(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ダイリングと外側ダイリングとを、互いに嵌装関係で、且つそれらの少なくとも一方を回転可能に配置してなり、該内側ダイリングと外側ダイリングとの間の内側ダイリング側に、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、内側ダイリングから該分配溝を通じて供給された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】
内側ダイリングが回転可能である請求項１に記載のスパイラルダイ。
【請求項３】
ｍが４〜２５６、ｎが２〜４である請求項１または２に記載のスパイラルダイ。
【請求項４】
前記分配溝を、対向する外側ダイリングとの摺動面に露出しない構造で前記内側ダイリングに設けてなる請求項１ないし３のいずれかに記載のスパイラルダイ。
【請求項５】
内側ダイリングと外側ダイリングとを、互いに嵌装関係で、且つそれらの少なくとも一方を回転可能に配置してなり、該内側ダイリングと外側ダイリングとの間の内側ダイリング側に、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、前記ダイリングの少なくとも一方を回転させつつ、内側ダイリングから複数（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該内側ダイリングに設けた分配溝を通じて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６】
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５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【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。積層樹脂フィルムの性能は、特にその積層数に左右され、同一の構成比を有するものであれば積層数が多いほど、ヤング率が小さくなるなどの特性を有している。得られる積層樹脂フィルムの物性をコントロールする目的で積層数を増すことが望まれているが、従来の方法で得られる積層樹脂フィルムの積層数は、一般に最大で１０層程度であり、後述するダイにおける樹脂流路数の増加によるダイの大型化などの理由により実現されていない。
【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。
【０００４】
成型ダイには、▲１▼スパイダー式、▲２▼スパイラル式、▲３▼クロスヘッド式、▲４▼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。
【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。
【０００７】
上述した事情を考慮して研究した結果、本発明者らは、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スパイラルダイを求めて研究した結果、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て、簡単な構造の積層体成形用スパイラルダイを既に開発している。すなわち、その積層体成形用スパイラルダイは、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（特開平８−９０３６２号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにして開発された積層体成形用のスパイラルダイ（固定スパイラルダイ）は、単純な構造で多層積層体を形成し得るという点で極めて効果的なものであり、製品フィルムないしシートの特性に影響する積層数の増減も、流入樹脂の溶融粘度や溶融粘度比などの狭い範囲については、ある程度は可能であった。しかし、積層数をより大きく変更したい場合には、スパイラル流路溝のデザインなどを変更して、別途のスパイラルダイを用意する必要があり、積層体に要求される性能にしたがって、簡単に積層数をコントロールすることは不可能であった。
【０００９】
従って、本発明の主要な目的は、複数樹脂の組合せから異なる積層数の多層積層体を形成し得るスパイラルダイならびにこれを用いる積層体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の目的で更に研究した結果、先に開発した積層体成形用のスパイラルダイ（固定スパイラルダイ）において、内側ダイリングと外側ダイリングの少なくとも一方を回転する構成に変更し、その回転方向および速度あるいは回転部分を調整することにより、固定スパイラルダイを用いる場合に使用したと同一の組合せの複数樹脂を用いてスパイラル流路溝のデザインなどが上記固定スパイラルダイと同一のスパイラルダイから押出成形する場合でも、異なる積層数の積層体が形成し得ることを見出した。
【００１１】
本発明の積層体成形用スパイラルダイ（回転スパイラルダイ）は、このような知見に基づくものであり、より詳しくは、内側ダイリングと外側ダイリングとを、互いに嵌装関係で、且つそれらの少なくとも一方を回転可能に配置してなり、該内側ダイリングと外側ダイリングとの間の内側ダイリング側に、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、内側ダイリングから該分配溝を通じて供給された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。
【００１２】
また、本発明の別の観点に従えば、内側ダイリングと外側ダイリングとを、互いに嵌装関係で、且つそれらの少なくとも一方を回転可能に配置してなり、該内側ダイリングと外側ダイリングとの間の内側ダイリング側に、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、前記ダイリングの少なくとも一方を回転させつつ、内側ダイリングから複数（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該内側ダイリングに設けた分配溝を通じて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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。
【００１４】
まず、図１（ａ）は、従来の一般的な多層成形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１０ｃ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１６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１７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。
【００１５】
かくして形成された筒状積層体を、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に付した後、一般には軸と平行な方向に切裂くことにより得られた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）は、図２（（ａ）は、模式斜視図、（ｂ）は軸に平行な縦（ＭＤ）方向断面図、（ｃ）はＴＤ方向（ＭＤと直交方向）断面図）に示すような、樹脂Ａ層が二つの樹脂Ｂ層に積層された一様な三層の積層構造を有するフィルムとなる。
【００１６】
これに対し、図３（ａ）は、本発明者らが先に開発した固定スパイラルダイ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３（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。
【００１７】
図４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３（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、２４ｂ、２４ａ、２４ｂ・・・の開始点（分配部最終流路２８ａ、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２４ａ、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３（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３（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。
【００１８】
図３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フィルムの形状とされる。
【００１９】
このようにして得られた積層樹脂フィルムは、図２（ａ）〜（ｃ）に対応して、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような構造を有する。特に、図５（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５（ｂ））が、ＴＤ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５（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、１ｂとなす角度θは、図５（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。
【００２０】
ｔａｎθ＝［フィルムの厚さ（ｍｍ）］／［フィルム全周の長さ（ｍｍ）×展開角（ω）／３６０゜］
上述の説明から判るように、本発明者らが先に開発した図３および図４を用いて説明した固定スパイラルダイは、簡単な構造でありながら、例えば二種の樹脂ＡおよびＢの組合せから、１０〜２０の積層数を有する多層積層体が容易に形成されるという極めて特徴的な効果を有する。しかしながら先にも述べたようにその積層数は、特定のスパイラルダイについては樹脂の組合せに支配され、その増減は、ある程度は可能であっても容易でなく、基本的にはスパイラルダイの設計変更を要する。これに対し、本発明の回転スパイラルダイは、内側ダイリングと外側ダイリングの少なくとも一方が回転可能な構造となっており、その回転速度や回転方向、回転部分などを変更するという運転条件の変更により、比較的簡単に大幅な積層数の変更を可能にするものである。以下、その実施例について、図面を参照しつつ更に説明する。
【００２１】
図６〜図１０は、本発明の回転スパイラルダイの好ましい一例として、内側ダイリングを回転可能とし、外側ダイリングを固定（非回転）とした構造を有する回転スパイラルダイ１２１の一実施例の説明図であり、図６は駆動系を含めた全体説明図；図７は、図６の点線Ｘで囲んだ部分の内側ダイリング（スパイラルマンドレル部）１２２ａの拡大図であり、図８、図９は、更に、分配部に設けた分配溝のカバーを一層ずつ取り除いた状態を示す図である。また図１０は、内側ダイリング１２２ａと外側ダイリング１２２ｂとが組み合わさってなる回転スパイラルダイ１２１の軸を含む断面図である。図６以降において、図３〜図４と類似の部分は類似の符号を付す。図６〜図９では、スパイラルダイ１２１を、説明の便宜上、図１０に比べて横広に図示してあるが、実際の縦横寸法比は図１０の方がより近い。
【００２２】
図３および図４で説明した固定スパイラルダイ２１に比べて、回転スパイラルダイ１２１は、その内側ダイリング１２２ａの下部に設けたスプロケット３１（図１０）に、チェーン３２を掛け回し、モータ３３で内側ダイリング２２ａを回転可能に構成してある点が基本的に異なる。
【００２３】
押出機２０ａおよび２０ｂにより、回転スパイラルダイ１２１に導入された樹脂ＡおよびＢの流れは、基本的には、図３および４を用いて説明した固定スパイラルダイ２１に導入された樹脂ＡおよびＢの流れと同様である。図８は、主として分配部における樹脂Ａの流路構造、すなわち分岐点２３ａ１、２３ａ２・・・、流路２８ａを示すものであり、図９は図８から樹脂Ａの流路に相当する一層を更に除いて、内側に設けた樹脂Ｂの流路構造、すなわち分岐部２３ｂ１、２３ｂ２・・・、流路２８ｂを示すものである。但し図８に示す樹脂Ａの流路構造は、更に内側ダイリング１２２ａと一体となって回転し、外側ダイリング１２２ｂとの回転摺動面を与えるカバー３４で覆われて、樹脂Ａの流路２８ａが外側ダイリング１２２ｂとの摺動面に露出して樹脂Ａの分配（ならびに樹脂Ｂ層との規則的な積層）が妨げられないように構成されている。内側ダイリング１２２ａのシャフト部３７に対する回転は、ベアリング３５により支持されている。
【００２４】
本発明に従い、内側ダイリング１２２ａを、固定された外側ダイリング１２２ｂに対して回転した場合、その回転方向および回転速度を変えることにより、各スパイラル流路溝２４ａ、２４ｂから漏洩する樹脂の展開角ω（図６（ｂ））が変化する。すなわち、内側ダイリング１２２ａを正方向（スパイラル流路溝２４ａ、２４ｂをネジにたとえて、ネジをゆるめる方向）に回転させ、スパイラル流路溝の開始点と内表面到達位置との距離が、内側ダイリング１２２ａを静止したときに比べて長くなれば展開角ωは大きくなり、負方向に回転して該距離が短くなれば、展開角ωは小さくなる。このような機構によって、内側ダイリング１２２ａの回転方向の変化により、漏洩する樹脂の展開角を増したり減じたりすることが可能となり、その結果、ある特定の平面位置におけるフィルムの厚み方向の積層数を増減することができる。そして、その増減の程度は、内側ダイリング１２２ａの回転速度を増大することにより増大することができる。
【００２５】
上記のようにして回転スパイラルダイ１２１のダイリップ２７（図４）より押出された積層筒状体を、図３の固定スパイラルダイ２１の場合と同様に軸と平行な方向に引き裂くと、図５（ａ）〜（ｃ）に対応して、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すような構造を有する積層フィルムが得られる。図５（ｂ）および（ｃ）に示した積層フィルムが、ＭＤ方向断面（図５（ｂ））においては、樹脂Ａの層とＢの層とがほぼ主たる表面に平行の層配列を示し、ＴＤ方向断面（図５（ｃ））のみにおいて、傾斜を示していたのに比べて、ＭＤ方向断面（図１１（ｂ））およびＴＤ方向断面（図１１（ｃ））が傾斜角θ１  およびθ２  でともに傾斜していることが特徴的である。一般に、０゜＜θ１  、θ２  ≦４゜程度の範囲の傾斜角となる。
【００２６】
また、もう一つ特徴的なのは、例えば樹脂Ａと樹脂Ｂとのスパイラル流路溝２４ａ、２４ｂのデザイン（スパイラル流路溝の満幅や満深さなど）が同じ場合で、樹脂Ａの溶融粘度ηＡ  と樹脂Ｂの溶融粘度ηＢ  とが仮にηＡ  ＞ηＢ  の場合、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、樹脂Ａが内表面側に、また樹脂Ｂが外表面に優勢に配列した表層を形成するようになる。但し、ηＡ  ＝ηＢ  の場合には、図５（ｃ）に示すように両樹脂層Ａ、Ｂが主たる二表面に到達し、両表面上で、樹脂ＡとＢとのストライプ状な露出模様を与えるようになる。すなわち、得られる積層体に要求される表面の物性に応じて、スパイラル流路デザインや流入する樹脂の溶融粘度を変更することによって表面状態を変更することが可能である。
【００２７】
これらの樹脂ＡおよびＢ（それぞれ樹脂混合物あるいは単独樹脂であり得る）は、いずれも、その加工温度における溶融粘度が、１００〜５０００Ｐａ・ｓ、好ましくは３００〜２０００Ｐａ・ｓ、更に好ましくは４００〜１２００Ｐａ・ｓのものが望ましい。
【００２８】
本発明の回転スパイラルダイを用いて、交互斜め積層体を形成する場合、樹脂Ａと樹脂Ｂとは、スパイラルダイに導入される樹脂の体積比が、１：０．０５〜１：２０、より好ましくは１：０．３〜１：３、更に好ましくは１：０．６〜１：１．５の割合であることが好ましい。なお、この体積比は、樹脂Ａが導入されるスパイラル流路溝と樹脂Ｂが導入されるスパイラル流路溝の開始点及び終点における溝深さや幅などがほぼ等しいスパイラルを用いた場合の例であり、これらを含めたスパイラル流路デザインの変更により、上記体積比は変化する。
【００２９】
また、スパイラルダイに導入される樹脂Ａと樹脂Ｂは近似した溶融粘度を有することが望ましく、例えば、混合樹脂が導入されるスパイラル流路溝と単一樹脂が導入されるスパイラル流路溝の開始点及び終点における溝深さや幅などがほぼ等しいスパイラルを用いる場合には、その加工温度における溶融粘度比が、１：０．５〜１：２．０、より好ましくは１：０．６〜１：１．５、特に１：０．７〜１：１．３の範囲内であることが好ましい。但し、上記溶融粘度の最適比は、スパイラル流路溝の溝深さや幅などのスパイラル流路デザインの変更によって変化し得る。
【００３０】
一方、ダイ回転部分であるスパイラルマンドレル（内側ダイリング）１２２ａの回転数は、０．０５〜１００回転／分であり、好ましくは０．０５〜５０回転／分、更に好ましくは０．１〜２０回転／分である。回転数が０．０５回転／分未満では、積層数を増減させることが難しく、また回転数の制御が困難になり、回転数が１００回転を超えると回転部と固定部の摺動面でのカジリ（かみ合って動かなくなること）が発生する恐れがある。
【００３１】
また、ダイ回転部分であるスパイラルマンドレル（内側ダイリング）の回転方向は、上述したように正方向、負方向（逆方向）のどちらでも良く、これにより積層数を増加あるいは減少できる。
【００３２】
本発明のスパイラルダイにおいて、回転する部分としては、内側ダイリング１２２ａとダイリップ２７の両方を回転させても良いし、内側ダイリング１２２ａのみを回転させても良い。あるいは、外側ダイリング１２２ｂのみを回転させても良いし、外側ダイリング１２２ｂと内側ダイリング１２２ａの両方、外側ダイリング１２２ｂと内側ダイリング１２２ａとダイリップ２７の全てを回転させても良い。とりわけ、内側ダイリング１２２ａとダイリップ２７の両方、あるいは内側ダイリング１２２ａのみを回転させるのが、積層数のコントロールや装置の小型化の点から特に好ましい。なお、外側ダイリングを回転させる場合の回転速度や回転方向などは、上記内側ダイリングを回転させる場合と同様にコントロールすればよい。また、内側ダイリング１２２ａと外側ダイリング１２２ｂとの間の摺動面における金属と金属のカジリを防ぐために、内側ダイリングと外側ダイリングに用いる金属材質に硬度差を付けても良いし、ベアリングを設けても良い。また、同様の目的で、若干の溶融樹脂を常に外部に漏洩させるように、樹脂漏らし口３６（図１０）を設けることも好ましい。
【００３３】
ダイリングを駆動する方式としては、図６に示すように内側ダイリング１２２ａにスプロケット３１を取り付けてスパイラルダイの側方に設置したモーター３３とチェーン３２で連結して回転させる方式の代りに、図１２に示すような内側ダイリング１２２ａとモーター３３をダイレクトに連結し回転させる方式も用いられ、その必要に応じてこれらのどちらを選択しても良い。図６および図１２には、内側ダイリングを回転させる方式のみ図示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、外側ダイリングについても同様の方式で駆動させることができる。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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・・・・・。
【００３６】
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、４〜１０００層、特に８〜５００層程度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、かなり巾広く制御可能であるが、例えば１０μｍ〜１ｍｍ、特に１５〜２００μｍ程度の厚さが好ましい。また得られる図１１（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。
【００３７】
上記のような目的で、本発明のスパイラルダイには、また、積層体を形成する本発明のスパイラルダイの樹脂流路の内側または外側あるいは両側に、他の樹脂を流入し積層化させるための樹脂流路を新たに設けることも可能である。新たに設ける樹脂流路としては、通常の回転しないスパイラルダイリングでも良いし、先に開発した積層体成形用の固定スパイラルダイリングでもよい。また、本発明の回転可能なスパイラルダイリングを、樹脂流路の内側または外側あるいはその両側に設けることも可能であり、複数の回転するダイリングを同時に回転させても良い。
【００３８】
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。
【００３９】
（実施例１）
図６（ａ）および図１０に示すように２種の樹脂を交互に流入加工でき、かつ内側ダイリング１２２ａを正逆両方向に回転することが可能な斜め成形体形成用スパイラルダイ１２１（ｍ＝３２）を用いて（なお、外側ダイリングは固定され、非回転である）、円筒状に同時押出し（押出温度１８０〜２１０℃、ダイス温度２００℃）、円周長さ２４４ｍｍ、厚み２００μｍの斜め積層体を製造した。各樹脂の押出温度を表２に示した。このときの内側ダイリングの回転数は正方向（スパイラル溝をネジに例えた場合、ネジを緩める方向）に０．５回転／分（ｒｐｍ）とした。得られた斜め積層体の構成は、樹脂Ａとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物（以下「ＥＶＯＨ」と略する）、樹脂Ｂとしてナイロン６とナイロン１２の共重合体（以下「Ｎｙ６−１２」と略する）を用い、それぞれの厚み比はＥＶＯＨ＝１００μｍ（合計厚み）、Ｎｙ６−１２＝１００μｍ（合計厚み）、積層数は２１〜２３層であった。ＥＶＯＨはエチレン含有量４４ｍｏｌ％、鹸化度９９．４％、溶融粘度（２００℃、２５ｓｅｃ−１）＝９０１Ｐａ・ｓのクラレ製「ＥＶＡＬ  ＥＰＥ１０５Ａ」を使用した。またＮｙ６−１２は溶融粘度（２００℃、２５ｓｅｃ−１）＝８１４Ｐａ・ｓの東レ製アミランＣＭ６５４１Ｘ３を使用した。得られた斜め積層体について、降伏点応力、破断応力、破断伸度、ヤング率を測定し、その結果を表１に示した。
【００４０】
（実施例２）
斜め積層体製造時の内側ダイリング１２２ａの回転数を正方向に１ｒｐｍとすること以外は、実施例１と全く同様にし斜め積層体を製造した。得られた斜め積層体の積層数は２９〜３１層であった。得られた斜め積層体について、降伏点応力、破断応力、破断伸度、ヤング率を測定し、その結果を表１に示した。
【００４１】
（実施例３）
斜め積層体製造時の内側ダイリング１２２ａの回転数を正方向に２ｒｐｍとすること以外は、実施例１と全く同様にし斜め積層体を製造した。得られた斜め積層体の積層数は４５〜４７層であった。得られた斜め積層体について、降伏点応力、破断応力、破断伸度、ヤング率を測定し、その結果を表１に示した。
【００４２】
（実施例４）
斜め積層体製造時の内側ダイリングの回転数を正方向に４ｒｐｍとすること以外は、実施例１と全く同様にし斜め積層体を製造した。得られた斜め積層体の積層数は５５〜５７層であった。得られた斜め積層体について、降伏点応力、破断応力、破断伸度、ヤング率を測定し、その結果を表１に示した。
【００４３】
（実施例５）
斜め積層体製造時の内側ダイリングの回転数を逆方向に０．１ｒｐｍとすること以外は、実施例１と全く同様にし斜め積層体を製造した。得られた斜め積層体の積層数は１０〜１１層であった。得られた斜め積層体について、降伏点応力、破断応力、破断伸度、ヤング率を測定し、その結果を表１に示した。
【００４４】
（比較例１）
図３〜図４に示したように２種の樹脂を交互の流入加工できる斜め成形体形成用スパイラルダイ（ｍ＝３２、内側ダイリング２２ａを回転することは出来ない）を用いた以外は実施例１と同様にし斜め積層体を製造した。得られた斜め積層体の積層数は１４〜１５層であった。得られた斜め積層体について、降伏点応力、破断応力、破断伸度、ヤング率を測定し、その結果を表１に示した。
【００４５】
【表１】
0003597317.tif 000002
【００４６】
（押出条件）
【００４７】
【表２】
0003597317.tif 000003
【００４８】
（用いたスパイラルダイの仕様）
0003597317.tif 000004
［駆動部］
・駆動用モーター        ３．０ＫＷ  ＥＳサーボモーター
・減速機                ウオーム減速機
・駆動方式              チェーン方式
［測定方法］
１．破断応力、破断伸度、降伏点応力
ＪＩＳ  Ｋ−７１２７に準拠し、オリエンテック（株）製テンシロン型万能試験機ＲＴＭ−１００を用いて、以下の条件で測定した。
【００４９】
・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
２．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。
【００５０】
・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
【００５１】
【発明の効果】
上記表１を見れば明らかなように、固定スパイラルダイを用いる比較例１においては、厚み方向積層数が１４〜１５層であったのに対し、本発明の回転スパイラルダイを用いて−０．１ｒｐｍ〜＋４ｒｐｍまで回転数を変化させた実施例１〜５においては、厚み方向積層数を１０〜１１層から５５〜５７層まで幅広く増減可能であり、それに伴い得られる積層フィルムの破断応力、破断伸度、ヤング率、降伏点応力の調整も可能であることが判かる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】図１のスパイラルダイを用いて得られる積層樹脂フィルムの斜視図および二方向断面図。
【図３】先に開発された固定スパイラルダイの一例の断面図および製品フィルムの断面図。
【図４】図３のスパイラルダイの要部の模式斜視図。
【図５】図３のスパイラルダイ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。
【図６】本発明の回転スパイラルダイを含む装置系の一例の模式断面図および製品フィルムの断面図。
【図７】図６のＸ−Ｘ部における内側ダイリングの拡大斜視図。
【図８】図７よりも内側の樹脂Ａの分配部流路構造図。
【図９】図８よりも内側の樹脂Ｂの分配部流路構造図。
【図１０】図６の回転スパイラルダイの軸方向断面図。
【図１１】図６〜図１０の回転スパイラルダイにより得られる積層フィルムの一例の斜視図および二方向断面図。
【図１２】本発明の回転スパイラルダイを含む装置系の別の一例の模式断面図。
【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、２０ａ、２０ｂ：押出機
１１、２１：スパイラルダイ
１２１：回転スパイラルダイ
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ：ダイリング
１２２ａ：回転内側ダイリング
１２２ｂ：固定外側ダイリング
２２ａｂ：内外ダイリング間間隙流路
１３ａ、２３ａ１、２３ａ２、２３ａ３、２３ｂ１、２３ｂ２、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
３１：スプロケット
３２：チェーン
３３：モータ
３４：回転流路カバー
３５：ベアリング
３６：樹脂漏らし口
３７：シャフト部
【図１】
0003597317.tif 000005
【図２】
0003597317.tif 000006
【図３】
0003597317.tif 000007
【図４】
0003597317.tif 000008
【図５】
0003597317.tif 000009
【図６】
0003597317.tif 000010
【図７】
0003597317.tif 000011
【図８】
0003597317.tif 000012
【図９】
0003597317.tif 000013
【図１０】
0003597317.tif 000014
【図１１】
0003597317.tif 000015
【図１２】
0003597317.tif 000016