JP5134444B2 - インフレーションフィルムの製造装置及びインフレーションフィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒状の熱可塑性樹脂成型品、特に、インフレーションフィルムを成型するための製造装置及びインフレーションフィルムの製造方法に関する。

一般に、インフレーション成形により熱可塑性樹脂のインフレーションフィルムを製造する場合は、インフレーション成形用の環状ダイから溶融させた熱可塑性樹脂を上方に円筒状に排出させ、この円筒状の熱可塑性樹脂（バブル）内に空気等を吹き込んでバブルを膨張させると共に、外側から冷却用の空気をバブルに吹き付けてバブルを冷却する。そして、冷却により固化したバブルを少なくとも１対の安定板により偏平に折りたたんだ後、少なくとも１対の引取ロールで引き取り、更に巻取機で巻き取る。

ここで、このようにして筒状体として成形された熱可塑性樹脂を、チリやホコリ等の微塵埃（パーティクル）の付着を忌避する電子部品、医療医薬品、食品等を包装するための包装袋として用いるためには、筒状体とされた熱可塑性樹脂の内面が清浄（クリーン）である必要がある。

そのため、従来、フィルタを通した後の圧縮ガスを、環状ダイ及び筒状体とされた熱可塑性樹脂内に導入するようにしたインフレーションフィルムの製造装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

また、従来、環状ダイの環状流路から排出されることで筒状体とされた熱可塑性樹脂の内面及び外面にクリーンエアを吹付ける吹付部と、環状ダイの環状流路から排出されることで筒状体とされた熱可塑性樹脂の内面近傍及び外面近傍におけるガス等を吸引する吸引部とを備えるインフレーションフィルムの製造装置が知られている（例えば、下記特許文献２参照）
特開２００１−３３５０４２号公報 特開２００２−０６７１４６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたようなインフレーションフィルムの製造装置では、フィルタによって圧縮ガスを清浄（クリーン）にしても、そのガスが、環状ダイのガス流路を通ることでパーティクルによって再び汚染されてしまっていた。そのため、筒状体とされた熱可塑性樹脂（バブル）の内面が十分にクリーンであるとはいえなかった。

また、上記特許文献２に記載されたようなインフレーションフィルムの製造装置では、吹付部及び吸引部を設ける必要があったため、吹付部及び吸引部の大きさに応じて、製造されるインフレーションフィルムの大きさが制限されてしまっていた。そのため、インフレーションフィルムの大きさにバリエーションを持たせようとすると多数の装置が必要となり、所望の大きさのインフレーションフィルムを製造することが困難であった。

そこで、本発明は、極めて清浄度が高いインフレーションフィルムを所望の大きさで製造することが可能なインフレーションフィルムの製造装置及びインフレーションフィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るインフレーションフィルムの製造装置は、溶融した熱可塑性樹脂を筒状に排出する環状流路、及び、環状流路における熱可塑性樹脂の排出側で且つ環状流路よりも内側に出口が位置しており、環状流路から排出されることにより筒状体とされた熱可塑性樹脂内にガスを導入するためのガス導入流路を有する環状ダイと、ガス導入流路の出口側に設けられ、ガス導入流路と連通する出口側フィルタとを備える。

本発明に係るインフレーションフィルムの製造装置では、ガス導入流路の出口側に設けられ、ガス導入流路と連通する出口側フィルタを備えている。そのため、環状ダイが有するガス導入流路内に存在するパーティクルによって熱可塑性樹脂（バブル）内に導入されるガスが汚染されたとしても、出口側フィルタによって当該ガスが清浄（クリーン）になる。その結果、極めて清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。また、本発明に係るインフレーションフィルムの製造装置では、インフレーションフィルムの清浄度を高めるために、上記特許文献２に記載されたインフレーションフィルムの製造装置のような吹付部及び吸引部を必要としていない。そのため、インフレーションフィルムの大きさが制限されることがないので、インフレーションフィルムを所望の大きさで形成することが可能となる。

好ましくは、環状ダイは、環状流路における熱可塑性樹脂の排出側で且つ環状流路よりも内側に入口が位置しており、環状流路から排出されることにより筒状体とされた熱可塑性樹脂内のガスを排出するためのガス排出流路を更に有する。このようにすると、筒状体とされた熱可塑性樹脂（バブル）内において清浄（クリーン）なガスが循環するようになるので、より清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

好ましくは、ガス導入流路の入口側に設けられ、ガス導入流路と連通する入口側フィルタを更に備える。このようにすると、筒状体とされた熱可塑性樹脂（バブル）内に導入されるガスが、入口側フィルタ及び出口側フィルタの２つのフィルタを通過することとなるので、より清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

一方、本発明に係るインフレーションフィルムの製造方法は、環状ダイの環状流路から、溶融した熱可塑性樹脂を筒状に排出する熱可塑性樹脂排出工程と、環状流路から排出されることにより筒状体とされた熱可塑性樹脂内に、環状ダイのガス導入流路と、ガス導入流路の出口側に設けられ、ガス導入流路と連通する出口側フィルタとを通じてガスを導入するガス導入工程とを備える。

本発明に係るインフレーションフィルムの製造方法では、ガス導入工程において、環状ダイのガス導入流路と、ガス導入流路の出口側に設けられ、ガス導入流路と連通する出口側フィルタとを通じて、筒状体とされた熱可塑性樹脂内にガスを導入している。そのため、環状ダイが有するガス導入流路内に存在するパーティクルによって熱可塑性樹脂（バブル）内に導入されるガスが汚染されたとしても、出口側フィルタによって当該ガスが清浄（クリーン）になる。その結果、極めて清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。また、本発明に係るインフレーションフィルムの製造装置では、インフレーションフィルムの清浄度を高めるために、上記特許文献２に記載されたインフレーションフィルムの製造装置のような吹付部及び吸引部を必要としていない。そのため、インフレーションフィルムの大きさが制限されることがないので、インフレーションフィルムを所望の大きさで形成することが可能となる。

好ましくは、環状流路から排出されることにより筒状体とされた熱可塑性樹脂内から、ガス排出流路を通じてガスを排出するガス排出工程を更に備える。このようにすると、筒状体とされた熱可塑性樹脂（バブル）内において清浄（クリーン）なガスが循環するようになるので、より清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

好ましくは、ガス導入工程において、環状流路から排出されることにより筒状体とされた熱可塑性樹脂内に、ガス導入流路の入口側に設けられ、ガス導入流路と連通する入口側フィルタと、環状ダイのガス導入流路と、ガス導入流路の出口側に設けられ、ガス導入流路と連通する出口側フィルタとを通じてガスを導入する。このようにすると、筒状体とされた熱可塑性樹脂（バブル）内に導入されるガスが、入口側フィルタ及び出口側フィルタの２つのフィルタを通過することとなるので、より清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

本発明によれば、極めて清浄度が高いインフレーションフィルムを所望の大きさで製造することが可能なインフレーションフィルムの製造装置及びインフレーションフィルムの製造方法を提供することができる。

本発明に係るインフレーションフィルムの製造装置１０の好適な実施形態について、図１を参照して説明する。なお、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは図面の上方向及び下方向に対応したものである。

インフレーションフィルムの製造装置１０は、環状ダイ１２と、入口側フィルタ１４と、出口側フィルタ１６、配管１８，２０，２２とを備える。

環状ダイ１２は、開口部１２ａと、複数（例えば６つ）の螺旋状流路１２ｂと、環状流路１２ｃとを有している。開口部１２ａは、環状ダイ１２の下部に配置されており、図示しない押出機と接続されている。ここで、押出機は、投入された熱可塑性樹脂を加熱して溶融すると共に、その溶融樹脂Ｒをスクリュー（図示せず）によって押し出すものである。

複数の螺旋状流路１２ｂは、いずれも開口部１２ａと連通しており、上方に向けて螺旋状に延びている。環状流路１２ｃは、その流路を構成している空間が円筒状を呈している。環状流路１２ｃは、複数の螺旋状流路１２ｂと連通している。

そのため、押出機から押し出された溶融樹脂Ｒは、各螺旋状流路１２ｂをそれぞれ上方に向けて流動し、環状流路１２ｃの下端において合流した後、環状流路１２ｃを上方に向けて流動する。そして、溶融樹脂Ｒが環状流路１２ｃの上端（出口）から筒状に排出されると、排出された円筒状の熱可塑性樹脂（バブル）Ｂが図示しない巻取機に巻き取られ、インフレーションフィルムとして成形されることとなる。

また、環状ダイ１２は、ガス導入流路１２ｄと、ガス排出流路１２ｅとを有している。ガス導入流路１２ｄは、環状ダイ１２の下部側面に入口が位置しており、環状ダイ１２の上面中央部分に出口が位置している。ガス導入流路１２ｄは、入口から環状ダイ１２の中央に向けて水平に延びた後、出口に向けて上方に延びている。そのため、ガス導入流路１２ｄは、環状流路１２ｃの出口よりも内側に出口が位置しており、環状流路１２ｃの出口よりもの外側に入口が位置している。

ガス排出流路１２ｅは、環状ダイ１２の上面中央部分に入口が位置しており、環状ダイ１２の下部側面に出口が位置している。ガス排出流路１２ｅは、入口から下方に向けて延びた後、入口に向けて水平に延びている。そのため、ガス排出流路１２ｅは、環状流路１２ｃの出口よりも内側に入口が位置しており、環状流路１２ｃの出口よりも外側に出口が位置している。

入口側フィルタ１４は、配管１８と連通するように配管１８に接続されている。この配管１８の一端は、ガス導入流路１２ｄの入口と接続されている。そのため、入口側フィルタ１４は、ガス導入流路１２ｄの入口側に設けられており、ガス導入流路１２ｄと連通している。なお、配管１８の他端は、空気等のガスをガス導入流路１２ｄに供給するボンベ等のガス供給手段（図示せず）と接続されている。

出口側フィルタ１６は、配管２０と連通するように配管２０に接続されている。この配管２０の一端は、ガス導入流路１２ｄの出口と接続されている。そのため、出口側フィルタ１６は、ガス導入流路１２ｄの出口側に設けられており、ガス導入流路１２ｄと連通している。従って、ガス供給手段によって供給されるガスは、入口側フィルタ１４、ガス導入流路１２ｄ及び出口側フィルタ１６を通って、バブルＢ内に導入されることとなる。

出口側フィルタ１６は、高温（例えば１５０℃〜１６０℃程度）となる環状ダイ１２（環状流路１２ｃ）の出口近傍に設けられるため、耐熱性を有していると好ましい。

ここで、入口側フィルタ１４及び出口側フィルタ１６内には、例えば、ＳＵＳによって構成されたメッシュ状部によって保持されたヘパフィルタがそれぞれ配設されている。これにより、入口側フィルタ１４及び出口側フィルタ１６は、粒径が例えば０．３μｍ程度以上のパーティクル（粒子）を捕集することができるようになっている。

配管２２は、その一端がガス排出流路１２ｅの出口と接続されており、その他端がポンプ等の吸引手段（図示せず）と接続されている。そのため、バブルＢ内のガスは、ガス排出流路１２ｅ及び配管２２を通って、吸引手段によりバブルＢ内から排出されることとなる。

続いて、以上の構成を有するインフレーションフィルムの製造装置１０を用いてインフレーションフィルムを製造する方法について説明する。

本実施形態に係る成形装置においては、種々の熱可塑性樹脂をインフレーション成形することができ、例えば、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

まず、上述のような熱可塑性樹脂を押出機（図示せず）で溶融し環状ダイ１２の環状流路１２ｃの出口から筒状に押し出してバブルＢを形成する。このとき、ガス供給手段（図示せず）を駆動して、入口側フィルタ１４、ガス導入流路１２ｄ及び出口側フィルタ１６を通ったガス（空気）をバブルＢ内に吹込み、バブルＢを膨張させる。

そして、吸引手段（図示せず）を駆動し、バブルＢ内のガスを、ガス排出流路１２ｅを通じて吸引し、環状ダイ１２の外に排出する。ここで、ガス供給手段によってバブルＢ内に導入するガスの量と、吸引手段によってバブルＢ内から吸引するガスの量とが略同一となるように、ガス供給手段及び吸引手段を制御すると好ましい。このようにすると、バブルＢ内のガスの量を一定に保つことができる。

以上のような本実施形態においては、インフレーションフィルムの製造装置１０が、ガス導入流路１２ｄの出口側に設けられ、ガス導入流路１２ｄと連通する出口側フィルタ１６を備えている。そのため、環状ダイ１２が有するガス導入流路１２ｄ内に存在するパーティクルによってバブルＢ内に導入されるガスが汚染されたとしても、出口側フィルタ１６によって当該ガスが清浄（クリーン）になる。その結果、極めて清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

また、本実施形態においては、インフレーションフィルムの清浄度を高めるために、従来のインフレーションフィルムの製造装置のような吹付部及び吸引部を必要としていない。そのため、インフレーションフィルムの大きさが制限されることがないので、インフレーションフィルムを所望の大きさで形成することが可能となる。

また、本実施形態においては、環状ダイ１２がガス排出流路１２ｅを有し、ガス排出流路１２ｅの入口が環状流路１２ｃの出口側で且つ環状流路１２ｃの出口の内側に位置しており、ガス排出流路１２ｅの出口が環状流路１２ｃ出口の外側に位置している。そのため、バブルＢ内において清浄（クリーン）なガスが循環するようになるので、より清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

また、本実施形態においては、インフレーションフィルムの製造装置１０が、ガス導入流路１２ｄの入口側に設けられ、ガス導入流路１２ｄと連通する入口側フィルタ１４を更に備えている。そのため、バブルＢ内に導入されるガスが、入口側フィルタ１４及び出口側フィルタ１６の２つのフィルタを通過することとなるので、より一層清浄度が高いインフレーションフィルムを製造することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、インフレーションフィルムの製造装置１０は、入口側フィルタ１４を備えていなくてもよい。

また、環状ダイ１２は、ガス排出流路１２ｅを有していなくてもよい。このとき、インフレーションフィルムを製造する際には、ガス供給手段によって所定量のガスをバブルＢ内に導入してバブルＢを膨張させた後、ガス供給手段の駆動を停止することで、ガス供給手段によるバブルＢ内へのガスの導入を停止するようにする。

また、本実施形態では出口側フィルタ１６が耐熱性を有していたが、入口側フィルタ１４については耐熱性の有無を特に問わない。

また、本実施形態では上方向（反重力方向）へフィルムを押出成形する場合についてのみ説明したが、本発明に係る装置を用いて下方向（重力方向）へフィルムを押出成形してもよい。

以下、実施例１，２及び比較例１，２並びに図１及び図２に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
本実施形態に係るインフレーションフィルムの製造装置１０、すなわち、環状ダイ１２と、入口側フィルタ１４と、出口側フィルタ１６とを備えるインフレーションフィルムの製造装置１０を用意した。そして、ガス供給手段（図示せず）を駆動して、入口側フィルタ１４、ガス導入流路１２ｄ及び出口側フィルタ１６にガスを供給した。このとき、配管２０の先端に取り付けられたパーティクルカウンタによって、配管２０から吹き出されるガスに含まれる、粒径が０．３μｍ以上のパーティクルの数を測定した。

（実施例２）
入口側フィルタ１４を備えていないこと以外は実施例１と同様にしてパーティクルの数を測定した。

（比較例１）
出口側フィルタ１６を備えていないこと以外は実施例１と同様にしてパーティクルの数を測定した。

（比較例２）
入口側フィルタ１４及び出口側フィルタ１６を備えていないこと以外は実施例１と同様にしてパーティクルの数を測定した。

（測定結果）
実施例１においてパーティクルの数を３回測定したところ、いずれの回の測定でもパーティクルの数は０個であった。そのため、実施例１においては、平均したときのパーティクルの数も０個であった。

実施例２においてパーティクルの数を３回測定したところ、１回目の測定では２個であり、２回目及び３回目の測定では共に０個であった。そのため、実施例２においては、平均したときのパーティクルの数は１個であった（小数第１位を繰り上げている）。

比較例１においてパーティクルの数を３回測定したところ、１回目の測定では１０個であり、２回目の測定では５個であり、３回目の測定では４７個であった。そのため、比較例１においては、平均したときのパーティクルの数は２１個であった（小数第１位を繰り上げている）。

比較例２においてパーティクルの数を３回測定したところ、１回目の測定では３２８７２個であり、２回目の測定では２２７９１個であり、３回目の測定では３３４８７個であった。そのため、比較例２においては、平均したときのパーティクルの数は２９７１７個であった（小数第１位を繰り上げている）。

以上より、インフレーションフィルムの製造装置１０が出口側フィルタ１６を備えることにより、バブルＢ内に導入されるガスの清浄度を極めて高くできることが確認された。また、インフレーションフィルムの製造装置１０が、出口側フィルタ１６に加え入口側フィルタ１４を備えることで、バブルＢ内に導入されるガスの清浄度を一層高くできることが確認された。

図１は、本実施形態に係るインフレーションフィルムの製造装置を示す断面図である。 図２は、実施例１，２及び比較例１，２の各実施条件及びそれらの測定結果を示す表である。

符号の説明

１０…インフレーションフィルムの製造装置、１２…環状ダイ、１２ｃ…環状流路、１２ｄ…ガス導入流路、１２ｅ…ガス排出流路、１４…入口側フィルタ、１６…出口側フィルタ。

Claims (6)

1. 溶融した熱可塑性樹脂を筒状に排出する環状流路、及び、前記環状流路における前記熱可塑性樹脂の排出側で且つ前記環状流路よりも内側に出口が位置していると共に前記環状流路よりも外側に入口が位置しており、前記環状流路から排出されることにより筒状体とされた前記熱可塑性樹脂内にガスを導入するためのガス導入流路を有する環状ダイと、
   一端が前記ガス導入流路の前記出口と接続された配管と、
   前記配管の他端側に設けられ、前記ガス導入流路と連通する出口側フィルタとを備えるインフレーションフィルムの製造装置。
2. 前記環状ダイは、前記環状流路における前記熱可塑性樹脂の排出側で且つ前記環状流路よりも内側に入口が位置していると共に前記環状流路よりも外側に出口が位置しており、前記環状流路から排出されることにより筒状体とされた前記熱可塑性樹脂内のガスを排出するためのガス排出流路を更に有する請求項１に記載されたインフレーションフィルムの製造装置。
3. 前記ガス導入流路の入口側に設けられ、前記ガス導入流路と連通する入口側フィルタを更に備える請求項１又は２に記載されたインフレーションフィルムの製造装置。
4. 環状ダイの環状流路から、溶融した熱可塑性樹脂を筒状に排出する熱可塑性樹脂排出工程と、
   前記環状流路から排出されることにより筒状体とされた前記熱可塑性樹脂内に、前記環状ダイのガス導入流路と、一端が前記ガス導入流路の出口と接続された配管と、前記配管の他端側に設けられ、前記ガス導入流路と連通する出口側フィルタとを通じてガスを導入するガス導入工程とを備えるインフレーションフィルムの製造方法。
5. 前記環状流路から排出されることにより筒状体とされた前記熱可塑性樹脂内から、ガス排出流路を通じてガスを前記環状ダイの外に排出するガス排出工程を更に備える請求項４に記載されたインフレーションフィルムの製造方法。
6. 前記ガス導入工程において、前記環状流路から排出されることにより筒状体とされた前記熱可塑性樹脂内に、前記ガス導入流路の入口側に設けられ、前記ガス導入流路と連通する入口側フィルタと、前記環状ダイの前記ガス導入流路と、一端が前記ガス導入流路の出口と接続された配管と、前記配管の他端側に設けられ、前記ガス導入流路と連通する前記出口側フィルタとを通じてガスを導入する請求項４又は５に記載されたインフレーションフィルムの製造方法。

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