
等であることも見出された。
的で鋭意研究した結果、従来は、単一溶融樹脂の均一分
配に用いられてきた（逆）トーナメント方式分岐法を、
複数樹脂の一定順序での分配に用いて、分配された複数
の樹脂を多条化されたスパイラル流路溝に導入すること
により、前記複数樹脂が規則的に積層された積層体が効
果的に得られることを見出した。このようにして形成さ
れた積層体においては、その主たる二表面に対して構成
樹脂層が斜めに積層した形態で配置されることとなる
が、例えばガスバリアー性というような特性は、通常の
構成樹脂層が主たる二表面に平行に延在する積層体と同
等であることも見出された。
【００１０】本発明の積層体成形用スパイラルダイは、
このような知見に基づくものであり、より詳しくは、互
いに嵌装関係に配置された内側ダイリングと外側ダイリ
ングとの間に、それぞれ次第に深さの減ずる複数（ｍ；
ただしｍは自然数である）のスパイラル流路溝を形成
し、該複数（ｍ）のスパイラル流路溝に複数（ｎ；ただ
しｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）の互いに異なる
樹脂からなる溶融樹脂流を一定の順序で分配導入するた
めの分配溝を設け、個々の樹脂流がスパイラル流路溝を
進行してダイ軸方向に均一な筒状流を形成する前に、前
記複数の溶融樹脂流が前記スパイラル流路溝からの漏洩
流として一定の順序で積層するように構成したことを特
徴とするものである。
このような知見に基づくものであり、より詳しくは、互
いに嵌装関係に配置された内側ダイリングと外側ダイリ
ングとの間に、それぞれ次第に深さの減ずる複数（ｍ；
ただしｍは自然数である）のスパイラル流路溝を形成
し、該複数（ｍ）のスパイラル流路溝に複数（ｎ；ただ
しｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）の互いに異なる
樹脂からなる溶融樹脂流を一定の順序で分配導入するた
めの分配溝を設け、個々の樹脂流がスパイラル流路溝を
進行してダイ軸方向に均一な筒状流を形成する前に、前
記複数の溶融樹脂流が前記スパイラル流路溝からの漏洩
流として一定の順序で積層するように構成したことを特
徴とするものである。
【００１１】また、本発明の別の観点に従えば、互いに
嵌装関係に配置された内側ダイリングと外側ダイリング
との間に、それぞれ次第に深さの減少する複数（ｍ；た
だしｍは自然数である）のスパイラル流路溝を形成して
なるスパイラルダイの、該複数（ｍ）のスパイラル流路
溝に、複数（ｎ；ただしｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係に
ある）の互いに異なる樹脂からなる溶融樹脂流を一定の
順序で分配導入し、個々の樹脂流がスパイラル流路溝を
進行してダイ軸方向に均一な筒状流を形成する前に、前
記複数の溶融樹脂流を前記スパイラル流路溝からの漏洩
流として前記一定の順序で積層させることにより、その
周方向断面において前記複数樹脂が斜めに積層した積層
筒状体を得ることを特徴とする積層体製造方法が提供さ
れる。
嵌装関係に配置された内側ダイリングと外側ダイリング
との間に、それぞれ次第に深さの減少する複数（ｍ；た
だしｍは自然数である）のスパイラル流路溝を形成して
なるスパイラルダイの、該複数（ｍ）のスパイラル流路
溝に、複数（ｎ；ただしｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係に
ある）の互いに異なる樹脂からなる溶融樹脂流を一定の
順序で分配導入し、個々の樹脂流がスパイラル流路溝を
進行してダイ軸方向に均一な筒状流を形成する前に、前
記複数の溶融樹脂流を前記スパイラル流路溝からの漏洩
流として前記一定の順序で積層させることにより、その
周方向断面において前記複数樹脂が斜めに積層した積層
筒状体を得ることを特徴とする積層体製造方法が提供さ
れる。
【００１２】
【実施例】以下、主として、ガスバリアー性樹脂Ａと、
延伸ならびに接着性の優れた樹脂Ｂとの積層筒状体を得
る場合の比較例および実施例に基づいて、本発明を具体
的に説明する。
延伸ならびに接着性の優れた樹脂Ｂとの積層筒状体を得
る場合の比較例および実施例に基づいて、本発明を具体
的に説明する。
【００１３】まず、図１（ａ）は、従来の多層用スパイ
ラルダイの模式断面図である。まず押出機１０ａ（図示
せず）より押出されてスパイラルダイ１１内に導入され
た樹脂Ｂは、第１ダイリング（最内リング）１２ａの外
周近傍に配置されたいわゆる（逆）トーナメント型の分
岐路１３ａ（複数あるが一のみ図示）により均一に分岐
されながら、第１ダイリング１２ａの外周面に設けられ
た複数のスパイラル流路溝１４ａに導入される。スパイ
ラル流路溝１４ａの各々は、進行方向（上方）に進むに
従って次第に小さくなる溝深さを有し、ここを通る溶融
樹脂Ｂの流れは第２ダイリング１２ｂとの間隙で溝を溢
れた漏洩流を形成しつつ螺旋状に上方へと進行し、遂に
は溝のない筒状流路１５ａを均質な軸方向筒状流として
上方に進行し、合流点１６に至る。他方、押出機１０ｂ
より押出された溶融樹脂Ａの流れは同様に分岐、漏洩流
を伴う螺旋流れを経て、筒状流路１５ｂを通る均質な軸
方向筒状流となり、合流点１６に至る。また押出機１０
ｃにより押出された溶融樹脂Ｂの流れも、同様に分岐、
漏洩流を伴う螺旋流れを経て、筒状流路１５ｃを通る均
質な軸方向筒状流となり、合流点１６に至る。合流点１
６において、これら三つの筒状流は積層され、積層筒状
体としてダイリップ１７より押出される。ダイリップ１
７より押出された積層筒状体は、図１（ｂ）に示すよう
に、ガスバリアー性の樹脂層Ａを中間層として、その両
側に接着性且つ可延伸性の樹脂層Ｂが存在する筒状積層
体を構成する。
ラルダイの模式断面図である。まず押出機１０ａ（図示
せず）より押出されてスパイラルダイ１１内に導入され
た樹脂Ｂは、第１ダイリング（最内リング）１２ａの外
周近傍に配置されたいわゆる（逆）トーナメント型の分
岐路１３ａ（複数あるが一のみ図示）により均一に分岐
されながら、第１ダイリング１２ａの外周面に設けられ
た複数のスパイラル流路溝１４ａに導入される。スパイ
ラル流路溝１４ａの各々は、進行方向（上方）に進むに
従って次第に小さくなる溝深さを有し、ここを通る溶融
樹脂Ｂの流れは第２ダイリング１２ｂとの間隙で溝を溢
れた漏洩流を形成しつつ螺旋状に上方へと進行し、遂に
は溝のない筒状流路１５ａを均質な軸方向筒状流として
上方に進行し、合流点１６に至る。他方、押出機１０ｂ
より押出された溶融樹脂Ａの流れは同様に分岐、漏洩流
を伴う螺旋流れを経て、筒状流路１５ｂを通る均質な軸
方向筒状流となり、合流点１６に至る。また押出機１０
ｃにより押出された溶融樹脂Ｂの流れも、同様に分岐、
漏洩流を伴う螺旋流れを経て、筒状流路１５ｃを通る均
質な軸方向筒状流となり、合流点１６に至る。合流点１
６において、これら三つの筒状流は積層され、積層筒状
体としてダイリップ１７より押出される。ダイリップ１
７より押出された積層筒状体は、図１（ｂ）に示すよう
に、ガスバリアー性の樹脂層Ａを中間層として、その両
側に接着性且つ可延伸性の樹脂層Ｂが存在する筒状積層
体を構成する。
【００１４】これに対し、図２（ａ）は、本発明の一実
施例によるスパイラルダイ２１の模式断面図であり、押
出機２０ａおよび２０ｂより押出されて、それぞれスパ
イラルダイ２１に導入された溶融樹脂ＡおよびＢの流れ
は、それぞれ、それ自体は図１（ａ）の１３ａと同様な
（逆）ト−ナメント型の分岐路（図示せず、後述）によ
って分岐されたのち、それぞれ複数のスパイラル流路溝
２４ａ、２４ｂに導入される。その後、これらスパイラ
ル流路溝に沿って漏洩流を伴う螺旋流れとして、内側ダ
イリング２２ａと外側ダイリング２２ｂの間の単一の筒
状流路を上方に進行する過程で、これら溶融樹脂ＡとＢ
とが交互に斜めに積層され、スパイラル流路溝のない筒
状流路２５を経てダイリップ２７から押出される。押出
された積層筒状体は、図２（ｂ）に示すように、樹脂Ａ
とＢとが交互に斜めに積層した周方向断面（軸に直交す
る横（ＴＤ）方向断面）を有することとなる。
施例によるスパイラルダイ２１の模式断面図であり、押
出機２０ａおよび２０ｂより押出されて、それぞれスパ
イラルダイ２１に導入された溶融樹脂ＡおよびＢの流れ
は、それぞれ、それ自体は図１（ａ）の１３ａと同様な
（逆）ト−ナメント型の分岐路（図示せず、後述）によ
って分岐されたのち、それぞれ複数のスパイラル流路溝
２４ａ、２４ｂに導入される。その後、これらスパイラ
ル流路溝に沿って漏洩流を伴う螺旋流れとして、内側ダ
イリング２２ａと外側ダイリング２２ｂの間の単一の筒
状流路を上方に進行する過程で、これら溶融樹脂ＡとＢ
とが交互に斜めに積層され、スパイラル流路溝のない筒
状流路２５を経てダイリップ２７から押出される。押出
された積層筒状体は、図２（ｂ）に示すように、樹脂Ａ
とＢとが交互に斜めに積層した周方向断面（軸に直交す
る横（ＴＤ）方向断面）を有することとなる。
【００１５】図３は、溶融樹脂流ＡおよびＢの分配−積
層の態様をより詳しく説明するための、図２（ａ）の一
点鎖線で囲んだ枠ＩＩＩ部の模式斜視図である。すなわ
ち、押出機２０ａおよび２０ｂを通じてスパイラルダイ
２１内に導入された溶融樹脂流Ａ、Ｂは、まずトーナメ
ント分岐点２３ａ１、２３ｂ１に到達し、ここから更に
分岐点２３ａ２、２３ｂ２・・・を通じて分岐をそれぞ
れ繰り返し、最終分岐点２３ａ３、２３ｂ３を過ぎたの
ち、分配部最終流路２８ａ、２８ｂ、２８ａ、２８ｂ・
・・に導入され、ここからはスパイラル流路溝２４ａ、
２４ｂ、２４ａ、２４ｂ・・・に樹脂流Ａ、Ｂが交互に
流入する。なお、ここでスパイラル流路溝２４ａ、２４
ｂ、２４ａ、２４ｂ・・・の開始点（分配部最終流路２
８ａ、２８ｂ、２８ａ、２８ｂ・・・の終点）は、ほ
ぼ、内側ダイリング２２ａの同一円周線上に位置してい
る。そして、スパイラル流路溝２４ａ、２４ｂに入った
樹脂流Ａ、Ｂは、当初は、専ら該スパイラル流路溝２４
ａ、２４ｂに沿ったスパイラル流として進むが、次第に
内側ダイリング２２ａ、特にそのスパイラル山２２ａａ
と、外側ダイリング２２ｂとの間隙である流路２２ａｂ
にスパイラル山２２ａａを乗り越える漏洩流が流路に沿
って（すなわち上方へと）生ずる。すなわち、あたかも
樹脂Ａ、樹脂Ｂの流膜が円周方向に形成される如く各ス
パイラル流路溝から流出する。そして、かくして形成さ
れた樹脂Ａ、樹脂Ｂの流膜は、それぞれ下流側のスパイ
ラル溝２４ｂ、２４ａから流出した樹脂Ｂ、樹脂Ａの流
膜に、それぞれ、即ち流膜Ａと流膜Ｂとが交互にかぶさ
るように積層されていく。その積層される角度は、各ス
パイラル流路溝から漏洩する樹脂の展開角ω（図２
（ｂ））に一致する。すなわち、スパイラル流路溝の開
始点が外表面側を形成し、積層されるに従って内表面側
へと移動して、展開角ωだけ移動したところで内表面に
到達する。このように樹脂Ａと樹脂Ｂは、それぞれの展
開角ω分だけ傾斜状態で積層される（図２（ｂ））。展
開角ωは、樹脂Ａ、Ｂのそれぞれについて形成されるス
パイラル流路溝２４ａ、２４ｂの当初深さ、および次第
に浅くなる割合等によって制御可能であるが、一般に、
６０゜〜７２０゜の範囲、好ましくは８０゜〜３６０゜
の範囲、より好ましくは１３０゜〜２３０゜の範囲であ
る。展開角ωが６０゜未満では得られる積層体に厚み斑
が多くなり、一方、７２０゜超過では、成形時にスパイ
ラルダイ内での圧力が大きくなり成形加工が難しくな
る。
層の態様をより詳しく説明するための、図２（ａ）の一
点鎖線で囲んだ枠ＩＩＩ部の模式斜視図である。すなわ
ち、押出機２０ａおよび２０ｂを通じてスパイラルダイ
２１内に導入された溶融樹脂流Ａ、Ｂは、まずトーナメ
ント分岐点２３ａ１、２３ｂ１に到達し、ここから更に
分岐点２３ａ２、２３ｂ２・・・を通じて分岐をそれぞ
れ繰り返し、最終分岐点２３ａ３、２３ｂ３を過ぎたの
ち、分配部最終流路２８ａ、２８ｂ、２８ａ、２８ｂ・
・・に導入され、ここからはスパイラル流路溝２４ａ、
２４ｂ、２４ａ、２４ｂ・・・に樹脂流Ａ、Ｂが交互に
流入する。なお、ここでスパイラル流路溝２４ａ、２４
ｂ、２４ａ、２４ｂ・・・の開始点（分配部最終流路２
８ａ、２８ｂ、２８ａ、２８ｂ・・・の終点）は、ほ
ぼ、内側ダイリング２２ａの同一円周線上に位置してい
る。そして、スパイラル流路溝２４ａ、２４ｂに入った
樹脂流Ａ、Ｂは、当初は、専ら該スパイラル流路溝２４
ａ、２４ｂに沿ったスパイラル流として進むが、次第に
内側ダイリング２２ａ、特にそのスパイラル山２２ａａ
と、外側ダイリング２２ｂとの間隙である流路２２ａｂ
にスパイラル山２２ａａを乗り越える漏洩流が流路に沿
って（すなわち上方へと）生ずる。すなわち、あたかも
樹脂Ａ、樹脂Ｂの流膜が円周方向に形成される如く各ス
パイラル流路溝から流出する。そして、かくして形成さ
れた樹脂Ａ、樹脂Ｂの流膜は、それぞれ下流側のスパイ
ラル溝２４ｂ、２４ａから流出した樹脂Ｂ、樹脂Ａの流
膜に、それぞれ、即ち流膜Ａと流膜Ｂとが交互にかぶさ
るように積層されていく。その積層される角度は、各ス
パイラル流路溝から漏洩する樹脂の展開角ω（図２
（ｂ））に一致する。すなわち、スパイラル流路溝の開
始点が外表面側を形成し、積層されるに従って内表面側
へと移動して、展開角ωだけ移動したところで内表面に
到達する。このように樹脂Ａと樹脂Ｂは、それぞれの展
開角ω分だけ傾斜状態で積層される（図２（ｂ））。展
開角ωは、樹脂Ａ、Ｂのそれぞれについて形成されるス
パイラル流路溝２４ａ、２４ｂの当初深さ、および次第
に浅くなる割合等によって制御可能であるが、一般に、
６０゜〜７２０゜の範囲、好ましくは８０゜〜３６０゜
の範囲、より好ましくは１３０゜〜２３０゜の範囲であ
る。展開角ωが６０゜未満では得られる積層体に厚み斑
が多くなり、一方、７２０゜超過では、成形時にスパイ
ラルダイ内での圧力が大きくなり成形加工が難しくな
る。
【００１６】図２に戻って、ダイリップより押出された
積層筒状体は、必要に応じて、拡周ならびに薄肉化のた
めのインフレーション工程を経て一般には軸と平行な方
向に切裂くことによりシートないしフィルム（以下、特
に厚さを限定する意図なく「フィルム」と包括的に表示
する）の形状とされる。
積層筒状体は、必要に応じて、拡周ならびに薄肉化のた
めのインフレーション工程を経て一般には軸と平行な方
向に切裂くことによりシートないしフィルム（以下、特
に厚さを限定する意図なく「フィルム」と包括的に表示
する）の形状とされる。
【００１７】図４（ａ）は、このようにして得られた本
発明の積層樹脂フィルム１の模式斜視図であり、図４
（ｂ）は軸に平行する縦（ＭＤ）方向（前記スパイラル
ダイの軸方向）の断面図、図４（ｃ）はＴＤ方向（スパ
イラルダイの軸と直交する積層筒状体の周方向）断面図
である。図４（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、積層
樹脂フィルム１は、ＭＤ方向断面は、各樹脂層Ａ、Ｂが
交互に平行に積層した形態を示す（図４（ｂ））が、Ｔ
Ｄ方向断面には、各樹脂層Ａ、Ｂのそれぞれが、主たる
二表面１ａ、１ｂに到達するようにして交互に斜めに積
層して存在する（図４（ｃ））。但し、個々の樹脂層
Ａ、Ｂが、積層樹脂フィルム１の主たる二表面１ａ、１
ｂとなす角度θは、図４（ｃ）に表現されるほどには大
きくなく、一般に０゜を超え４゜以下の範囲、特に０．
００１゜〜０．４゜の範囲である。なお、該角度θは、
次の関係式により表わすことができる。
発明の積層樹脂フィルム１の模式斜視図であり、図４
（ｂ）は軸に平行する縦（ＭＤ）方向（前記スパイラル
ダイの軸方向）の断面図、図４（ｃ）はＴＤ方向（スパ
イラルダイの軸と直交する積層筒状体の周方向）断面図
である。図４（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、積層
樹脂フィルム１は、ＭＤ方向断面は、各樹脂層Ａ、Ｂが
交互に平行に積層した形態を示す（図４（ｂ））が、Ｔ
Ｄ方向断面には、各樹脂層Ａ、Ｂのそれぞれが、主たる
二表面１ａ、１ｂに到達するようにして交互に斜めに積
層して存在する（図４（ｃ））。但し、個々の樹脂層
Ａ、Ｂが、積層樹脂フィルム１の主たる二表面１ａ、１
ｂとなす角度θは、図４（ｃ）に表現されるほどには大
きくなく、一般に０゜を超え４゜以下の範囲、特に０．
００１゜〜０．４゜の範囲である。なお、該角度θは、
次の関係式により表わすことができる。
【００１８】ｔａｎθ＝［フィルムの厚さ（ｍｍ）］／
［フィルム全周の長さ（ｍｍ）×展開角（ω）／３６０
゜］ 図４（ａ）〜（ｃ）に示すような本発明の斜め積層構造
は、対応図を図５（ａ）〜（ｃ）に示すような従来の多
層用スパイラルダイを用いた積層樹脂フィルムにおける
積層構造、すなわち、構成樹脂層Ａ、ＢがＭＤ方向とＴ
Ｄ方向のいずれにおいても、一様に端部まで延長し平行
に積層した構造、に対して特徴的なものと考えられる。
［フィルム全周の長さ（ｍｍ）×展開角（ω）／３６０
゜］ 図４（ａ）〜（ｃ）に示すような本発明の斜め積層構造
は、対応図を図５（ａ）〜（ｃ）に示すような従来の多
層用スパイラルダイを用いた積層樹脂フィルムにおける
積層構造、すなわち、構成樹脂層Ａ、ＢがＭＤ方向とＴ
Ｄ方向のいずれにおいても、一様に端部まで延長し平行
に積層した構造、に対して特徴的なものと考えられる。
【００１９】このような特徴的な斜め積層構造の結果と
して、本発明法により得られる積層樹脂フィルムは、厚
さ方向における特性（例えば圧縮性、ガスバリアー性な
ど）は、従来の平行積層型積層樹脂フィルムと同等であ
るが、面に平行な方向、特にＴＤ方向、における特性
は、構成樹脂Ａ、Ｂのうちヤング率、降伏応力等の機械
的特性の小なる側の樹脂により優先的に支配され、且つ
変形性の大なる積層樹脂フィルムとして得られる。これ
ら特性は、深絞り成形、スキン成形等に適したものとい
える。また、特に、これを一軸ないし二軸に延伸して得
られる延伸フィルムは、高い収縮性と、収縮後において
小なるヤング率を示すことも確認されている。これら特
性は、延伸フィルムを、食品の真空パック材料等に用い
る際に望ましいタイトフィットならびに低温収縮特性が
優れていることを意味する。
して、本発明法により得られる積層樹脂フィルムは、厚
さ方向における特性（例えば圧縮性、ガスバリアー性な
ど）は、従来の平行積層型積層樹脂フィルムと同等であ
るが、面に平行な方向、特にＴＤ方向、における特性
は、構成樹脂Ａ、Ｂのうちヤング率、降伏応力等の機械
的特性の小なる側の樹脂により優先的に支配され、且つ
変形性の大なる積層樹脂フィルムとして得られる。これ
ら特性は、深絞り成形、スキン成形等に適したものとい
える。また、特に、これを一軸ないし二軸に延伸して得
られる延伸フィルムは、高い収縮性と、収縮後において
小なるヤング率を示すことも確認されている。これら特
性は、延伸フィルムを、食品の真空パック材料等に用い
る際に望ましいタイトフィットならびに低温収縮特性が
優れていることを意味する。
【００２０】上記においては、二種の樹脂Ａ、Ｂの交互
積層構造体（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ・・・）について
述べた。しかし、各種樹脂層の積層順序は任意であり、
例えば二種の樹脂Ａ、Ｂに関してもＡ／Ｂ／Ｂ／Ａ／Ｂ
／Ｂ／Ａ・・・あるいはＡ／Ｂ／Ｂ／Ａ／Ａ／Ｂ／Ｂ／
Ａ・・・のような繰り返し構造も可能である。全体とし
て均質な特性の積層樹脂フィルムを得るために、一定の
順序で繰り返し積層を行ない積層樹脂成形体を得ること
が好ましい。また三種以上の樹脂を積層することも、も
ちろん可能であり、例えば三種の樹脂、Ａ、Ｂ、Ｃにつ
いての積層順序の例としては、以下のようなものがあ
る。
積層構造体（Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ・・・）について
述べた。しかし、各種樹脂層の積層順序は任意であり、
例えば二種の樹脂Ａ、Ｂに関してもＡ／Ｂ／Ｂ／Ａ／Ｂ
／Ｂ／Ａ・・・あるいはＡ／Ｂ／Ｂ／Ａ／Ａ／Ｂ／Ｂ／
Ａ・・・のような繰り返し構造も可能である。全体とし
て均質な特性の積層樹脂フィルムを得るために、一定の
順序で繰り返し積層を行ない積層樹脂成形体を得ること
が好ましい。また三種以上の樹脂を積層することも、も
ちろん可能であり、例えば三種の樹脂、Ａ、Ｂ、Ｃにつ
いての積層順序の例としては、以下のようなものがあ
る。
【００２１】 Ａ／Ｂ／Ｃ／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ａ・・・・・・・・・、 Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａ・・・・・、 Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ａ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ｃ・・・、 Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａ・・・・・。
【００２２】本発明法に従い、積層体を形成する場合、
複数（ｎ；ただしｎは自然数である）の互いに異なる樹
脂すなわち積層用の樹脂種数（ｎ）は、２〜４、一方、
複数（ｍ；ただしｍは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）
のスパイラル流路溝すなわちスパイラル流路溝２４ａ、
２４ｂ等を合計したスパイラル流路溝数（ｍ）、換言す
ると積層数（ｍ）は、４〜２５６溝（層）、更には８〜
１２８溝（層）、特に１６〜６４溝（層）程度とするこ
とが好ましく、特定の面方向位置における厚み方向積層
数は、４〜１００層、特に６〜２０層であることが好ま
しい。この厚み方向積層数は、前記したスパイラル流路
溝数（スパイラル条数）ｍと、展開角ωとから、ｍ×ω
／３６０として求まるものである。積層樹脂成形体の全
体厚さは、例えば溶融押出パリソンのまま用いること、
あるいはインフレーション倍率の制御によりかなり巾広
く制御可能であるが、例えば１０μｍ〜１ｍｍ、特に１
５〜２００μｍ程度の厚さが好ましい。また得られる図
４（ａ）〜（ｃ）に示すような斜め積層樹脂フィルムの
少なくとも一面に、一層以上の異種または同種（斜め積
層樹脂フィルムの構成樹脂と）の樹脂層を更に被覆する
ことも多くの場合に好ましい。
複数（ｎ；ただしｎは自然数である）の互いに異なる樹
脂すなわち積層用の樹脂種数（ｎ）は、２〜４、一方、
複数（ｍ；ただしｍは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）
のスパイラル流路溝すなわちスパイラル流路溝２４ａ、
２４ｂ等を合計したスパイラル流路溝数（ｍ）、換言す
ると積層数（ｍ）は、４〜２５６溝（層）、更には８〜
１２８溝（層）、特に１６〜６４溝（層）程度とするこ
とが好ましく、特定の面方向位置における厚み方向積層
数は、４〜１００層、特に６〜２０層であることが好ま
しい。この厚み方向積層数は、前記したスパイラル流路
溝数（スパイラル条数）ｍと、展開角ωとから、ｍ×ω
／３６０として求まるものである。積層樹脂成形体の全
体厚さは、例えば溶融押出パリソンのまま用いること、
あるいはインフレーション倍率の制御によりかなり巾広
く制御可能であるが、例えば１０μｍ〜１ｍｍ、特に１
５〜２００μｍ程度の厚さが好ましい。また得られる図
４（ａ）〜（ｃ）に示すような斜め積層樹脂フィルムの
少なくとも一面に、一層以上の異種または同種（斜め積
層樹脂フィルムの構成樹脂と）の樹脂層を更に被覆する
ことも多くの場合に好ましい。
【００２３】以下、本発明の実施例に相当するダイを用
いた積層樹脂フィルムの製造例および比較例を示す。
いた積層樹脂フィルムの製造例および比較例を示す。
【００２４】実施例 図２のように２種の樹脂を交互に流入加工できる斜め積
層体形成用スパイラルダイ（ｍ＝１６）を用いて、円筒
状に同時押出し（押出温度１８０〜２１０℃、ダイス温
度２００℃）、斜め積層体フィルムを得た。その後、イ
ンフレーション法により同時二軸延伸を行ない、多層延
伸フィルムを製造した。延伸フィルムを構成する斜め積
層体は、ＥＶＯＨ＝６μｍ（合計厚み）、ＥＭＡＡ＝１
２μｍ（合計厚み）、層数合計６〜７であった。ＥＶＯ
Ｈはエチレン含有量４４ｍｏｌ％、鹸化度９９．４％、
溶融粘度（２００℃、２５ｓｅｃ-1）＝９０１Ｐａ・Ｓ
のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物（クラレ製
「ＥＶＡＬ ＥＰＥ−１０５」）を使用した、またＥＭ
ＡＡはメタクリル酸含量１２重量％のエチレン−メタク
リル酸共重合体（三井デュポンポリケミカル製１２０７
Ｃ 溶融粘度（２００℃、２５ｓｅｃ-1）＝４５０Ｐａ
・Ｓ）であった。得られたフィルムの代表的な物理的及
び機械的性質を下表１に示す。
層体形成用スパイラルダイ（ｍ＝１６）を用いて、円筒
状に同時押出し（押出温度１８０〜２１０℃、ダイス温
度２００℃）、斜め積層体フィルムを得た。その後、イ
ンフレーション法により同時二軸延伸を行ない、多層延
伸フィルムを製造した。延伸フィルムを構成する斜め積
層体は、ＥＶＯＨ＝６μｍ（合計厚み）、ＥＭＡＡ＝１
２μｍ（合計厚み）、層数合計６〜７であった。ＥＶＯ
Ｈはエチレン含有量４４ｍｏｌ％、鹸化度９９．４％、
溶融粘度（２００℃、２５ｓｅｃ-1）＝９０１Ｐａ・Ｓ
のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物（クラレ製
「ＥＶＡＬ ＥＰＥ−１０５」）を使用した、またＥＭ
ＡＡはメタクリル酸含量１２重量％のエチレン−メタク
リル酸共重合体（三井デュポンポリケミカル製１２０７
Ｃ 溶融粘度（２００℃、２５ｓｅｃ-1）＝４５０Ｐａ
・Ｓ）であった。得られたフィルムの代表的な物理的及
び機械的性質を下表１に示す。
【００２５】ここで、表１の引張強さ、降伏点応力、伸
び、熱水収縮率、ヤング率および酸素透過性はいずれも
延伸フィルムを測定しあわせて記載した。
び、熱水収縮率、ヤング率および酸素透過性はいずれも
延伸フィルムを測定しあわせて記載した。
【００２６】なお、積層体形成用スパイラルダイの仕様
および各種性質の測定法は以下の通りである。
および各種性質の測定法は以下の通りである。
【００２７】＜スパイラルダイの仕様＞ ・スパイラル条数（スパイラル流路溝数） １６（８＋８） ・流路の巻数 １．５ ・スパイラルのピッチ ６．８７５ｍｍ ・スパイラル流路溝の開始点および終点における溝深さと幅 溝深さ（ｍｍ） 幅（ｍｍ） ＥＶＯＨ側 開始点 １０ ５ 終点 ０ ０ ＥＭＡＡ側 開始点 ６．５ ５ 終点 ０ ０ ・スパイラル山と外側ダイリングとの間隙の大きさおよ
びその押出方向への変化 開始点 ０ｍｍ 終点 １．５ｍｍ ・内側ダイリングの直径およびその押出方向への変化 開始点 １００ｍｍ 終点 ９７ｍｍ
びその押出方向への変化 開始点 ０ｍｍ 終点 １．５ｍｍ ・内側ダイリングの直径およびその押出方向への変化 開始点 １００ｍｍ 終点 ９７ｍｍ
【００２８】＜測定法＞ １．引張強さ、降伏点応力、伸び ＪＩＳ Ｋ ７１２７に準拠し、オリエンテック（株）
製テンシロン万能試験機ＲＴＭ−１００を用いて、以下
の条件で測定した。
製テンシロン万能試験機ＲＴＭ−１００を用いて、以下
の条件で測定した。
【００２９】 ・試料長（つかみ具間距離） ５０ｍｍ ・試料幅 １０ｍｍ ・クロスヘッド速度 ５００ｍｍ／ｍｉｎ ・試験温度 ２３℃ ・試験湿度 ５０％相対湿度 なお、引張強さおよび伸びは試料の破断点での値であ
る。
る。
【００３０】２．熱水収縮率 延伸フィルムのＭＤ、ＴＤ方向にそれぞれ１０ｃｍの距
離に印を付し（少なくとも繰り返し数を５以上とし
て）、該フィルムを所定の温度の熱水に１０秒間浸漬
し、取り出し直後に常温の水で冷却し、その後収縮した
印の距離を計測して、元の１０ｃｍから読み取り値を差
し引いた値を百分率で表示し、繰り返し数にもとづいて
平均値で表わす。
離に印を付し（少なくとも繰り返し数を５以上とし
て）、該フィルムを所定の温度の熱水に１０秒間浸漬
し、取り出し直後に常温の水で冷却し、その後収縮した
印の距離を計測して、元の１０ｃｍから読み取り値を差
し引いた値を百分率で表示し、繰り返し数にもとづいて
平均値で表わす。
【００３１】３．ヤング率 ＪＩＳ Ｋ ７１２７に準拠し、オリエンテック（株）
製テンシロン万能試験機ＲＴＭ−１００を用いて以下の
条件で測定した。
製テンシロン万能試験機ＲＴＭ−１００を用いて以下の
条件で測定した。
【００３２】 ・試料長（つかみ具間距離） １００ｍｍ ・試料幅 ２０ｍｍ ・クロスヘッド速度 １０ｍｍ／ｍｉｎ ・試験温度 ２３℃ ・試験湿度 ５０％相対湿度
【００３３】４．酸素透過性 ＪＩＳ Ｋ ７１２６に準拠し、Ｍｏｄｅｒｎ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ社製酸素ガス透過度測定装置Ｏｘｔｒａｎ−１
００を用いて以下の条件で測定した。
ｔｒｏｌ社製酸素ガス透過度測定装置Ｏｘｔｒａｎ−１
００を用いて以下の条件で測定した。
【００３４】 ・試験温度 ３０℃ ・試験湿度 １００％相対湿度
【００３５】５．溶融粘度 Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ社製回転粘度計ＤＳＲを用いて
以下の条件で測定した。
以下の条件で測定した。
【００３６】 ・試験温度 ２００℃ ・剪断速度 ０．１〜１０００ｓｅｃ-1 ・治具（ジオメトリー） 平行平板 ・ギャップ距離 ２ｍｍ なお、溶融粘度は上記測定結果の２５ｓｅｃ-1の値を用
いて算出した。
いて算出した。
【００３７】比較例 通常の３層スパイラルダイを用いて、各々の層全てを円
筒状に同時共押出し、上記実施例の対照となる３層フィ
ルムを製造した。その後、インフレーション法により同
時二軸延伸を行ない、対照となる３層延伸フィルムを製
造した。延伸フィルムの構造は次のとおりであった。
筒状に同時共押出し、上記実施例の対照となる３層フィ
ルムを製造した。その後、インフレーション法により同
時二軸延伸を行ない、対照となる３層延伸フィルムを製
造した。延伸フィルムの構造は次のとおりであった。
【００３８】 使用樹脂中、ＥＶＯＨおよびＥＭＡＡはいずれも上記実
施例で使用のものと同じである。
施例で使用のものと同じである。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、複数
の樹脂の多層積層体を効率的に製造し得る簡単な構造の
スパイラルダイ、ならびに該スパイラルダイを用いる効
果的な積層体の製造方法が提供される。
の樹脂の多層積層体を効率的に製造し得る簡単な構造の
スパイラルダイ、ならびに該スパイラルダイを用いる効
果的な積層体の製造方法が提供される。
【図１】従来の多層用スパイラルダイの断面図および製
品フィルム断面図。
品フィルム断面図。
【図２】本発明のスパイラルダイの一実施例の断面図お
よび製品フィルムの断面図。
よび製品フィルムの断面図。
【図３】図２のスパイラルダイの要部の模式斜視図。
【図４】本発明法により製造された積層樹脂フィルムの
一例の斜視図および二方向断面図。
一例の斜視図および二方向断面図。
【図５】従来の積層樹脂フィルムの斜視図および二方向
断面図。
断面図。
【符号の説明】 １：積層樹脂フィルム（１ａ、１ｂ：その主たる二表
面） Ａ、Ｂ：構成樹脂種 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ：押出機 １１、２１：スパイラルダイ １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ：ダイリング ２２ａｂ：内外ダイリング間間隙流路 １３ａ、２３ａ１、２３ａ２、２３ａ３、２３ｂ１、２
３ｂ２、２３ｂ３：トーナメント分岐部 １４ａ、２４ａ、２４ｂ：スパイラル流路溝 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ、２５：筒状流路 １６：合流点 １７、２７：ダイリップ ２８ａ、２８ｂ：分配部最終流路
面） Ａ、Ｂ：構成樹脂種 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ：押出機 １１、２１：スパイラルダイ １２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ：ダイリング ２２ａｂ：内外ダイリング間間隙流路 １３ａ、２３ａ１、２３ａ２、２３ａ３、２３ｂ１、２
３ｂ２、２３ｂ３：トーナメント分岐部 １４ａ、２４ａ、２４ｂ：スパイラル流路溝 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ、２５：筒状流路 １６：合流点 １７、２７：ダイリップ ２８ａ、２８ｂ：分配部最終流路
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに嵌装関係に配置された内側ダイリ
ングと外側ダイリングとの間に、それぞれ次第に深さの
減ずる複数（ｍ；ただしｍは自然数である）のスパイラ
ル流路溝を形成し、該複数（ｍ）のスパイラル流路溝に
複数（ｎ；ただしｎは自然数で、ｎ＜ｍの関係にある）
の互いに異なる樹脂からなる溶融樹脂流を一定の順序で
分配導入するための分配溝を設け、個々の樹脂流がスパ
イラル流路溝を進行してダイ軸方向に均一な筒状流を形
成する前に、前記複数の溶融樹脂流が前記スパイラル流
路溝からの漏洩流として一定の順序で積層するように構
成したことを特徴とする積層体成形用スパイラルダイ。 - 【請求項２】 ｍが４〜２５６、ｎが２〜４である請求
項１のスパイラルダイ。 - 【請求項３】 互いに嵌装関係に配置された内側ダイリ
ングと外側ダイリングとの間に、それぞれ次第に深さの
減少する複数（ｍ；ただしｍは自然数である）のスパイ
ラル流路溝を形成してなるスパイラルダイの、該複数
（ｍ）のスパイラル流路溝に、複数（ｎ；ただしｎは自
然数で、ｎ＜ｍの関係にある）の互いに異なる樹脂から
なる溶融樹脂流を一定の順序で分配導入し、個々の樹脂
流がスパイラル流路溝を進行してダイ軸方向に均一な筒
状流を形成する前に、前記複数の溶融樹脂流を前記スパ
イラル流路溝からの漏洩流として前記一定の順序で積層
させることにより、その周方向断面において前記複数樹
脂が斜めに積層した積層筒状体を得ることを特徴とする
積層体製造方法。 - 【請求項４】 前記積層筒状体を拡周ならびに薄肉化す
るためのインフレーション工程を含む請求項３に記載の
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25162894A JP3471924B2 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | スパイラルダイおよびこれを用いる積層体製造方法 |
| US08/531,075 US5651935A (en) | 1994-09-21 | 1995-09-20 | Spiral die and laminate production method using same |
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