JPS6043301B2 - 多層積層フイルムおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多層積層フィルムおよびその製造方法に関する
。

更に詳しくは、一軸配向性を有するフィルムおよび一軸
配向性を有する層を含む少なくとも２層以上の層からな
る積層フィルムの２枚が、接着層により貼合わされた積
層構造を有し、かつ該積層フィルムのうちの１枚の配向
層の配向方向が他の１枚の配向層の配向方向と交差する
ように積層されている多層積層フィルムおよびその製造
方法に関する。一軸配向性単層シートの２枚を該シート
のうちの１枚の配向方向が他の１枚の配向方向と交差す
るように貼合わすことにより、縦横の引張強さ、引裂強
度およびそのバランスの優れたフィルムが得られること
は、特公昭４０−５３ｍ号、特公昭４２−１４１９１号
、および特公昭４７−３８６２１号等により公知である
。

しかし、このような配向貼合せフィルムは、外層が一軸
方向に配向しているため、ヒートシールし難い。従つて
該フィルムを製袋する際は、ホットメルト接着剤やミシ
ン縫い等の方法で行わなければならず、工程がはん雑に
なるという欠点があつた。また、従来の配向貼合せフィ
ルムは強度のバランスの点から１種類の樹脂のみを配向
させ、交差積層したものであつたが、このようなフィル
ムは、例えば耐スクラッチ性は良好であるが耐衝撃性が
不良である、あるいは耐油性は良好であるが耐水性が劣
るといつたような欠点があり、用途に制限があつた。本
発明の目的は、異種樹脂が積層されており、引張強さ、
引裂強度が優れ、縦横のバランスがとれた多層積層フィ
ルムおよびその製造方法を提供することにある。

本願の第１の発明は、合成樹脂Ａからなり、一軸配向性
を有する層１と、同じく合成樹脂Ａからなソー軸配向性
を有する層■とが接着層■を介して配向方向が交差する
ように貼合わされており、かつ前記合成樹脂層１および
■の接着層■に対向しない面側に合成樹脂Ａと合成樹脂
Ｂからなる層■および■″が前記層１または層■と同方
向に配向して形成されていることをを特徴とする多層積
層フィルムであり、第２の発明は、２つ以上の押出機に
より、それぞれ異種の合成樹脂を溶融後１つの複層環状
ダイから同心的に管状に共押出した後、前記環状ダイの
下流側に同心軸上に設けた第１の接触管案内に緊密に接
しめ、次いで第１の接触管案内の下流側に同心軸上に設
けられ、第１の接触管案内と相対的回転をなすよう形成
された第２の接触管案内に緊密に接しめてフィルムの長
手方向に対して斜配向をもつ合成樹脂Ａ層を有する複合
配向フィルムＰを製造し、次に該複合配向フィルムＰと
同様に製造されたフィルムの長手方向に対して斜配向を
もつ合成樹脂Ａ層を有するフィルムＱとを接着剤により
、合成樹脂Ａ層の配向方向が交差するように貼合わすこ
とを特徴とする多層積層フィルムの製造方法である。

本発明に用いられる合成樹脂は、押出成形によるフィル
ム形成性を有する熱可塑性樹脂、好ましくはインフレー
シヨン法によりフィルム成形できる熱可塑性樹脂、例え
ば各種密度のポリエチレン、ポリプロピレン等のポリー
α−オレフィンおよびこれらの変性樹脂、ポリスチレン
、ポリ塩化ビニル等のポリビニル化合物、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、ポリア
ミド、ポリカーボネート等の縮合系ポリマー等である。

本発明の多層積層フィルムは図１に例示した如き多層構
造を有するフィルムである。図２は図１の多層積層フィ
ルムの各層の位置関係を図解した説明図である。本発明
の多層積層フィルムを図１および図２により説明すると
、Ｉはポリプロピレンもしくは高密度ポリエチレンから
選ばれる合成樹脂Ａからなる層で、一軸方向に配向され
ている。

■はＩと同じ合成樹脂Ａからなり、やはソー軸方向に配
向されている。Ｉと■の層の樹脂の配向度は、同等であ
ることが好ましい。■は接着層で合成樹脂Ａより低融点
の熱可塑性樹脂、例えば、低密度ポリエチレン、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、もしくはエチレン・アクリル
酸エステル共重合体等、または、合成ゴム、例えば、エ
チレン●プロピレンゴム、エチレン●プロピレン●ジエ
ンゴム、スチレン●ブタジエンゴム、ポリブタジエン、
クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレン、ポリイソブチ
レン等およびこれらの混合物、あるいは、イソシアネー
ト系接着剤等の熱硬化型接着剤等で形成される。本発明
の多層積層フィルムにおいては、前記した一軸配向性を
有する合成樹脂Ａ層１と一軸配向性を有する合成樹脂Ａ
層■とが接着層■を介して互いに隣接した位置関係にあ
る。

しかして、図２に図示したように前記層１と層■とは、
その配向方向が交差するように設けられている。Ｉ層と
■層をこのような位置関係にすることにより、引張強さ
および引裂強度が優れ、かつ縦横のバランスのとれたフ
ィルムとなる。層１および層■はフィルムの長手方向に
対して斜めに配向していることが製造が容易であるため
好ましい。本発明の多層積層フィルムでは、図１〜図２
に例示しているように、合成樹脂Ａ層１および■の接着
層■に対向しない面側に合成樹脂Ａと異種の合成樹脂Ｂ
からなる層■および■″が形成されている。図１および
図２は、合成樹脂Ａ層１および■の外面に合成樹脂Ｂ層
■，■″が設けられている例であり、図３および図４は
合成樹脂Ａ層１の外面のみに合成樹脂Ｂ層■が設けられ
ている例である。合成樹脂Ｂは合成樹脂Ａと異なる種類
の樹脂であつて、目的、用途により適宜選択される。

合成樹脂Ｂ層■および■″が一軸配向性を有し、かつ層
■および■″は図１の如く層１と層■。の両外面に設け
られていなくてはならず、しかも図２に図示したように
合成樹脂Ｂ層■と■″とは配向方向が交差していること
が好ましい。また■と■″とは同種の樹脂であることが
必要である。このようにすることにより、引張強さおよ
び引裂！強度のバランスのとれたフィルムが得られる。
更に層■の配向方向と層１の配向方向および層■″の配
向方向と層■の配向方向とは実質的に同じであることが
製造が容易であるため好ましい。このように一軸配向性
を有する層■、■″を形成する・合成樹脂Ｂは、合成樹
脂Ａと配向温度範囲が同じか近似していると製造が容易
であるため、好ましい。本発明においては、合成樹脂層
■、■″は単層に限定されず、２層あるいは３層以上の
層からなつていてもいつこうにさしつかえない。

本発明の多層積層フィルムの構成を例示すれば、一軸配
向ナイロン１２／一軸配向無水マレイン酸グラフトポリ
プロピレン／プロピレン●α−オレフィン共重合体＋低
密度ポリエチレン（７０：３０）／一軸配向無水マレイ
ン酸グラフトポリプロピレンー軸配向ナイロン１２、一
軸配向エチレン・ビニルアルコール共重合体／一軸配向
無水マレイン酸グラフト高密度ポリエチレン／低密度ポ
リエチレン／一軸配向無水マレイン酸変性高密度ポリエ
チレン／一軸配向エチレン●ビニルアルコール共重合体
等を挙げることができる。

以上の如き本発明の多層積層フィルムを製造すｉる方法
としては、例えば、予め、Ｉ層、■層、■層、■″層を
製造しておき、Ｉ層と■層、■層と■″層をドライラミ
ネート法等により積層し、■層／Ｉ層からなる積層フィ
ルムＰと■層／■″層とからなる積層フィルムＱとをド
ライラミネート・法、ウェットラミネート法、押出ラミ
ネート法等により、接着層■を形成させて貼合わす方法
、あるいはＩ層と■層とを接着層■を介して貼り合わせ
たＩ層／■層からなる積層フィルムを予め製造しておき
、次に該積層フィルムの両面もしくは片面に■層および
／または■″層をドライラミネート法等で貼合わす方法
等を採用できなくもないが、工業的製造上は、次に述べ
る本発明の製造方法に依るのが好ましい。

本発明の製造方法では、図３、図４または図５に例示し
た如き装置を用いる。

本願発明で用いる装置の実施例を図３により説明すると
、１は第１の押出機で２は第２の押出機である。

１９，２０はアダプターである。

３は固定式複層環状ダイであり、２１，２２は環状スリ
ットである。

第１の押出機１で溶融された樹脂は複層環状ダイ３の内
部環状スリット２１から押出されるように、第２の押出
機２で溶融された樹脂は複層環状ダイ３の外部環状スリ
ット２２から押出されるよう流路が形成されている。４
は外層管状フィルムで５は内層管状フィルム６は複層管
状フィルムである。

７ａは前記環状ダイ３の上部に同心軸上に固定して設け
られた第１のマンドレルである。

９ａは、第１のマンドレルの下流に同心軸上に設けられ
た第２のマンドレルであり、この第２のマンドレルはモ
ーター１５により、心軸を中心に回転するよう設けられ
ている。

第１のマンドレル７ａおよび第２のマンドレル９ａの表
面には環状吸引スリット８および１０が設けられており
、それぞれ図示していない外部の適宜の減圧装．置に連
絡している。第１のマンドレル７ａおよび第２のマンド
レル９ａの内部には、マンドレルの温度を調節するため
の冷媒および／または熱媒循還路が適宜形成されている
。１１は回転台であり、駆動用モーター１８により、第
２のマンドレール９ａと同じ心軸上を第２のマンドレル
９ａと同期して回転できるように設けられている。

１２は引張ロールで、前記回転台に設置され、２層管状
フィルム６を引張つて次工程の巻きロール等に送り込む
作用をする。

１７は環状ダイから押出される管状フィルムを膨張さす
ための空気孔であつて図示していない適宜の空気導入バ
イブに連結させてある。

１４はエアーリングであつて、図示していない環状のス
リットから冷媒、通常空気を複層管状フィルム６の外面
に吹き付けてフィルムを冷却する。

１６はたるみ防止板であり。

第１のマンドレル７ａや第２のマンドレル９ａと独立し
て遊転するように設けられている。図４は図３の製造装
置において、第２のマンドレル９ａの代りに外筒９ｂを
用いた例である。

外筒９ｂは第１のマンドレル７ａの同一心軸下流側に位
置し、かつ該心軸を中心にモーター１５により回転台１
１と同期して回転するように設けられている。なお、本
発明において、同期して回転するとは、同方向に同回転
数で回転することをいう。外筒９ｂの内面には、環状吸
引スリット１０が設けられており、該スリットは図示し
ていない外部の適宜の減圧装置に連絡している。図５は
図３の製造装置において、押出機１，２が回転し、該押
出機の回転と同期して、第１のマンドレル７ａが回転し
、一方、第２のマンドレル９ａおよび引張ロール１２が
固定または逆回転する装置の例てある。

引張ロール１２は固定されているため、ターンテーブル
は設けなくてもよい。図５の装置では、２つの押出機を
回転さすけれども、押出機１，２を固定し、複層環状タ
イ３を回転させても（図示せず）同様の結果が得られる
。以上の如く、本発明の製造方法で用いることのできる
装置は２つ以上の押出機、アダプター、複層環状ダイ、
第１の接触管案内、第２の接触管案内、引張ロールとを
有し、かつ複層環状タイと第１の接触管案内とが同期し
、第２の接触管案内と引張ロールとが同期し、しかも第
１の接触管案内と第２の接触管案内との間に相対的回転
差を形成せしめうる範囲において、種々の態様が可能で
ある。

本発明の製造方法の一例を図面に基づき説明すると、ま
ず第１の押出機１で合成樹脂Ａを加熱溶融し、アダプタ
ー１９を経て複層環状ダイ３に供給し、内部環状スリッ
ト２１から内層環状フィルム５として押出す。

一方第２の押出機２で合成樹脂Ｂを同様に溶融し、アダ
プター２０を経て複層環状ダイ３に供給し、外部環状ス
リット２２から多層環状フィルム４として押出す。この
ような２つ以上の合成樹脂を溶融共押出しして複層管状
フィルム６を押出す技術および装置については既にＭＯ
ｄｅｍＰｌａｓｔｉｃｓｌ４ｅＫｌ２８（Ｊａｎｌ９６
９）、特公昭４１−１３６２８号等により既に公知であ
る。図３、図４および図５においては、２つの押出機を
用いて２層積層フィルムを押出す例を図示しているけれ
ども、３つ以上の押出機を用い、３層以上の層からなる
積層フィルムを押出す技術、あるいは、２つの押出機を
用いて３層以上の層からなる積層フィルムを押出す技術
などは、いるれも本発明の製造方法における一実施態様
である。また図３〜図５においては、複層環状ダイ３ノ
は、内部環状スリット２１と外部環状スリット２２とを
有しているけれども、このようなダイの代りにダイ内に
おいて、合成樹脂Ａの環状流路と合成樹脂Ｂの環状流路
とが同流して一つの環状スリットから押出されるように
なつていてもよい。７ 次に押出された複層管状フィル
ム６は、空気孔１７から吹き出る膨圧空気により膨張し
、次いで第１の接触管案内に接触しながら冷却固化した
後、下流側に移動する。

なお、成形の高速化等により複層管状フィルム６の冷却
不足をきたす場合フには、エアーリング１４を設け、冷
却媒体とくに空気を複層管状フィルム６の外面に吹きつ
けるようにしてもよい。なお、本発明における接触管案
内とは、管状フィルム６を接触摺動せしめてフィルムを
冷却または加熱する手段をいい、図３および図５におい
てはインサイドマンドレル７ａおよび９ａが、図４にお
いてはインサイドマンドレル７ａおよび外筒９ｂがこれ
にあたる。これらの接触管案内には、環状吸引スリット
８，１０が設けられており、この部分で真空源により印
加される吸引力により接触管案内周面にフィルム６を緊
密に接させる。この吸引力は真空度を変えることにより
変化させることができるが、接触管案内周面とフィルム
６との間の摩擦力が後述のフィルム６に斜配向を付与し
ながら、しかもフィルム６が引取り側に移動できる程度
の値になるように真空度を調節することが重要である。
第１の接触管案内を通過した複層管状フィルム６は、環
状のたわみ防止板１６の外周に接触する。

たわみ防止板１６は均一なフィルムを得るには設けた方
が好ましく、そしてフィルム６の内面に密接し、その回
転に従つて遊転する。更に下流側に移動した複層管状フ
ィルム６は、第２の接触管案内の周面に緊密に接する。

本発明の製造方法では、複層管状フィルム６のいずれか
の層もしくはすべての層は第１の接触管案内と第２の接
触管案内との間に生ずる相対的な回転により斜配向が与
えられる。

従つてこの相対的回転の回転数は複層管状フィルム６の
いずれかの層もしくはすべての層に付与される配向の方
向と密接に関係する。本発明者が意図する用途において
は、フィルムの配向の方向はフィルム６の長手方向に対
して３０ないし６０度であることが好ましい。本発明の
製造方法においては、第１の接触管案．内と第２の接触
管案内の構造および第１の接触管案内と第２の接触管案
内との間の複層管状フィルム６の各層の温度が重要であ
り、これらの条件を選択することにより配向度の異つた
積層フィルムを製造することができる。

ます、図３の如く第１の接触管案内として第１のインサ
イドマンドレル７ａを、第２の接触管案内として第２の
インサイドマンドレル９ａを用いた場合（ａ法という）
、第１のマンドレルと第２のマンドレルとの間のマンド
レルに接触する複層・管状フィルム６の最内層の温度が
、該層を形成する合成樹脂Ａの配向温度範囲、通常は融
点と二次転移点の間の温度、好ましくは（融点−３℃）
と（融点−３０℃）の間の温度になければならない。

この配向温度範囲にあることにより、複層管状フィルム
６の最内層は２つのマンドレルの間に生ずる相対的な回
転により斜配向される。一方、複層管状フィルムの他の
層の温度は、該層を形成する合成樹脂Ｂの少なくとも配
向温度範囲以上の温度、通常合成樹脂Ｂの二次転移点以
上の温度、好ましくは（融点−３０℃）以上の温度にな
れねばならず、この温度未満では、本発明の目的とする
斜配向フィルムが得られない。そして最内層以外のノ層
がそれを形成する合成樹脂Ｂの配向温度範囲にある場合
には、最内層および他の層とも同方向に斜配向した複層
管状フィルム６が得られる。上記の温度関係から、ａ法
においては、最内層を形成する合成樹脂Ａとして他の層
を形成する樹脂より融点のより高い樹脂を選択した方が
成形が容易である。次に図４の如く、第１の接触管案内
として、インサイドマンドレル７ａを、第２の接触管案
内として外筒９ｂを用いた場合（ｂ法という）、最内層
を形成する合成樹脂Ａおよび最外層を形成する合成樹脂
Ｂのいずれもが配向温度範囲になくてはならない。

この条件においてのみ最内層および最外層とも同方向に
配向した複合フィルムが得られ、それ以外の条件では良
好なフィルムは得られない。次に図示していないが、ｂ
法と対照的に第１の接触管案内として外筒を、第２の接
触管案内としてインサイドマンドレルを用いた場合（ｃ
法という）もｂ法と同様のことが言える。

更に図示してはいないが、第１の接触管案内として第１
の外筒を、第２の接触管案内として第１の外筒を用いた
場合（ｄ法という）は、ａ法において、最内層を最外層
に、合成樹脂Ａを合成樹脂Ｂに、合成樹脂Ｂを合成樹脂
Ａに読み替えたと同じ条件により、対応する２種類の配
向性を有する複層管状フィルムが得られる。

以上のａ−ｄの方法により斜配向を与えられた複層管状
フィルム６は必要に応じて第２のマンドレル９ａのスリ
ットから供給される接着剤が内面に塗布される。

そしてたるみやしわを生じないように適度に膨張されな
がら第２のマンドレル９ａと同期して回転する回転台１
１上に設けられた一対の引張ロール１２によつて平面状
に引取られると同時に接着剤を介して貼合わされ、図示
していない巻取部へ送られる。またａ−ｄの方法におい
て、接着剤を複層管状フィルム６の内面に塗布しない場
合においては、複層管状フィルム６は引張ロール１２に
より折りたたまれた後、スリツター（図示していない）
により切開かれて２枚の平複合フィルムＰとされ、別の
貼合わせ方゛法、たとえば押出ラミネーション方法また
はドライラミネーション方法により貼合わせ、目的とす
る多層積層フィルムを製造することができる。

以上のように本発明の多層積層フィルムは、全く異質の
樹脂、例えばナイロンとポリオレフィン等を選択するこ
とにより、ナイロンの耐油性には優れるけれども耐水性
に劣る、ポリオレフィンの耐水性には優れるけれども耐
油性には劣るといつたそれぞれの欠点を克服して長所の
みを有し、しかもいずれの層も配向していることにより
、引張強さ、引裂強度が極めて優れ、かつそのバランス
のとれた多層積層フィルムを得ることができる。

また本発明の多層積層フィルムの製造方法によれば、前
記した如き本発明の多層積層フィルムを容易に製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の多層積層フィルムの一例を示した断面図
で、図２は図１の多層積層フィルムの各層の位置関係を
示した説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリプロピレンもしくは高密度ポリエチレンから選
   ばれる合成樹脂Ａからなり一軸配向性を有する層 I と
   、同じく合成樹脂Ａからなり、一軸配向性を有する層
   I と同じく合成樹脂Ａからなり、一軸配向性を有する層
   IIとが接着層IIIを介して配向が交差するよう貼合され
   ており、かつ前記合成樹脂Ａ層 I およびIIの接着層II
   Iに対向しない面側に合成樹脂Ａと異種の合成樹脂Ｂか
   らなる層IVおよびIV′が形成され、該合成樹脂Ｂ層IV及
   びIV′が該層と接する前記層 I または層IIと同じ配向
   方向を有することを特徴とする多層積層フィルム。 ２ ２つ以上の押出機によりそれぞれ異種の合成樹脂を
   溶融後一つの複層環状ダイから同心的に管状に共押出し
   した後、前記環状ダイの下流側に同心軸上に設けた第１
   の接触管案内に緊密に接しめ、次いで第１の接触管案内
   の下流側に同心軸上に設けられ、第１の接触管案内と相
   対的回転をなすよう形成された第２の接触管案内に緊密
   に接しめてフィルムの長手方向に対して斜配向をもつ合
   成樹脂Ａ層を有する複合配向フィルムＰを製造し、次に
   該複合フィルムＰと同様に製造されたフィルムの長手方
   向に対して斜配向をもつ合成樹脂Ａ層を有するフィルム
   Ｑとを接着剤により合成樹脂Ａ層の配向方向が交差する
   ように貼合わすことを特徴とする多層積層フィルムの製
   造方法。 ３ 第１の接触管案内がインサイドマンドレルであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ４ 第１の接触管案内が外筒であることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の製造方法。５ 第２の接触管
   案内がインサイドマンドレルであることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の製造方法。 ６ 第２の接触管案内が外筒であることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の製造方法。７ 第２の接触管
   案内がインサイドマンドレルであることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の製造方法。 ８ 第２の接触管案内が外筒であることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の製造方法。９ 接触管案内に
   環状吸引スリットを設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の製造方法。 １０ 第１の接触管案内と第２の接触管案内との間の複
   層管状フィルムの各層が、各層を形成する合成樹脂それ
   ぞれの配向温度範囲にあることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項または第７項記載の製造方法。 １１ 押出機、複層管状ダイおよび第１の接触管案内が
   固定されており、第２の接触管案内および引張りロール
   が回転するように形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の製造方法。 １２ 押出機もしくは複層環状ダイおよび第１の接触管
   案内が回転するよう形成されており、第２の接触管案内
   および引張りロールが固定されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の製造方法。