JPH0152171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、インフレーシヨン法によりフイルム
を製造する方法ならびにその装置に係り、詳しく
は生産速度及び透明性向上を図り、バブルの安定
性を良好ならしめると共に、中低圧法ポリエチレ
ン、高圧ポリエチレン等の各種別の何れにも適応
し、容易に調節可能な冷却ならびにバブル安定化
用空気吹出しノズル機構をもち、製造工程を安定
ならしめる前記方法及び装置に関するものであ
る。

インフレーシヨンフイルムを製造する方法は、
通常、樹脂を押出機で溶融し、環状ダイスリツト
からチユーブ状に押出し、チユーブ内部にエアー
を吹込んで膨張させながら外部からチユーブ状フ
イルム（以下バブルという）に冷却用気体を吹き
付けて冷却固化させ、安定板、ニツプロール等を
経て巻取ることによつて行なわれており、熱可塑
性樹脂フイルム、特にポリオレフイン樹脂フイル
ムの製造に多用されている。

そしてこの方法においては、通常、フイルムを
製造する時点において急冷することにより透明性
が向上することが知られており、そのため水によ
る冷却、Ｔダイ法フイルム製膜における冷却ロー
ルによる冷却、インフレーシヨンポリエチレンフ
イルムのフロストライン直前の空冷などが実施さ
れ、内面に数個の冷却空気吹付用ノズルを有する
第１の空冷リングを押出口部に設けた装置で、更
に内面に冷却空気吹付用ノズルを有する第２の空
冷リングを第１の空気リングから離れた位置に、
かつ、第１の空冷リングと同軸線上に回転自在に
設けた装置（特開昭52−128955号公報参照）など
がそのために提案されて来た。

しかしながらインフレーシヨンフイルム製造法
による生産は、多品種であり、かつフイルムの巾
寸法も多種多様であるに拘らず、従来の一般の環
状の空冷リングではノズル開口端とバブルとの距
離を調節する機構を備えていなかつたため製品の
巾寸法変更の都度、前記距離を合わせるべく空冷
リング全体を取り換えるか、内部の部品を取り換
えるか、何れにしても生産を一度中止し長時間を
要していた。

このことは上記特開昭52−128955号公報に記載
されている装置においても同様であり、ノズル開
口端と、バブルとの距離の調整は可能であるとし
ても、これはノズルを回すことによつて調整する
もので、ノズルが１個であればとも角として、数
多くある場合にはきわめて面倒であり、しかもね
じピツチ等により段階的な調整しか行なうことは
できず、更に、機械運転中にノズルを回すことは
全く不可能という問題を有している。

一方、近時、インフレーシヨンフイルムの用途
拡大と共に、高ブローアツプ比、あるいは極薄フ
イルムなどに従来の限界を超える要求が増加し、
従来の装置でこれらフイルムを安定に成形するこ
との困難さが増大し、バブルの安定性が問題とな
つて来た。とりわけ、中低圧法ポリエチレンの薄
肉フイルム、ストレツチフイルムのような薄いフ
イルムはバブルの安定性が悪く、その安定化が重
要な課題である。

そこで、これらの要求に対応すべく、例えば押
出ダイとニツプロールの間に環状ガイドを設け、
このガイドにフイルムと直接、接触する複数個の
滑車を設けることなどが特開昭52−103464号公報
などで提案されている。

しかし、これらの方法はフイルムに直接、接触
する方法であり、高圧ポリエチレンのような柔か
いフイルムについてはフイルムにきずの発生を惹
起する危険性があつて充分とは云い得ない。殊に
フイルムに直接接触していると構造上の問題があ
り、前述のフイルムの巾寸法の変更に際しても生
産中止を免れない。

かくて、インフレーシヨンフイルムの製造にあ
つては、フイルムの寸法変更等に伴なうノズル開
口端とバブルとの距離合わせ、バブルの安定性は
重要な課題であり、現在もなお、その検討が続け
られている。

本発明は上述の如き実状に対処し、その改善を
はかるべく提案されたもので、空冷ノズルとバブ
ルとの間隔を無段階に自由に調整可能とし、かつ
空冷ノズルを更にフイルムのフロストライン位置
と安定板との間に複数段にわたり配置して空気圧
によりバブルを安定保持せしめることを目的とす
るものである。

即ち本発明の特徴とするところは、その１つは
熱可塑性合成樹脂を溶融し、押出ダイスリツトか
らチユーブ状に押出し、チユーブ内部にエアーを
吹き込んで膨張させながら、前記押出ダイ直後及
びフイルムのフロストライン位置直前で冷却空気
を吹き付け、爾後、安定板を経てフイルムを製造
する方法において、フイルムのフロストライン位
置より安定板に至る間に適宜間隔をおいて複数段
にわたり、かつ各段において、夫々、ノズル開口
端とバブルとの距離を無段調整可能とした数個の
ノズルを配し、それらノズルをバブルのまわりで
回転させながらそのノズル開口より冷却空気又は
圧力空気を吹き付けて冷却ならびにバブル安定化
操作を図る方法にあり、他の１つは上記方法を実
施するための具体的な装置の構成、就中、数個の
吹出ノズルを組とする空冷ノズルの構成にある。

以下、図面に示した実施例装置にもとづき本発
明を更に詳述する。

第１図は本発明装置の概要を示す図であり、同
図において、１はインフレーシヨン法によつてチ
ユーブ状フイルム２を作るための押出ダイ、３は
前記押出ダイの押出口部に配置された第１の空冷
リング、４，５，６は、本発明の要部をなす第２
の空冷リング、７は前記第２の空冷リングの冷却
空気吹付ノズルを回転させる変速モーター、８，
８′は安定板、９，９′はニツプロールで、押出ダ
イ１より押出された熱可塑性樹脂チユーブ状フイ
ルム２内部にエアを吹き込んで膨張させながら前
記押出ダイ１直後で押出されたチユーブ状フイル
ム２が膨張されるまでの間に第１の空冷リング３
により冷却を行ない、次いで膨張点、即ち、フイ
ルムのフロストライン位置直前より安定板８，
８′までの間で第２の空冷リングにより、バブル
のまわりを回転させながら冷却空気を吹付け冷却
及びバブル安定化を行なつている。

ここで、前記第１の空冷リング３は、従来公知
の構造であり空気整流部３ａを通じて冷却空気を
押出ダイ１より押出されたチユーブ状フイルム２
に吹付ける吹付ノズル３ｂを有してリング台２０
に取り付けられている。一方、本発明の要部をな
す第２の空冷リング４，５，６は図において、同
様な構造をもつて３段にわたり、前記押出ダイ１
と同軸線上に配設されており、その１段目は、フ
イルムのフロストライン直前位置に、そして２、
３段目は該フロストライン位置と上方の安定板
８，８′との間の膨張されたフイルムの外周を囲
んで設けられている。

勿論、図示例は３段であるが、２〜５段程度の
複数段が夫々の態様に応じ適宜選択される。

なお、フロストラインとは溶融樹脂が結晶化に
よつて白濁し、膨張が終了してフイルムの最終膨
張径と等しくなる円周部分を云う。

そして、上記第２の空冷リング４，５，６は前
記変速モーター７からプーリ及び伝動ベルトで回
転可能となつており、上下調整ハンドル１１，１
２，１３が付設されていて該ハンドル１１，１
２，１３を廻すことによりねじ棒１４，１５，１
６を介して空冷リング全体が上下に移動し得よう
構成されている。

なお、１０は前記各空冷リング４，５，６を取
り付ける棒、１７〜１９は夫々の空冷リング台で
ある。

次に上記の構成における前記各空冷リングの具
体的な構成を説明するが、各空冷リングの構造
は、同様であるので、その１つについて述べる。

第２図及び第３図は、かかる第２の空冷リング
の１つを例示しており、空気供給口２１をもつ固
定リング２６と、該固定リング２６に対し相対回
動する回転リング２５を備えて構成され、固定リ
ング２６に回転リング２５をシール材２８及びベ
アリング２７を介して回転可能に装着することに
より両者の壁面によつて空気整流部２２が形成さ
れている。

そして回転リング２５の前記空気整流部２２に
流通する部分においてスプロケツト３３を軸とし
て複数の、図では６個の可動吹出アーム２３が回
動可能に設けられており、該可動吹出アーム２３
の先端に吹付ノズル２４が開口している。

一方、可動吹出アーム２３を軸支するスプロケ
ツト３３は、各アーム２３のスプロケツト３３を
通じ連動チエーン３４が掛架され、これが調整ハ
ンドル３５下部のスプロケツト３３にも掛張され
ていて調整ハンドル３５の回動により全体の可動
吹出アーム２３が同時に連動して動くようになつ
ている。

即ち調整ハンドル３５を図で右回転すると、冷
却用空気吹付ノズル２４を結ぶ円は大きくなり、
左回転すると小さくなる。

従つて調整ハンドル３５の回動によりバブルと
吹付ノズル２４開口端との間隔を無段階で任意に
変更、設定することができる。

なお、図では吹付ノズル２４は、アーム２３の
先端に固定的に設けられているが製品寸法が非常
に大きな範囲を同一の冷却機構で冷却する場合
は、吹付ノズル２４から出る冷却空気がフイルム
に吹きつける角度が悪くなるので可動吹出アーム
２３の先端を左右に動かせるように設計しておい
てもよく、好ましい態様である。

又、前記吹付ノズル２４の水平に対する角度と
しては、20〜60度の範囲が最も良好で、この角度
調整のために可動吹出しアーム２５の先端を上下
に動かせるようにしておいてもよい。

図中、２６はカバーリング、３０はベアリン
グ、３１は変速モーター７の軸に固着されたＶプ
ーリー３２を介し回転リング２５を回転させるた
めのＶベルトよりなる伝動ベルトであり、変速モ
ーター７を合致させることより、複数段の空冷リ
ング４，５，６は同時に同調して回動する。

本発明装置は以上のような構成からなり、次に
上記装置を用いて各種ポリエチレンの製造を行な
う場合について説明する。

一般にインフレーシヨン法によりインフレーシ
ヨンフイルムを製造する場合には、第１図に示す
ように押出ダイ１より押出された溶融樹脂は、ニ
ツプロール９，９′との間おいて、チユーブ状フ
イルム２の内部に空気を入れて途中から膨張さ
せ、目的とするサイズとして連続して巻取る。

しかしながら、合成樹脂の種類、用途によりこ
の工程において重要な要素とされるフロストライ
ン位置及びブローアツプ比が変つてくる。

ここで、ブローアツプ比とはフイルムの直径
と、押出ダイ１の樹脂が出る円の直径の比を云
い、フロストライン位置と関連する。

従つて、前記変化に応ずるためにはフロストラ
イン位置の高さをその都度、変更しなければなら
ない。

これを具体的に述べると、高密度ポリエチレン
強化フイルムを製造する場合、ブローアツプ比、
2.5〜５、及びフロストライン位置は押出ダイよ
り400mm以上が望ましく、通常、これに合うよう
第１の空冷リング３の冷却空気量で調整する。

この場合、冷却空気量が多いと、フロストライ
ンは下がり、少ないと上昇する。ところが、フロ
ストライン位置は、前述の如くブローアツプ比と
関連し、フイルム強度の縦方向と横方向の強度を
適性に合わせるためには、ブローアツプ比が小さ
い時には、フロストライン位置を高くする必要が
ある。

ところが、若し、上記の状態で、第１の空冷ノ
ズル３の冷却空気量を少量とするとニツプロール
９，９′に達したフイルムの温度が高くなり、製
品にたるみ、しわなどのトラブルを生る。

このため、従来にあつては、生産速度を低速し
て製造していた。

ところが前記本発明装置を使用する方法におい
ては、生産速度に合わせて数段の空冷リングを用
いることにより上記の難点を解消することができ
る。

これは、インフレーシヨン製造においてフロス
トラインと安定板との間において冷却することは
フイルム温度の高温化を防ぎ、しかも延伸フイル
ムの延伸固定に頗る有効に作用するからである。

勿論このことは逆に云えば冷えすぎた場合、例
えば最後の段の空冷リングなどに温風を利用して
安定板に入る時点のフイルムの冷却しすぎを防止
し、適温を保持することにより安定板で折り込ま
れるときの皺、たるみを防止し得ることを意味す
る。

又、押出機の吐出量を高吐量とすることが近
時、試みられているが、このようにした場合、第
１の空冷リングでフイルムのチユーブ形状が潰れ
ない程度で多量の冷却空気を吹きつけるとして
も、なお、冷却不足は免れず、フロストラインが
上昇して生産速度を向上することはできない。

しかし、本発明の場合、上記複数段の無段調整
可能な空冷リングを適宜段使用することにより容
易にフロストライン位置の調整は可能となる。

更に高速化によりフイルムに振動が惹起される
ような場合、複数段の空冷リングを、そのノズル
開口端と、バブルとの距離を調整して多段用いる
ことにより、その空気圧によつてバブルを安定的
に保持し得ると共にニツプロール９，９′におけ
るフイルムの温度をその空気量、空気温度により
容易調整できる。

なお、低密度ポリエチレンを原料としたシユリ
ンク用フイルムについても上記高密度ポリエチレ
ンと同様に高ブローアツプ比が必要であり、上述
したところと略、同様な方法で安定的に製造が可
能である。

次に低密度ポリエチレンの一般用チユーブにつ
いてはブローアツプ比1.5〜3.0で、フロストライ
ン位置が500mm以下が一般的であり、特殊な用途
以外についてはフロストライン調整は必要がな
い。

しかし高生産性にするために速度を上げて製造
しようとすればニツプロール９，９′に入るフイ
ルム温度が高くなり内部密着を起すのであまり高
速生産は出来ない。

そのため、室温の高くなる夏場には、特に速度
を落して製造を行つている。

これに対し、本発明方法を実施すると、第２段
目以降の空冷リングを第２段目の空冷リング４を
含み、２〜４段使用すれば完全に冷却が行なわ
れ、かつフロストライン位置直前に第２段目の空
冷リング４を設定することにより透明性のよいフ
イルムを得ることが容易となる。

又、高透明性フイルムを製造しようとする際
は、押出ダイ１より押出される樹脂温度を通常の
設定温度より20〜30度高くし、第２段目の空冷リ
ング４をフロストライン位置直前に設定すること
により、後段の冷却効果と相俟つて生産性を落す
ことなく製造が可能となる。

一方バブルの振れを防止するために、木又は回
転するコロ、滑車などを直接フイルムに接触させ
ていたが本発明の実施により、第２段目以降の数
段の空冷リングを用いることによりフイルムに接
触することなく安定した製造を行なうことができ
る。

これは、各空冷リングのノズルより吹き付けら
れる冷却空気の空圧によりバブル外周をとり巻く
カーテンが形成されるからである。

この場合、押出ダイ１とニツプロール９，９′
との距離により適宜段数の空冷リングが選択され
るが一般的には３〜４段が好適である。

勿論、フイルム製造開始時において、フイルム
の振れが非常に大きく、ノズルに接触しフイルム
に穴をあける恐れがある場合にはノズルに直接、
触れないようにするため、ノズルの下側にベアリ
ング状のコロを取り付けておくことも差支えな
い。

更に中密度ポリエチレンは、リニアローデンポ
リエチレンと呼ばれ、近年、頓に脚光を浴びてき
ている。

このポリエチレンはその分子構造よりブローア
ツプ比及びフロストラインの高さに余り左右され
ずにフイルム強度が縦方向、横方向のバランスの
とれたフイルムを製造することができる。

しかしながら高密度ポリエチレン、低密度ポリ
エチレンに比較して非常に低い溶融粘度をもつて
いるので第１の空冷リング３から多量の冷却空気
を吹きつけることができない。

そこでこのような場合には第１の空冷リング部
でフイルムの円筒形状を潰さない程度の冷却空気
を吹きつけ、第２の空冷リングの１段目をフロス
トライン位置直前で行なうと共に２段目以降の空
冷リングを適宜使用し、冷却空気を吹きつければ
安定したフイルムを製造することができる。

なお、このとき実験によれば第１の空冷リング
における風量、溶融温度、生産速度等の差により
フロストライン位置及びバブル形状が変化し、第
２の空冷リング位置のフイルム直径は変り従来の
固定された空冷リングではその製造に難があつた
が、本発明の場合には与えられたバブル形状に合
つた空冷リング径に合わせることより円滑に製造
することができた。

特にリニアローデンポリエチレンは急冷するこ
とによる透明性の向上は、他の低密度、高密度ポ
リエチレンより非常に高く、第２の空冷リングの
１段目ノズルの高さ及びバブルと吹付ノズル開口
端の間隔が冷却に大きく影響するが、前記本発明
方法によれば空冷リングの吹付ノズル位置を徴調
整することにより運転中においても容易に最適条
件に合わせることができる。

かくして以上のように、本発明方法及び装置
は、各種ポリエチレンのインフレーシヨンフイル
ムの製造において従来の冷却空気吹付ノズルに対
し顕著な実用上の効用を発揮する。

本発明方法及び装置の適用される合成樹脂とし
ては、前記各ポリエチレンは勿論であるがその
他、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸
ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、更
にポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレンー酢酸ビニル共重合体、ポリブタン
等のポリオレフイン樹脂等の単独又は混合樹脂が
挙げられる。

本発明は、以上述べたようにフロストライン位
置より安定板に至る間においてノズル開口端とバ
ブルとの間隔を無段階微調整可能とした冷却空気
吹付ノズルを複数段、配し、これより、適宜、前
記間隔を微調整してインフレーシヨンフイルムを
製造するようにしたものであり、以下のような
種々の効果を有する。

(1) 調整ハンドルの回動により製品の巾寸法の変
更が容易で短時間に出来、生産を中止すること
なく操作することができる。

(2) 無段階でバブルとノズル開口端との間隔を自
由に調整することにより製造中に樹脂温度、生
産速度、フロストラインの高さ、原料、室温等
の微妙な差についても微調整し、最適条件に設
定することが容易である。

(3) そのため冷却効果の向上、冷却むらの減少を
可能とし、透明製の一層の向上を図ると共に、
皺たるみの少ない高品質のインフレーシヨンフ
イルムを得ることができる。

(4) 複数段の第２の空冷リングは、適宜段数使用
することにより、最適製造条件とし、場合によ
つて冷えすぎを防止することもできる。

(5) 薄いフイルムは安定性が悪いが、複数段の空
冷リングの使用により、冷却と共に安定性を良
好ならしめることができる。殊に、フイルムに
接触することなく行なうことができるので柔か
いフイルムでもきずを付ける心配がない。

又、フイルムに接触していないため寸法変更に
際しても生産を中止することは必要でない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の１例を示
す一部切断概要正面図、第２図は同装置の要部を
なす第２の空冷リングの平面図、第３図は同空冷
リングの一部断面拡大図である。 １……押出ダイ、２……フイルム（バブル）、
３……第１の空冷リング、４，５，６……第２の
空冷リング、８，８′……安定板、９，９′……ニ
ツプロール、２３……可動吹出しアーム、２４…
…吹付ノズル、２５……回転リング、２６……固
定リング、３３……スプロケツト、３４……連動
チエーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性合成樹脂を溶融し、押出ダイスリツ
   トからチユーブ状に押出し、チユーブ内部にエア
   ーを吹き込んで膨張させながら、前記押出ダイ直
   後で冷却空気を吹き付け、爾後、安定板を経てフ
   イルムを製造する方法において、フイルムのフロ
   ストライン位置直前を含み、該位置より安定板に
   至る間に適宜間隔をおいて複数段にわたり、かつ
   各段において、夫々、ノズル開口端とバブルとの
   距離を一体的に無段調整可能とした数個のノズル
   を配し、それらノズルをバブルのまわりで回転さ
   せながらそのノズル開口より冷却空気又は圧力空
   気を吹き付けて冷却ならびにバブル安定化操作を
   図ることを特徴とするインフレーシヨンフイルム
   の製造方法。 ２ フイルムのフロストライン位置直前の冷却空
   気吹付けをノズル開口端とバブルとの距離を無段
   調整可能とした数個のノズルを回転させながら行
   なう特許請求の範囲第１項記載のインフレーシヨ
   ンフイルムの製造方法。 ３ 押出ダイ、該ダイの上方に設置された安定板
   及びニツプロール、前記ダイ及び安定板の間で、
   前記ダイの押出口部に設けられた内面に冷却空気
   吹付ノズルを有する第１の空冷リング、該第１の
   空冷リングと、上記安定板との間で、前記ダイと
   同心的に設けられた第２の空冷リングを備えたイ
   ンフレーシヨンフイルムの製造装置において、上
   記第２の空冷リングを適宜間隔をおいて複数段に
   配置した複数の空冷リングとなし、かつその第１
   段をフイルムのフロストライン位置直前に配置
   し、各空冷リングを夫々、固定リングと該リング
   に対し相対回動自在な回転リングにより構成し回
   転リング内周部に夫々複数の可動吹出しアームを
   その基端を回動可能に軸支して設け、その先端に
   冷却空気吹付ノズルを開口すると共に前記各回転
   リングにおいて各可動吹出しアームを互いに連動
   してノズルとバブルとの距離を調整すべく回動可
   能となしたことを特徴とするインフレーシヨンフ
   イルムの製造装置。