JP3506472B2 - インフレーションフィルムの成形方法及びその装置 - Google Patents
インフレーションフィルムの成形方法及びその装置Info
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Landscapes
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶融張力が小さいため、
インフレーションフィルム成形方法においてバブル形状
をいわゆるロングネックタイプ(バブルの膨張する位置
がダイスより相当離れた形のタイプのバブル形状を意味
する。)とすることが困難とされていた合成樹脂であっ
ても、ロングネックタイプ−インフレーションフィルム
成形方法が可能で、透明性(ヘーズ、グロス、クラリテ
ィー)、強度に優れた熱可塑性樹脂フィルムを高生産性
で製造することができるフィルム成形方法及び成形装置
に関する。ここで、ロングネックタイプとすることが困
難とされていた合成樹脂としては、線状低密度ポリエチ
レン(以下LLDPEという。)、低密度ポリエチレン
(以下、LDPEという。)または高密度ポリエチレン
(以下HDPEという。)、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−アクリレート系モノマー共重合体等の
エチレン系共重合体、ポリプロピレン、ポリアミド、ポ
リエステル等が挙げられる。
インフレーションフィルム成形方法においてバブル形状
をいわゆるロングネックタイプ(バブルの膨張する位置
がダイスより相当離れた形のタイプのバブル形状を意味
する。)とすることが困難とされていた合成樹脂であっ
ても、ロングネックタイプ−インフレーションフィルム
成形方法が可能で、透明性(ヘーズ、グロス、クラリテ
ィー)、強度に優れた熱可塑性樹脂フィルムを高生産性
で製造することができるフィルム成形方法及び成形装置
に関する。ここで、ロングネックタイプとすることが困
難とされていた合成樹脂としては、線状低密度ポリエチ
レン(以下LLDPEという。)、低密度ポリエチレン
(以下、LDPEという。)または高密度ポリエチレン
(以下HDPEという。)、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−アクリレート系モノマー共重合体等の
エチレン系共重合体、ポリプロピレン、ポリアミド、ポ
リエステル等が挙げられる。
【0002】
【従来の技術】空冷法によるインフレーションフィルム
の生産方法は数多く提案があり、それらの提案でフィル
ムを成形するための樹脂のバブルの形状は大きく分けて
3つのタイプに分けられる(図3、図6、図7)。
の生産方法は数多く提案があり、それらの提案でフィル
ムを成形するための樹脂のバブルの形状は大きく分けて
3つのタイプに分けられる(図3、図6、図7)。
【0003】この溶融樹脂バブルの形状を決定する要因
は冷却能力、フィルムの引き取り速度、溶融樹脂温度等
を挙げることができ、超高分子量高密度ポリエチレン
(以下、HMWHDPEという。)など線状ポリエチレ
ンであって溶融張力の高いポリエチレンでは、図3また
は図4に示されるいわゆるロングネックタイプのバブル
によるフィルム成形が多く採用され、高強度のバランス
フィルムとしてショッピングバッグ等の分野に大量に供
給されている。
は冷却能力、フィルムの引き取り速度、溶融樹脂温度等
を挙げることができ、超高分子量高密度ポリエチレン
(以下、HMWHDPEという。)など線状ポリエチレ
ンであって溶融張力の高いポリエチレンでは、図3また
は図4に示されるいわゆるロングネックタイプのバブル
によるフィルム成形が多く採用され、高強度のバランス
フィルムとしてショッピングバッグ等の分野に大量に供
給されている。
【0004】しかし、この方法では溶融バブルが徐冷さ
れるため、透明なフィルムを得ることはできない。
れるため、透明なフィルムを得ることはできない。
【0005】一方、現在市販されているLLDPEは、
溶融張力が比較的小さく、流動特性がHMWHDPEと
は著しく異なり、バブルの安定性が悪く、バブルをロン
グネックタイプのごとき形状とすることは困難であり、
通常は図6のタイプまたは図7のタイプのバブル形状
(低フロストラインタイプという。)により、またはT
−ダイ法により成形されている。他の溶融張力の小さい
熱可塑性樹脂も同様である。
溶融張力が比較的小さく、流動特性がHMWHDPEと
は著しく異なり、バブルの安定性が悪く、バブルをロン
グネックタイプのごとき形状とすることは困難であり、
通常は図6のタイプまたは図7のタイプのバブル形状
(低フロストラインタイプという。)により、またはT
−ダイ法により成形されている。他の溶融張力の小さい
熱可塑性樹脂も同様である。
【0006】この低フロストラインタイプによるインフ
レーションフィルム製造では、溶融バブルが急冷され、
透明なフィルムが得られるが、この方法での最大の問題
は高速生産をするとバブルの安定性が悪く、バブルの揺
れによる厚みやフィルム幅のばらつきが発生し易いこ
と、及びフィルムを高速で生産するとき引き取り方向へ
の配向が強くなり縦方向(機械方向)の強度は増大する
のに対し、これと直角方向(横方向)の強度は著しく失
われ易く、このため強度のバランスを失い縦に裂け易く
なるので引き取り速度を上げることが困難であり、生産
性に限度があることである。
レーションフィルム製造では、溶融バブルが急冷され、
透明なフィルムが得られるが、この方法での最大の問題
は高速生産をするとバブルの安定性が悪く、バブルの揺
れによる厚みやフィルム幅のばらつきが発生し易いこ
と、及びフィルムを高速で生産するとき引き取り方向へ
の配向が強くなり縦方向(機械方向)の強度は増大する
のに対し、これと直角方向(横方向)の強度は著しく失
われ易く、このため強度のバランスを失い縦に裂け易く
なるので引き取り速度を上げることが困難であり、生産
性に限度があることである。
【0007】このように溶融張力の小さい合成樹脂をイ
ンフレーション法によりフィルム成形をするためには、
低速であっても安定した生産ができる低フロストライン
タイプのバブル形状とするか、あるいはT−ダイ法によ
る生産を採用するしかなかった。
ンフレーション法によりフィルム成形をするためには、
低速であっても安定した生産ができる低フロストライン
タイプのバブル形状とするか、あるいはT−ダイ法によ
る生産を採用するしかなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融張力の
小さい熱可塑性樹脂の空冷インフレーション法によるフ
ィルムの製造に際し、低溶融張力の熱可塑性樹脂を使用
したときでも、ロングネックタイプによる成形で溶融樹
脂バブルの不安定性を解消し、バブルの安定化、透明性
(ヘーズならびにクラリティー)に優れたフィルムの高
生産性成形方法の確立を課題とする。
小さい熱可塑性樹脂の空冷インフレーション法によるフ
ィルムの製造に際し、低溶融張力の熱可塑性樹脂を使用
したときでも、ロングネックタイプによる成形で溶融樹
脂バブルの不安定性を解消し、バブルの安定化、透明性
(ヘーズならびにクラリティー)に優れたフィルムの高
生産性成形方法の確立を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は
[1] ポリエチレン、エチレンとラジカル重合性モノ
マーとの共重合体、ポリプロピレンまたはそれらの混合
物の少なくとも1種の熱可塑性樹脂のインフレーション
フィルム成形方法であって、該熱可塑性樹脂の押出樹脂
温度が融点より40℃高い温度及び該融点より120℃
高い温度の範囲に調整してダイス出口から押出した溶融
樹脂バブルに対し、ダイス出口に近接して設けられた第
1エアリングから冷却エアを吹きつけてこれを冷却し、
次いで該バブルは引き取られながらダイス面から150
0mm以下の間に設けられ、ダイス面に平行で、その径
の中心がダイス口径中心に重なるようにして支持され、
2〜500枚の円盤と、その円盤状安定体の径がダイス
口径Rに対して0.5〜1.5Rであり、厚さDが1〜
30mm、円盤状安定体の側面の曲率rが0.5D〜
0.5Rであって、かつ熱伝導度が100kcal/m
hr ℃以下の材質からなる安定体群にその内面を接触さ
せ、更に該溶融樹脂バブルを急激に膨張させる位置に設
けた、バブルの引き取り方向とほぼ平行に吹き出すよう
に形成された複数の環状スリットを有する第2エアリン
グの進入直前の入口における該バブル樹脂温度を該熱可
塑性樹脂の融点+30℃と融点+80℃の範囲に調整し
て実質膨張比(膨張後のバブル径/急激に膨張する前の
バブル径)を1.3〜6.0の範囲で成形することを特
徴とする熱可塑性樹脂のインフレーションフィルムの成
形方法、 [2] 熱可塑性樹脂が線状低密度ポリエチレンであ
って、リップギャップ2.5〜5.5mm、押出樹脂温
度が170〜250℃、第2エアリングの進入直前にお
ける樹脂温度が125〜220℃であり、製造されるフ
ィルムの厚さが10〜80μmである上記[1]に記載
のインフレーションフィルムの成形方法、
マーとの共重合体、ポリプロピレンまたはそれらの混合
物の少なくとも1種の熱可塑性樹脂のインフレーション
フィルム成形方法であって、該熱可塑性樹脂の押出樹脂
温度が融点より40℃高い温度及び該融点より120℃
高い温度の範囲に調整してダイス出口から押出した溶融
樹脂バブルに対し、ダイス出口に近接して設けられた第
1エアリングから冷却エアを吹きつけてこれを冷却し、
次いで該バブルは引き取られながらダイス面から150
0mm以下の間に設けられ、ダイス面に平行で、その径
の中心がダイス口径中心に重なるようにして支持され、
2〜500枚の円盤と、その円盤状安定体の径がダイス
口径Rに対して0.5〜1.5Rであり、厚さDが1〜
30mm、円盤状安定体の側面の曲率rが0.5D〜
0.5Rであって、かつ熱伝導度が100kcal/m
hr ℃以下の材質からなる安定体群にその内面を接触さ
せ、更に該溶融樹脂バブルを急激に膨張させる位置に設
けた、バブルの引き取り方向とほぼ平行に吹き出すよう
に形成された複数の環状スリットを有する第2エアリン
グの進入直前の入口における該バブル樹脂温度を該熱可
塑性樹脂の融点+30℃と融点+80℃の範囲に調整し
て実質膨張比(膨張後のバブル径/急激に膨張する前の
バブル径)を1.3〜6.0の範囲で成形することを特
徴とする熱可塑性樹脂のインフレーションフィルムの成
形方法、 [2] 熱可塑性樹脂が線状低密度ポリエチレンであ
って、リップギャップ2.5〜5.5mm、押出樹脂温
度が170〜250℃、第2エアリングの進入直前にお
ける樹脂温度が125〜220℃であり、製造されるフ
ィルムの厚さが10〜80μmである上記[1]に記載
のインフレーションフィルムの成形方法、
【0010】 [3] ポリエチレン、エチレンとラ
ジカル重合性モノマーとの共重合体、ポリプロピレンま
たはそれらの混合物の少なくとも1種の熱可塑性樹脂の
インフレーションフィルム成形装置において、 押出機
と該押出機先端部に設置したインフレーション用円形ダ
イスと、該ダイス出口に近接して設けられた第1エアリ
ングとダイス面から1500mm以下の間に設けられ、
ダイス面に平行で、その径の中心がダイス口径中心に重
なるようにして支持され、2〜500枚の円盤と、その
円盤状安定体の径がダイス口径Rに対して0.5〜1.
5Rであり、厚さDが1〜30mm、円盤状安定体の側
面の曲率rが0.5D〜0.5Rであって、かつ熱伝導
度が100kcal/mhr ℃以下の材質であるバブル安
定体群を具備し、さらに溶融バブル引取り方向の下流
に、溶融樹脂バブルを急激に膨張させる位置に、複数の
環状スリットを有し、該環状スリットが溶融樹脂バブル
の引き取り方向に冷却エアを吹き出す第2エアリング
と、ニップロールを介して巻取機を少なくとも有するこ
とを特徴とするインフレーションフィルム成形装置、お
よび [4] 第1エアリングと第2エアリングの中間に、
溶融樹脂バブル表面を加熱する手段を設けたことを特徴
とする上記[3]に記載のインフレーションフィルム成
形装置を開発することにより上記の課題を解決した。
ジカル重合性モノマーとの共重合体、ポリプロピレンま
たはそれらの混合物の少なくとも1種の熱可塑性樹脂の
インフレーションフィルム成形装置において、 押出機
と該押出機先端部に設置したインフレーション用円形ダ
イスと、該ダイス出口に近接して設けられた第1エアリ
ングとダイス面から1500mm以下の間に設けられ、
ダイス面に平行で、その径の中心がダイス口径中心に重
なるようにして支持され、2〜500枚の円盤と、その
円盤状安定体の径がダイス口径Rに対して0.5〜1.
5Rであり、厚さDが1〜30mm、円盤状安定体の側
面の曲率rが0.5D〜0.5Rであって、かつ熱伝導
度が100kcal/mhr ℃以下の材質であるバブル安
定体群を具備し、さらに溶融バブル引取り方向の下流
に、溶融樹脂バブルを急激に膨張させる位置に、複数の
環状スリットを有し、該環状スリットが溶融樹脂バブル
の引き取り方向に冷却エアを吹き出す第2エアリング
と、ニップロールを介して巻取機を少なくとも有するこ
とを特徴とするインフレーションフィルム成形装置、お
よび [4] 第1エアリングと第2エアリングの中間に、
溶融樹脂バブル表面を加熱する手段を設けたことを特徴
とする上記[3]に記載のインフレーションフィルム成
形装置を開発することにより上記の課題を解決した。
【0011】本発明の対象とする熱可塑性樹脂とは、L
LDPE、HDPE、LDPE等のポリエチレン;エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重
合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体等エチレ
ンとラジカル重合性モノマーの共重合体;ポリプロピレ
ン、塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステルまたはそれ
らの混合物等の溶融張力の小さい熱可塑性樹脂であって
も使用することができる。しかし、できるだけ溶融張力
の大きい高分子量のもののほうがバブル安定性に優れて
いる。
LDPE、HDPE、LDPE等のポリエチレン;エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重
合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体等エチレ
ンとラジカル重合性モノマーの共重合体;ポリプロピレ
ン、塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステルまたはそれ
らの混合物等の溶融張力の小さい熱可塑性樹脂であって
も使用することができる。しかし、できるだけ溶融張力
の大きい高分子量のもののほうがバブル安定性に優れて
いる。
【0012】LLDPEであっても成形に際してバブル
安定性が良いため高速での引き取りが可能であり、本発
明方法により成形したフィルムは透明性、強度に優れ、
その透明性はキャスティングポリプロピレンフィルムに
匹敵するものが得られ、低温での使用可能な安価なフィ
ルムとして使用できる。
安定性が良いため高速での引き取りが可能であり、本発
明方法により成形したフィルムは透明性、強度に優れ、
その透明性はキャスティングポリプロピレンフィルムに
匹敵するものが得られ、低温での使用可能な安価なフィ
ルムとして使用できる。
【0013】以下の説明は熱可塑性樹脂としてLLDP
Eを代表とし、図面を参照しながら説明する。
Eを代表とし、図面を参照しながら説明する。
【0014】本発明に使用できるインフレーション成形
方法としては上向きブロー(図3)、下向きブロー(図
4)の何れでも良い。
方法としては上向きブロー(図3)、下向きブロー(図
4)の何れでも良い。
【0015】樹脂の押出温度は、樹脂の種類により若干
変わるが、通常は融点より40℃高い温度と、120℃
高い温度の範囲内である。例えばLLDPEであれば1
70〜250℃の温度範囲で成形することが好ましい。
変わるが、通常は融点より40℃高い温度と、120℃
高い温度の範囲内である。例えばLLDPEであれば1
70〜250℃の温度範囲で成形することが好ましい。
【0016】LLDPEの場合、170℃より低温にす
るとメルトフラクチャーが出易くなり、また250℃よ
り高温にすると溶融張力が小さくなり、バブルの安定性
を損ね易くなる。
るとメルトフラクチャーが出易くなり、また250℃よ
り高温にすると溶融張力が小さくなり、バブルの安定性
を損ね易くなる。
【0017】特にLLDPEまたはそれを含む樹脂組成
物は、メルトフラクチャーを起こし易い性質があるの
で、ダイスのリップギャップを2.0〜10.0mm
(好ましくは2.5〜5.5mm)とHDPEにおける
場合より大きくすること、あるいは第1エアリング2と
第2エアリング5の中間(膨張点よりはダイス側)に溶
融樹脂バブル3の表面を加熱するバブルヒーター(図面
には示していない。)を設けるなどの手段を講ずれば表
面の肌荒れを回避することができる。リップギャップが
7.0mmより大きくなるに従い、フィルムの厚さの均
一性を失うのでメルトフラクチャーを小さくすることが
できるとしても10.0mmよりは大きくすべきでな
く、バブルヒーターで表面の肌荒れを回避することが好
ましい。
物は、メルトフラクチャーを起こし易い性質があるの
で、ダイスのリップギャップを2.0〜10.0mm
(好ましくは2.5〜5.5mm)とHDPEにおける
場合より大きくすること、あるいは第1エアリング2と
第2エアリング5の中間(膨張点よりはダイス側)に溶
融樹脂バブル3の表面を加熱するバブルヒーター(図面
には示していない。)を設けるなどの手段を講ずれば表
面の肌荒れを回避することができる。リップギャップが
7.0mmより大きくなるに従い、フィルムの厚さの均
一性を失うのでメルトフラクチャーを小さくすることが
できるとしても10.0mmよりは大きくすべきでな
く、バブルヒーターで表面の肌荒れを回避することが好
ましい。
【0018】比較的低温で押し出された溶融樹脂バブル
3はダイス出口近辺において第1エアリング2からの冷
却エアで冷却される。
3はダイス出口近辺において第1エアリング2からの冷
却エアで冷却される。
【0019】第1エアリング2の冷却エア吹出方向は、
通常のエアリングのごとく引き取り方向に対し斜めに吹
き出すものでも良いが、ほぼ直角方向にする方が好まし
い。
通常のエアリングのごとく引き取り方向に対し斜めに吹
き出すものでも良いが、ほぼ直角方向にする方が好まし
い。
【0020】この第1エアリング2で冷却エアを吹きつ
ける部分には安定体群が挿入されており、バブルの振動
を抑制し、安定的に成形を行うことができる。安定体群
があると、第1エアリング2の吹出圧力が強くともバブ
ルは該出口安定体Aによってバブル形状が保持され、こ
の部分が安定化されるために有効である。
ける部分には安定体群が挿入されており、バブルの振動
を抑制し、安定的に成形を行うことができる。安定体群
があると、第1エアリング2の吹出圧力が強くともバブ
ルは該出口安定体Aによってバブル形状が保持され、こ
の部分が安定化されるために有効である。
【0021】溶融樹脂バブルは第1エアリングにより冷
却され、溶融張力を増しながら引き取られ、安定体群を
通過した後急激に膨張する。
却され、溶融張力を増しながら引き取られ、安定体群を
通過した後急激に膨張する。
【0022】円盤状安定体は、ダイス口径Rに対し、
0.5R〜1.5Rの厚み中心部に於ける径を有するこ
とが必要である。より好ましくは、0.7R〜1.3R
の範囲である。この範囲にすると、同じサイズのダイス
を使用して同一サイズのフィルムを製造したときでも実
質膨張比(膨張後のバブル径/急激に膨張する前のバブ
ル径の比)を大きく取ることができる。この実質膨張比
を大きくすると、横方向(フィルム引き取り方向と直角
方向)の強度を大とすること、インパクト強度を大とす
ることなどの効果があり、実質膨張比として通常1.3
〜6.0の範囲とすること、好ましくは1.5〜4.5
の範囲とすることがよい。
0.5R〜1.5Rの厚み中心部に於ける径を有するこ
とが必要である。より好ましくは、0.7R〜1.3R
の範囲である。この範囲にすると、同じサイズのダイス
を使用して同一サイズのフィルムを製造したときでも実
質膨張比(膨張後のバブル径/急激に膨張する前のバブ
ル径の比)を大きく取ることができる。この実質膨張比
を大きくすると、横方向(フィルム引き取り方向と直角
方向)の強度を大とすること、インパクト強度を大とす
ることなどの効果があり、実質膨張比として通常1.3
〜6.0の範囲とすること、好ましくは1.5〜4.5
の範囲とすることがよい。
【0023】実質膨張比がこれより小さいとき得られた
フィルムは、縦裂きが起こり易く、またインパクト強度
が低くなる。一方、実質膨張比が6.0を超えると、横
方向の配向が強過ぎてフィルムの輪切れが起こり易く、
生産中にバブルの切断などが惹起し易くなるので避ける
べきである。円盤状安定体厚さDは1mm〜30mmで
あることが必要であり、好ましくは1mm〜10mmの
範囲である。円盤状安定体厚さDが1mmより小さい
と、円盤状安定体にかかる樹脂からの応力、熱によって
安定体が変形し易く、30mmより大きいと樹脂との摩
擦が大きく、バブルの安定性を損なう。
フィルムは、縦裂きが起こり易く、またインパクト強度
が低くなる。一方、実質膨張比が6.0を超えると、横
方向の配向が強過ぎてフィルムの輪切れが起こり易く、
生産中にバブルの切断などが惹起し易くなるので避ける
べきである。円盤状安定体厚さDは1mm〜30mmで
あることが必要であり、好ましくは1mm〜10mmの
範囲である。円盤状安定体厚さDが1mmより小さい
と、円盤状安定体にかかる樹脂からの応力、熱によって
安定体が変形し易く、30mmより大きいと樹脂との摩
擦が大きく、バブルの安定性を損なう。
【0024】円盤状安定体厚さDに対して、側面に半径
0.5D〜0.5Rの曲率rを有することが必要であ
り、好ましくは0.5D〜0.2Rの範囲である。円盤
状安定体側面の曲率rが0.5Dより小さいと、曲面を
形成することが困難であり、0.5Rより大きいと、バ
ブルとの接触面積が大きく、バブルの安定性を損なう。
0.5D〜0.5Rの曲率rを有することが必要であ
り、好ましくは0.5D〜0.2Rの範囲である。円盤
状安定体側面の曲率rが0.5Dより小さいと、曲面を
形成することが困難であり、0.5Rより大きいと、バ
ブルとの接触面積が大きく、バブルの安定性を損なう。
【0025】円盤状安定体の材質は、熱伝導度が100
「kcal/mhr℃]以下である固体状の材料からなる
ことが必要であり、好ましくは熱伝導度が10「kca
l/mhr℃]以下である。熱伝導度が100「kcal
/mhr℃]より大きいと、円盤状安定体に熱が蓄積し易
く、バブルの安定性を損なう。
「kcal/mhr℃]以下である固体状の材料からなる
ことが必要であり、好ましくは熱伝導度が10「kca
l/mhr℃]以下である。熱伝導度が100「kcal
/mhr℃]より大きいと、円盤状安定体に熱が蓄積し易
く、バブルの安定性を損なう。
【0026】円盤状安定体は、ダイス面から1500m
m以下の間に2枚〜500枚を挿入し形成されることが
必要であり、好ましくはダイス面から600mm以下の
間に上記安定体を2〜200枚を挿入し形成されること
が好適である。高さが1500mmより大きいと、樹脂
の溶融張力といった観点から、バブルが不安定になる。
1枚ではバブルの安定性を損ない、500枚より大きい
と樹脂との摩擦が大きく、バブルの安定性を損なう。
m以下の間に2枚〜500枚を挿入し形成されることが
必要であり、好ましくはダイス面から600mm以下の
間に上記安定体を2〜200枚を挿入し形成されること
が好適である。高さが1500mmより大きいと、樹脂
の溶融張力といった観点から、バブルが不安定になる。
1枚ではバブルの安定性を損ない、500枚より大きい
と樹脂との摩擦が大きく、バブルの安定性を損なう。
【0027】本発明における重要な要件の一つとして溶
融樹脂バブル温度がある。ダイス1から押し出された溶
融樹脂バブル3は第1エアリング2からの冷却エア等に
より冷却され、第2エアリング5の入口において使用樹
脂の融点及び該融点より110℃高い温度範囲にあるこ
とが必要であり、好ましくは融点+30℃〜融点+80
℃、より好ましくは融点+40℃〜融点+80℃の温度
範囲である。融点より低いときは溶融バブルが徐冷とな
り透明性が低下するだけでなく、膨張が不可能になるか
あるいは不完全になるかしてバラツキが大きくなり、目
的とする厚さ及びサイズのフィルムを得ることができな
い。またこの温度より高温であるときは溶融樹脂バブル
3の膨張が不均一になったり、バブルの安定性を損なっ
たりするため均一性のあるフィルムの製造が困難とな
る。
融樹脂バブル温度がある。ダイス1から押し出された溶
融樹脂バブル3は第1エアリング2からの冷却エア等に
より冷却され、第2エアリング5の入口において使用樹
脂の融点及び該融点より110℃高い温度範囲にあるこ
とが必要であり、好ましくは融点+30℃〜融点+80
℃、より好ましくは融点+40℃〜融点+80℃の温度
範囲である。融点より低いときは溶融バブルが徐冷とな
り透明性が低下するだけでなく、膨張が不可能になるか
あるいは不完全になるかしてバラツキが大きくなり、目
的とする厚さ及びサイズのフィルムを得ることができな
い。またこの温度より高温であるときは溶融樹脂バブル
3の膨張が不均一になったり、バブルの安定性を損なっ
たりするため均一性のあるフィルムの製造が困難とな
る。
【0028】例えば直鎖状低密度ポリエチレンにあって
は第2エアリング入口における樹脂温度は125〜22
0℃の範囲にあることが必要である。溶融樹脂バブルは
第2エアリング5中で充分膨張するか、あるいは第2エ
アリング5を出てからすぐに充分膨張するかして所定の
厚さ及びサイズのフィルムとなるが、高透明性を必要と
するときはフィルム厚さとして50μm以下、好ましく
は40μm以下とすることが好ましい。フィルム厚さが
厚くなるに従い、徐冷となるためどうしても不透明化す
る。この対策としてはバブルヒーターを用いることによ
り相当程度この問題を解決できる。
は第2エアリング入口における樹脂温度は125〜22
0℃の範囲にあることが必要である。溶融樹脂バブルは
第2エアリング5中で充分膨張するか、あるいは第2エ
アリング5を出てからすぐに充分膨張するかして所定の
厚さ及びサイズのフィルムとなるが、高透明性を必要と
するときはフィルム厚さとして50μm以下、好ましく
は40μm以下とすることが好ましい。フィルム厚さが
厚くなるに従い、徐冷となるためどうしても不透明化す
る。この対策としてはバブルヒーターを用いることによ
り相当程度この問題を解決できる。
【0029】2つ以上の冷却エア吹出のための同心の環
状スリットを有する吹出口を有する第2エアリング5の
複数の環状スリットの吹出口(52,53,54)は、
バブル径の外側方向に吹き出すものでも良いが、できれ
ば図5に示すごとくエアをバブルの引き取り方向とほぼ
平行に吹出すように形成することが好ましい。
状スリットを有する吹出口を有する第2エアリング5の
複数の環状スリットの吹出口(52,53,54)は、
バブル径の外側方向に吹き出すものでも良いが、できれ
ば図5に示すごとくエアをバブルの引き取り方向とほぼ
平行に吹出すように形成することが好ましい。
【0030】エアリングの環状スリットからバブル引き
取り方向への冷却エアの吹出により作られる減圧雰囲気
が溶融樹脂バブルに影響を与え、この位置でバブルの急
激な膨張が開始する。
取り方向への冷却エアの吹出により作られる減圧雰囲気
が溶融樹脂バブルに影響を与え、この位置でバブルの急
激な膨張が開始する。
【0031】なお、図5においては第2エアリングの吹
出口(52,53,54)を二重の環状スリットとして
示したが、これは二重以上であればよい。各吹出口5
2,53,54のエア出口の上端壁面は減圧度を高める
ため斜めにするなどの手段をとってもよい。また外部空
気の流れや減圧雰囲気を外界から遮断する意味も兼ねて
エアリングの先端にカバー55を付けても良い。
出口(52,53,54)を二重の環状スリットとして
示したが、これは二重以上であればよい。各吹出口5
2,53,54のエア出口の上端壁面は減圧度を高める
ため斜めにするなどの手段をとってもよい。また外部空
気の流れや減圧雰囲気を外界から遮断する意味も兼ねて
エアリングの先端にカバー55を付けても良い。
【0032】従って得られるフィルムの性質に影響を与
えるフロストライン8の位置は、第2エアリング5の位
置の移動により自由に変更することができる。第2エア
リング5の位置は通常ダイス面より50mm以上離すこ
とが必要で、好ましくは100mm以上、更に好ましく
は200mm以上離すことがよい。あまり接近しすぎる
と冷却効果が少なくなり高速引き取りが困難になる。
えるフロストライン8の位置は、第2エアリング5の位
置の移動により自由に変更することができる。第2エア
リング5の位置は通常ダイス面より50mm以上離すこ
とが必要で、好ましくは100mm以上、更に好ましく
は200mm以上離すことがよい。あまり接近しすぎる
と冷却効果が少なくなり高速引き取りが困難になる。
【0033】溶融樹脂バブル3は急激に膨張すると樹脂
フィルムは薄くなるため急冷され、固化した後は通常の
インフレーションと同じくニップロールで空気を絞ら
れ、巻き取り機に引き取られフィルムとなる。
フィルムは薄くなるため急冷され、固化した後は通常の
インフレーションと同じくニップロールで空気を絞ら
れ、巻き取り機に引き取られフィルムとなる。
【0034】
【作用】本発明は通常のバランスフィルム用HMWHD
PEなどのように高溶融張力の熱可塑性樹脂はもちろ
ん、溶融張力が小さく、従来のインフレーション成形装
置ではロングネックタイプのインフレーション成形が困
難とされていた熱可塑性樹脂に対しても有効な製造方法
である。
PEなどのように高溶融張力の熱可塑性樹脂はもちろ
ん、溶融張力が小さく、従来のインフレーション成形装
置ではロングネックタイプのインフレーション成形が困
難とされていた熱可塑性樹脂に対しても有効な製造方法
である。
【0035】本発明方法によって得られた樹脂が高透明
性である理由は次のように考えている。
性である理由は次のように考えている。
【0036】一般にダイスから押し出された溶融樹脂バ
ブルはスウェル効果により出口において膨れ、溶融樹脂
バブルの外径はダイス口径より数%〜10数%大きくな
ることはよく知られている。
ブルはスウェル効果により出口において膨れ、溶融樹脂
バブルの外径はダイス口径より数%〜10数%大きくな
ることはよく知られている。
【0037】この膨れるときに、該バブル表面は凹凸の
大きい状態となる。これを図6または図7に示す低フロ
ストラインタイプのバブル形状でフィルム成形を行うと
きはその状態から急激に膨張されるため、フィルム表面
はスウェル効果の影響を強く受けたものとなる。
大きい状態となる。これを図6または図7に示す低フロ
ストラインタイプのバブル形状でフィルム成形を行うと
きはその状態から急激に膨張されるため、フィルム表面
はスウェル効果の影響を強く受けたものとなる。
【0038】しかし、ロングネックタイプとするときは
溶融樹脂バブルは膨張点までゆっくりと移動し、スウェ
ルによって生成した表面の凹凸が大幅に緩和され、この
緩和されたバブルが急激に膨張するため、スウェルの影
響は大幅に減少させることができ、表面のより平滑なフ
ィルムが得られる一因となっていると推定している。
溶融樹脂バブルは膨張点までゆっくりと移動し、スウェ
ルによって生成した表面の凹凸が大幅に緩和され、この
緩和されたバブルが急激に膨張するため、スウェルの影
響は大幅に減少させることができ、表面のより平滑なフ
ィルムが得られる一因となっていると推定している。
【0039】例えばフィルムの透明性の一つのインデッ
クスとしてヘーズがあるが、フィルムのヘーズの大部分
(例えば60〜80%位)は外部ヘーズ(フィルム表面
の凹凸などに起因する光の不透過による不透明性)にあ
ることが知られている。
クスとしてヘーズがあるが、フィルムのヘーズの大部分
(例えば60〜80%位)は外部ヘーズ(フィルム表面
の凹凸などに起因する光の不透過による不透明性)にあ
ることが知られている。
【0040】本発明におけるフィルムの高透明性は、そ
の一部がスウェル効果を緩和するロングネックタイプと
したことにより得られたものと考えられる。
の一部がスウェル効果を緩和するロングネックタイプと
したことにより得られたものと考えられる。
【0041】またネックポイント(急激に膨張する直前
のポイント)を結晶化温度まで低下させると結晶が成長
してヘーズを悪化させるが、本発明においては第2エア
リング入口の温度を規制することによりこの問題も回避
しており、これも高透明フィルムを得る一因と考えられ
る。
のポイント)を結晶化温度まで低下させると結晶が成長
してヘーズを悪化させるが、本発明においては第2エア
リング入口の温度を規制することによりこの問題も回避
しており、これも高透明フィルムを得る一因と考えられ
る。
【0042】本発明の成形方法において第1エアリング
2による冷却により、第2エアリング5の入口における
溶融樹脂バブル温度を規制したこと、第2エアリングの
複数の環状スリット(52,53,54)からの冷却エ
ア吹出に伴う減圧雰囲気により溶融樹脂バブルを急激に
膨張させる方法を取り入れたこと、及び前記安定体群を
使用することにより溶融張力の高い樹脂はもちろん、低
溶融張力の場合であっても問題なく、インフレーション
成形できたものと推定している。
2による冷却により、第2エアリング5の入口における
溶融樹脂バブル温度を規制したこと、第2エアリングの
複数の環状スリット(52,53,54)からの冷却エ
ア吹出に伴う減圧雰囲気により溶融樹脂バブルを急激に
膨張させる方法を取り入れたこと、及び前記安定体群を
使用することにより溶融張力の高い樹脂はもちろん、低
溶融張力の場合であっても問題なく、インフレーション
成形できたものと推定している。
【0043】エアリングを2段使用したことによる冷却
能力の向上もあって高速引き取りが可能となり、また急
激な膨張による溶融樹脂の急冷などの相乗効果のためヘ
ーズ、像鮮明度(クラリティー)などの透明性が著しく
改善されたものと思われる。
能力の向上もあって高速引き取りが可能となり、また急
激な膨張による溶融樹脂の急冷などの相乗効果のためヘ
ーズ、像鮮明度(クラリティー)などの透明性が著しく
改善されたものと思われる。
【0044】
(実施例1)密度0.923g/cm3 、JIS K−
7210の表1、条件4による溶融流れ(以下、MFR
という。)1.0g/10分の直鎖状ポリエチレンをリ
ップギャップ3mm、口径100mmφのダイスを備え
た上向きインフレーションフィルム成形装置を用い、樹
脂温度200℃で押し出した。円盤状安定体は、テフロ
ンで作られた直径100mmφの厚み中心部に於ける径
を有し、厚み10mmであり、側面が半径5mmの曲率
を有するようなカーブに切削してある円盤状である安定
体を、ダイス面に平行でかつその径の中心をダイス口径
中心に位置させ、ダイス面から500mm以下の間の上
記安定体を10枚挿入し形成される安定体群を用い、折
幅314mm、厚さ30μmのフィルムを引き取り速度
50m/minの速度で成形した。溶融樹脂バブルは第
1エアリングからの冷却エア等により冷却され、二重の
環状スリットからなる第2エアリング入口では167℃
であり、出口では131℃であった。フロストラインは
ダイス面から650mm、フロストライン温度は111
℃である。得られたフィルムの評価を表1に示す。
7210の表1、条件4による溶融流れ(以下、MFR
という。)1.0g/10分の直鎖状ポリエチレンをリ
ップギャップ3mm、口径100mmφのダイスを備え
た上向きインフレーションフィルム成形装置を用い、樹
脂温度200℃で押し出した。円盤状安定体は、テフロ
ンで作られた直径100mmφの厚み中心部に於ける径
を有し、厚み10mmであり、側面が半径5mmの曲率
を有するようなカーブに切削してある円盤状である安定
体を、ダイス面に平行でかつその径の中心をダイス口径
中心に位置させ、ダイス面から500mm以下の間の上
記安定体を10枚挿入し形成される安定体群を用い、折
幅314mm、厚さ30μmのフィルムを引き取り速度
50m/minの速度で成形した。溶融樹脂バブルは第
1エアリングからの冷却エア等により冷却され、二重の
環状スリットからなる第2エアリング入口では167℃
であり、出口では131℃であった。フロストラインは
ダイス面から650mm、フロストライン温度は111
℃である。得られたフィルムの評価を表1に示す。
【0045】なお、第2エアリング入口の温度測定はチ
ノー株式会社製型式IR−AP温度計を用い、距離15
0cm、測定面積;直径45cmφで、エアリングに最
も近い部分を測定した。ヘーズ、グロス、クラリティー
はJIS K−7105に規定された方法により測定し
た。
ノー株式会社製型式IR−AP温度計を用い、距離15
0cm、測定面積;直径45cmφで、エアリングに最
も近い部分を測定した。ヘーズ、グロス、クラリティー
はJIS K−7105に規定された方法により測定し
た。
【0046】(実施例2〜6)密度0.923g/cm
3 、MFR 1.0g/10分のLLDPE80重量
%、密度0.925g/cm3 、MFR 0.8g/1
0分のLDPE20重量%からなる樹脂組成物を用い、
安定体群以外は実施例1と同一の装置を用い、条件を変
更してフィルムの成形を行った。得られたフィルムの評
価を表1に示す。
3 、MFR 1.0g/10分のLLDPE80重量
%、密度0.925g/cm3 、MFR 0.8g/1
0分のLDPE20重量%からなる樹脂組成物を用い、
安定体群以外は実施例1と同一の装置を用い、条件を変
更してフィルムの成形を行った。得られたフィルムの評
価を表1に示す。
【0047】(比較例1〜7)実施例2〜6と同一の樹
脂を用い、安定体群以外は同一の装置を用いて表1に示
す条件でフィルムの成形を行った。溶融樹脂バブルが不
安定となり、特にバブルが不安定の場合には切断が頻発
して成形不可能であった。
脂を用い、安定体群以外は同一の装置を用いて表1に示
す条件でフィルムの成形を行った。溶融樹脂バブルが不
安定となり、特にバブルが不安定の場合には切断が頻発
して成形不可能であった。
【0048】
【表1】
【0049】
【発明の効果】本発明は、熱可塑性樹脂のインフレーシ
ョン法によるフィルム成形に際し、溶融樹脂バブルはダ
イス出口に近接して設けられた第1エアリングによりこ
れを冷却し、次いで特定の安定体群に接触状態に支持す
ると共に、急激に膨張させる位置に設けられた複数の環
状スリットを有する第2エアリングの入口の温度が該熱
可塑性樹脂の融点と融点より100℃高い温度の範囲に
調整し、ロングネックタイプでフィルムを成形するとき
は例えばLLDのごとき溶融張力の小さい熱可塑性樹脂
であっても溶融樹脂バブルは安定し、透明性(ヘーズ並
びにクラリティー)に優れたフィルムを高速で生産でき
ることを見いだした。
ョン法によるフィルム成形に際し、溶融樹脂バブルはダ
イス出口に近接して設けられた第1エアリングによりこ
れを冷却し、次いで特定の安定体群に接触状態に支持す
ると共に、急激に膨張させる位置に設けられた複数の環
状スリットを有する第2エアリングの入口の温度が該熱
可塑性樹脂の融点と融点より100℃高い温度の範囲に
調整し、ロングネックタイプでフィルムを成形するとき
は例えばLLDのごとき溶融張力の小さい熱可塑性樹脂
であっても溶融樹脂バブルは安定し、透明性(ヘーズ並
びにクラリティー)に優れたフィルムを高速で生産でき
ることを見いだした。
【0050】またこのために使用するための成形装置は
上記のインフレーションフィルム成形法に好適に使用で
きる。
上記のインフレーションフィルム成形法に好適に使用で
きる。
【0051】更にメルトフラクチャーの発生し易い熱可
塑性合成樹脂であっても第1エアリングと第2エアリン
グの中間にバブルヒーターを設けて生産することにより
ヘーズ、クラリティーを大幅に改善できることも見いだ
した。
塑性合成樹脂であっても第1エアリングと第2エアリン
グの中間にバブルヒーターを設けて生産することにより
ヘーズ、クラリティーを大幅に改善できることも見いだ
した。
【図1】本発明に係る円盤状安定体の一例を示す概念図
である。
である。
【図2】本発明に係る安定体群の一例を示す概念図であ
る。
る。
【図3】本発明に係るインフレーションフィルム成形法
の一例を示す概念図である。
の一例を示す概念図である。
【図4】本発明に係るインフレーションフィルム成形法
の他の一例を示す概念図である。
の他の一例を示す概念図である。
【図5】第2エアリングの一例を示す断面図である。
【図6】従来法の低フロストラインタイプによるインフ
レーションフィルム成形法の一例の概念図である。
レーションフィルム成形法の一例の概念図である。
【図7】従来法の低フロストラインによるインフレーシ
ョンフィルム成形法の他の一例の概念図である。
ョンフィルム成形法の他の一例の概念図である。
1 ダイス
2 第1エアリング
3 溶融樹脂バブル
4 安定体群
5 第2エアリング
51 エア通路
52 吹出口
53 吹出口
54 吹出口
55 カバー
8 フロストライン
A 出口安定体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小野田 武士
神奈川県川崎市川崎区千鳥町3番2号
昭和電工株式会社 川崎樹脂研究所内
(72)発明者 鷹 敏雄
神奈川県川崎市川崎区千鳥町3番2号
昭和電工株式会社 川崎樹脂研究所内
(56)参考文献 特開 平2−34324(JP,A)
特開 平5−138734(JP,A)
特開 平5−286032(JP,A)
特開 昭46−5744(JP,A)
特開 昭49−61252(JP,A)
特開 昭51−102053(JP,A)
特開 昭54−93057(JP,A)
特開 昭56−46729(JP,A)
特開 昭57−34920(JP,A)
特開 昭58−18226(JP,A)
特開 昭58−42431(JP,A)
特開 昭58−119824(JP,A)
特開 昭58−219021(JP,A)
特開 昭59−42931(JP,A)
特開 昭60−229733(JP,A)
特開 昭61−108531(JP,A)
特開 昭62−113530(JP,A)
特開 昭63−51124(JP,A)
実開 昭64−30219(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B29C 55/00 - 55/30
B29C 47/00 - 47/96
Claims (4)
- 【請求項1】ポリエチレン、エチレンとラジカル重合性
モノマーとの共重合体、ポリプロピレンまたはそれらの
混合物の少なくとも1種の熱可塑性樹脂のインフレーシ
ョンフィルム成形方法であって、該熱可塑性樹脂の押出
樹脂温度が融点より40℃高い温度及び該融点より12
0℃高い温度の範囲に調整してダイス出口から押出した
溶融樹脂バブルに対し、ダイス出口に近接して設けられ
た第1エアリングから冷却エアを吹きつけてこれを冷却
し、次いで該バブルは引き取られながらダイス面から1
500mm以下の間に設けられ、ダイス面に平行で、そ
の径の中心がダイス口径中心に重なるようにして支持さ
れ、2〜500枚の円盤と、その円盤状安定体の径がダ
イス口径Rに対して0.5〜1.5Rであり、厚さDが
1〜30mm、円盤状安定体の側面の曲率rが0.5D
〜0.5Rであって、かつ熱伝導度が100kcal/
m hr ℃以下の材質からなる安定体群にその内面を接触さ
せ、更に該溶融樹脂バブルを急激に膨張させる位置に設
けた、バブルの引き取り方向とほぼ平行に吹き出すよう
に形成された複数の環状スリットを有する第2エアリン
グの進入直前の入口における該バブル樹脂温度を該熱可
塑性樹脂の融点+30℃と融点+80℃の範囲に調整し
て実質膨張比(膨張後のバブル径/急激に膨張する前の
バブル径)を1.3〜6.0の範囲で成形することを特
徴とする熱可塑性樹脂のインフレーションフィルムの成
形方法。 - 【請求項2】 熱可塑性樹脂が線状低密度ポリエチレン
であって、リップギャップ2.5〜5.5mm、押出樹
脂温度が170〜250℃、第2エアリングの進入直前
における樹脂温度が125〜220℃であり、製造され
るフィルムの厚さが10〜80μmである請求項1記載
のインフレーションフィルムの成形方法。 - 【請求項3】ポリエチレン、エチレンとラジカル重合性
モノマーとの共重合体、ポリプロピレンまたはそれらの
混合物の少なくとも1種の熱可塑性樹脂のインフレーシ
ョンフィルム成形装置において、 押出機と該押出機先
端部に設置したインフレーション用円形ダイスと、該ダ
イス出口に近接して設けられた第1エアリングとダイス
面から1500mm以下の間に設けられ、ダイス面に平
行で、その径の中心がダイス口径中心に重なるようにし
て支持され、2〜500枚の円盤と、その円盤状安定体
の径がダイス口径Rに対して0.5〜1.5Rであり、
厚さDが1〜30mm、円盤状安定体の側面の曲率rが
0.5D〜0.5Rであって、かつ熱伝導度が100k
cal/mhr ℃以下の材質であるバブル安定体群を具備
し、さらに溶融バブル引取り方向の下流に、溶融樹脂バ
ブルを急激に膨張させる位置に、複数の環状スリットを
有し、該環状スリットが溶融樹脂バブルの引き取り方向
に冷却エアを吹き出す第2エアリングと、ニップロール
を介して巻取機を少なくとも有することを特徴とするイ
ンフレーションフィルム成形装置。 - 【請求項4】 第1エアリングと第2エアリングの中間
に、溶融樹脂バブル表面を加熱する手段を設けたことを
特徴とする請求項3記載のインフレーションフィルム成
形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31375093A JP3506472B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | インフレーションフィルムの成形方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP31375093A JP3506472B2 (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | インフレーションフィルムの成形方法及びその装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07164517A JPH07164517A (ja) | 1995-06-27 |
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---|---|---|---|---|
JPH1190981A (ja) * | 1997-09-18 | 1999-04-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | インフレーションフィルムの製造法及びフィルム |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP31375093A patent/JP3506472B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07164517A (ja) | 1995-06-27 |
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