JP2551252B2 - インフレーション・フィルムの成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管状フィルムの製造方法
に関するものである。さらに詳しく説明すると、本発明
は、インフレーション成形方法によりポリオレフィン系
樹脂の管状フィルムを高速で成形することを可能とした
冷却効果を高め、且つ成形安定性を増加させたインフレ
ーション成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インフレーション成形方法により
製造される熱可塑性系樹脂のフィルム、特にポリオレフ
ィン系樹脂のフィルムは、包装用、農業用、産業用資
材、及び買物袋用等として、幅広く利用されている。こ
の様なポリオレフィン系のフィルムの製造については近
年、生産性を高める為、高速でのインフレーション成形
方法の開発が求められている。インフレーション成形方
法の成形速度の高速化の為には、溶融樹脂が環状ダイか
ら押出され膨張変形を受け管状フィルムとなる間のイン
フレーション成形工程で効率的な冷却方法の開発と安定
した成形方法の開発が必要となる。

【０００３】従来ではポリオレフィン系樹脂をインフレ
ーション成形を行ないフィルムを得る場合、一般的な冷
却方法として、環状ダイ上面近傍から環状ダイから押出
される管状樹脂と同方向側に冷却空気を、押出された管
状樹脂に向け吹出す冷却方法が行なわれてきた。しか
し、この様な冷却方法に於ては低速の領域でインフレー
ション成形を行なうことには支障がないが、成形速度を
増加させ、多量の冷却空気の吹き付けを必要とする場合
には、成形安定性が低下し、インフレーション成形が困
難となる。このことを改良するため、特公平１−１５２
０３３号公報に提案されているように冷却空気の吹出し
口を改良した方法がある。

【０００４】しかしこのような方法に於いても冷却空気
の吹出し口が、ほぼ同一場所でしかも冷却空気の吹出し
方向が押出し方向と同方向である為、ダイより押出され
た溶融樹脂と冷却空気との界面の温度の高い空気層が樹
脂の膨張終了点付近まで保持される為に冷却が不足し、
成形速度の高速領域でインフレーション成形を安定して
行なえない場合がある。

【０００５】また、冷却効率を向上させる為、例えばフ
ロストライン近傍から安定板に至る間で複数段にわたり
冷却空気の吹きつけを行なう方法（特公平１−５２１７
１号公報）等が開示されている。しかしこの方法では装
置が非常に大きくなる為運転操作、特に、インフレーシ
ョン成形開始時の調整操作等が繁雑になる。又、特開昭
５５−１５４１２６号公報に溶融膜を拡大し、表面積を
大きくし冷却効果を向上させる方法が開示されている。
しかしこの方法においても冷却風が噴射される場所の溶
融膜は内側に支持体が無い為、２０μｍ以下の薄膜フィ
ルムを成形する場合等、この部分でカーテンの様に縦皺
の入った状態となり易く高品質のフィルムが得にくい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この様にこれまで種々
のインフレーション成形に於ける冷却方法が開発されて
いるが、これらの方法では高速でインフレーション成形
を行うに伴い発生する冷却不足、成形安定性の低下、運
転操作の繁雑さ等の問題を充分解決成し得るものではな
い。本発明はかかる欠点に鑑みてなされたもので、高品
質の管状フィルムを安定して高速で製造するためのイン
フレーション成形方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は熱可
塑性樹脂を環状ダイから押出し、管状フィルムを成形す
るインフレーション成形方法に於て、熱可塑性溶融樹脂
が環状ダイから管状に押出されてから膨張開始点に達す
る迄の間に環状ダイと同軸に配置され、下部が環状ダイ
の口径の１．１０倍より大きく１．３５倍以下の最大外
径を有する内部安定体を管状溶融樹脂の内側に設置し、
外部冷却風は前記内部安定体の上端よりインフレーショ
ン成形上流側で且つ管状溶融樹脂が前記内部安定体下部
の最大外径部に接触する場所よりインフレーション成形
下流側に噴射し、冷却風が噴射された場所の管状溶融樹
脂の内側を前記内部安定体に接触するようにして成形す
ることを特徴とする管状フィルムを成形するインフレー
ション成形方法にかかるものである。

【０００８】本発明で使用される熱可塑性樹脂とはポリ
オレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリ
ルとスチレンとの共重合体、アクリロニトリルとブタジ
エンとスチレンとの３元共重合体、等のポリスチレン系
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹
脂、ナイロン６、ナイロン６，６、等のポリアミド系樹
脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹
脂、ポリビニールアルコール系樹脂等が挙げられ、これ
らの内の樹脂を１種類単独で使用してもよいし、また、
２種類以上混合して使用してもよい。

【０００９】前記ポリオレフィン系樹脂とは高密度ポリ
エチレン樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、エチレ
ンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体、ポ
リプロピレン樹脂、エチレンとプロピレンとの共重合
体、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体等のポリオレフ
ィン系樹脂、が挙げられ前記エチレンと炭素数３〜１２
のα−オレフィンとの共重合体に関し、炭素数３〜１２
のα−オレフィンとは例えばプロピレン、１−ブテン、
１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチルペンテン−
１、１−オクテン、１−デセン等が挙げられる。

【００１０】これらの樹脂の内、ポリオレフィン系の樹
脂を使用することが好ましい。特に好ましくは、ポリオ
レフィン系の樹脂の内、高密度ポリエチレン樹脂、高圧
法低密度ポリエチレン樹脂、エチレンと炭素数３〜１２
のα−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニル
との共重合体がよい。又好ましくは、メルトフローレー
ト（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）０．０１ｇ／１０min.〜
５．０ｇ／１０min.の前記樹脂がよい。更に好ましくは
メルトフローレート０．０１ｇ／１０min.〜０．１ｇ／
１０min.の高密度ポリエチレン樹脂がよい。

【００１１】本発明で述べる膨張開始点とはインフレー
ション成形を行なう場合、熱可塑性溶融樹脂を環状ダイ
から押出し管状フィルムを成形する際、図２に示す様に
ある位置から熱可塑性溶融樹脂が管状溶融樹脂の内部圧
力により横方向（ＴＤ）に膨張を始め、フロストライン
に至るが、その膨張を始める位置を指す。本発明で述べ
るフロストラインとは、環状ダイから管状に押出された
溶融状熱可塑性樹脂が膨張開始点を通過し膨張変形を受
けた後に横方向の膨張変化が終了する位置を云う。

【００１２】本発明で述べるインフレーション成形方法
において外部冷却装置は特に限定される物ではないが従
来使用されている様エアリング装置を用いても良い。ま
た他の公知の空冷装置を併用してもよい。その個数は特
に限定されるものではなく単独で用いてもよいし複数個
用いてもよい。また、管状フィルムが横方向の膨張変数
が終了する附近からピンチロールに引取られるまでの間
に例えばワイリスリング、アイリスリング、バブルバス
ケット等の外部バブル安定装置を用いてもよい。本発明
におけるインフレーション成形下流側とは管状溶融樹脂
が環状ダイから押出されピンチロールにより引きとられ
る過程でピンチロール側を指し、インフレーション成形
上流側とは環状ダイ側を指す。

【００１３】本発明における内部安定体は環状ダイと同
軸に設置されていれば問題はないが、その形状は例えば
円柱体、円錐体、多角錐体、截頭円錐体、截頭多角錐体
等が挙げられる。またこれらの物を組合せた形状も挙げ
られる。またインフレーション成形条件内部安定体表面
にさらに滑り特性を上げるためにフェルト類、織物類、
編物類、シート類、不織布で被服しても良い。又フッソ
系樹脂をコーティングしても良い。織物、編物の材料と
してはナイロン繊維、ガラス繊維、レーヨン繊維、エス
テル繊維等が良好である。不織布、シートの材質として
はフッソ系樹脂、ナイロン樹脂、レーヨン等が良好であ
る。

【００１４】次に添付図面に従って本発明の実施態様を
具体的に説明する。図１に本発明のインフレーション成
形方法、図２に公知のインフレーション成形方法を示
す。押出機に接続された環状ダイ１から熱可塑性溶融樹
脂が環状に押出され、膨張開始点２を通過後、膨張変形
を受け、フロストライン４で凝固し管状フィルムとなり
ピンチロール３で引取られる。

【００１５】本発明では熱可塑性溶融樹脂が管状に押出
され、膨張開始点２に達する迄の間にその最大外径が環
状ダイ径の１．００倍を越え、１．５０倍以下である内
部安定体を設置する。この範囲内の最大外径を有する内
部安定体を設置する事により伝熱面積が広がり冷却効果
を増加させる事ができる。１．００倍以下であれば安定
性を高める効果はほとんどなく、また冷却効果も少な
い。１．５０倍より大きければ伝熱面積は広がるものの
インフレーション開始操作が非常に困難となる。前記範
囲内であれば問題はないが、好ましくは１．１０倍以
上、１．３５倍以下がよい。

【００１６】さらに、外部冷却風を内部安定体の上端よ
りインフレーション成形上流側で且つ管状溶融樹脂を前
記内部安定体の最大外径部に接触させた場所よりインフ
レーション成形下流側に噴射する。最大外径部よりイン
フレーション成形上流側に冷却風を噴射すると冷却によ
り管状溶融樹脂の溶融張力が高くなり延伸されにくくな
り、フィルム切れが発生し易くなる。又、管状溶融樹脂
の冷却風が噴射される場所の内側には内部安定体が接触
している事が必要である。内部安定体が管状溶融樹脂を
内側から支えるようにさせるため、外部冷却風の風速を
上げる事ができ、冷却能力をより大きくする事が可能と
なる。

【００１７】内側からの支持がない場合には噴射される
場所で管状溶融樹脂が内側へ凹み、それが原因でカーテ
ンの様に縦皺の入った状態となる現象が生じ、インフレ
ーション成形中の不安定性をひきおこす。また冷却風が
噴射される場所近傍のインフレーション成形下流側に内
部安定体が設置されている場合など凹みが原因となり管
状溶融樹脂が内部安定体下部周縁部周縁部にひっかか
り、フィルム切れが発生しやすくなる。

【００１８】また外部冷却装置６から冷却風の管状溶融
樹脂に噴射する角度α（図１参照）は、成形速度により
その範囲は異なり一律に規定し得ないが、好ましくは熱
可塑性溶融樹脂の押出方向に対して０°〜７５°の範囲
の角度に噴射することが好ましい。さらに好ましくは０
°〜４５°の範囲の角度に噴射する事がよい。７５°よ
り噴射角度が大きくなると管状溶融樹脂が内部安定体に
強く接触させられ、接触抵抗が大きくなり、冷却風によ
り内部安定体に接触させられた場所で進行が妨げられ
る。その結果、その場所よりインフレーション成形上流
側で管状溶融樹脂にたるみ等が発生し、安定した成形が
行なえなくなる。

【００１９】さらに管状溶融樹脂が膨張開始点２に達し
た際の直径は環状ダイ１の口径よりも小さい事がフィル
ム物性上好ましい場合がある。またこれまでに実施態様
として単層フィルムのインフレーション成形方法を中心
に本発明を説明してきたが、本発明は２層以上の積層フ
ィルムを成形する際にも有効である。さらに本発明のイ
ンフレーション成形方法は、上吹きインフレーション成
形方法、下吹機インフレーション成形方法、横吹きイン
フレーション成形方法いずれの成形方法に関しても有効
である。

【００２０】又、成形安定性を更に高める為に、成形条
件によっては膨張開始点２付近に内部安定体を設置して
もよい。本発明はインフレーション成形速度６０ｍ／mi
n.以上、好ましくは８０ｍ／min.以上、更に好ましくは
１００ｍ／min.以上の成形により大きな効果を発揮す
る。また、本発明はブロー比（管状溶融樹脂の膨張後の
直径／環状ダイの口径）が１．５以上、５．０以下、好
ましくは２．０以上、４．０以下の成形条件下でより大
きな効果を発揮する。

【００２１】

【実施例】以下に、実施例、比較例により本発明を更に
詳細に説明するがこれらの実施例に本発明は限定される
ものではない。

【００２２】実施例１ 原料樹脂としては密度（ＡＳＴＭ Ｄ１５０５）０．９
５４ｇ／cm³ 、メルトフローレート（ＡＳＴＭ Ｄ１２
３８）０．０６ｇ／１０min.の高密度ポリエチレンを使
用し、インフレーション成形装置に関してはスクリュー
径７０mmの押出機、ダイ口径１００mm、ダイギャップ
１．２mmのダイを有する装置を使用し、環状ダイから上
方１３０mmの位置に内部安定体の下端がくるように設置
した。内部安定体の高さは１２０mm、最大外径１３０mm
である。さらに膨張開始点２付近に表面をフェルトで被
服した５０mmの径を有する内部安定体を設置した。又、
押出機及びダイの設定温度は２００℃である。

【００２３】図１に示されるようにインフレーション成
形装置に冷却装置６を装着した。冷却装置６にはエアリ
ング装置を用いた。冷却装置６は環状ダイより１４０mm
上方に冷却噴射口の下端が位置するように設置した。先
ず冷却装置６のみ作動させ通常の上吹きインフレーショ
ン成形を行ない膨張開始点位置２をダイから上方６００
mmの位置に形成させた。そしてフィルム厚さ１５μ、フ
ィルム幅４００mmのフィルムを上吹きインフレーション
成形により製造しフィルムサイズ一定の条件で成形速度
をを上げた。その結果を表１に示した。

【００２４】比較例１ 内部安定体を除くインフレーション成形装置及び原料樹
脂は実施例１と同様に行ない、内部安定体５の最大外径
１７０mmの物を実施例１と同じ場所に設置した。膨張開
始点２を６００mmの位置に形成させた。そしてフィルム
厚さ１５μｍ、フィルム幅４００mmのフィルムを上吹き
インフレーション成形により製造を試みた。しかし、内
部安定体径が大きすぎる為開始操作の際、管状溶融樹脂
を内部安定体に通す事ができず、インフレーション成形
を行なう事ができなかった。

【００２５】比較例２ 内部安定体を除くインフレーション成形装置及び原料樹
脂は実施例１と同様に行ない、内部安定体５の最大外径
９０mmの物を実施例１と同じ場所に設置した。膨張開始
点２を６００mmの位置に形成させた。そしてフィルム厚
さ１５μｍ、フィルム幅４００mmのフィルムを上吹きイ
ンフレーション成形により製造し、フィルムサイズ一定
の条件で成形速度を上げた。その結果を表１に示した。

【００２６】比較例３ インフレーション成形装置、内部安定体及び原料樹脂は
実施例１と同様のものを使用し上吹きインフレーション
成形方法を行なった。冷却装置６の設置位置に関しては
冷却装置６の下端がダイから５０mmの位置に設置した。
冷却装置６を作動させ膨張開始点位置２をダイから上方
６００mmの位置に形成させた。そしてフィルム厚さ１５
μｍ、フィルム幅４００mmのフィルムを上吹きインフレ
ーション成形により製造しフィルムサイズ一定の条件で
成形速度を上げた。その結果を表１に示した。

【００２７】比較例４ インフレーション成形装置、内部安定体及び原料樹脂は
実施例１と同様のものを使用し上吹きインフレーション
成形方法を行なった。冷却装置６の設置位置に関しては
冷却装置６の下端がダイから２６０mmの位置に設置し
た。冷却装置６を作動させ膨張開始点位置２をダイから
上方６００mmの位置に形成させた。そしてフィルム厚さ
１５μｍ、フィルム幅４００mmのフィルムを上吹きイン
フレーション成形により製造しフィルムサイズ一定の条
件で成形速度を上げた。その結果を表１に示した。比較例５ 外部冷却風の風量を調節し、冷却風が噴射された場所の
管状溶融樹脂の内側を前記内部安定体に接触させないよ
うにする以外は、実施例１と同様に行ったところ、管状
溶融樹脂が内側に凹み、カーテンの様に縦縞の入った状
態となり不安定となり、高速成形ができなかった。その
結果を表１に示した。

【００２８】

【表１】 ○：成形安定性が良好であった。 △：バブルが振動し不安定であった。 ×：冷却不足のためにフロストラインが案内板付近にま
で達し、正常なフィルムを得る通常の成形は不能であっ
た。 ××：管状溶融樹脂が内部安定体下部に引掛かりフィル
ム切れが発生した。 ×××：環状ダイより少し上方あたりの管状溶融樹脂に
たるみが発生し、脈動がおこり成形不能であった。

【００２９】

【発明の効果】本発明に提案されたインフレーション成
形法によると、高品質なフィルムを安定して高速領域ま
でインフレーション成形で得る事が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインフレーション成形方法を示す概略
図である。

【図２】従来の空冷インフレーション成形方法を示す概
略図である。

【符号の説明】

１ 環状ダイ ２ 膨張開始点 ３ ピンチロール ４ フロストライン ５ 内部安定体 ６ 外部冷却装置 ７ 案内板 ８ 冷却風 ９ 通気用の穴 １０ 管状溶融樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−286117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−75266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−46266（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂を環状ダイから押出し、管
   状フィルムを成形するインフレーション成形方法に於
   て、熱可塑性溶融樹脂が環状ダイから管状に押出されて
   から膨張開始点に達する迄の間に環状ダイと同軸に配置
   され、下部が環状ダイの口径の１．１０倍より大きく
   １．３５倍以下の最大外径を有する内部安定体を管状溶
   融樹脂の内側に設置し、外部冷却風を前記内部安定体の
   上端よりインフレーション成形上流側で且つ管状溶融樹
   脂が前記内部安定体下部の最大外径部に接触する場所よ
   りインフレーション成形下流側に噴射し、冷却風が噴射
   された場所の管状溶融樹脂の内側を前記内部安定体に接
   触するようにして成形することを特徴とする管状フィル
   ムを成形するインフレーション成形方法。