JPH04148918A - ポリカプロラクトンチューブラーフィルムの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

り産業−１−の利用分野］ 本発明はポリカプロラクトンチューブラ−フィルムの製
造装置および製造方法に関する。さらに詳しくは、微生
物による分解性に優れている、各種物品の包装用、ラッ
プ用、被覆用等に適したポリカプロラクトンのフィルム
を空冷インフレーション法により製造するための装置お
よび方法に関する。 ［従来の技術］ ポリカプロラクトンはと　−カプロラクトンの開環重合
反応によって得られる熱可塑性高分子であり、その結晶
溶融温度は６０℃と低く、引張強瓜、靭性および他の樹
脂との相溶性に優れ、そして土壌中の微生物により分解
する性質を有するので広範囲に用途を有する。例えば、
整形外科用キャスト、ギブス材料、またはインベストメ
ント鋳造法もしくはコストワックス鋳造法等の精密鋳造
法に用いられる消失模型、熱融着型・時接着布、プラス
チック製粘土、歯科印象採取用トレー、モールド離型剤
、顔料分散剤、外科用モノフィラメント縫合糸、微生物
分解性繊に１１−１微生物分解性不織４」等としてポリ
カプロラクトンは現在広く用いられている。 また、ポリカプロラクトンから製造されるフィルムは低
融点、微生物分解性、高い機械的強度等に特徴を有する
ので、多くの用途開発が近年期待されており、その製造
方法の確立が望まれてきた。 しかしながら、６０℃というポリカプロラクトンの極端
に低い結晶溶融温度と、結晶溶融温度重子、での急激な
溶融張力低下により製膜か非常に困難であり、これまで
ポリカプロラクトンの空冷インフレーション法によるフ
ィルＩ、の製造について報告する文献は皆無である。

【発明が解決しようどする課題】

本発明は、従来製造されたことのなく、広範囲の用途が
期待されるポリカプロラクトンのチューブラ−フィルム
を、経済的に、かつ高品位に、空冷インフレーション法
を用いて製造するための装置および方法を提供すること
を課題とする。 ［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、ポリカプロラクトンのフィルｌ、か製造
された場合、薄肉で、機械的強度に優れ、透明性ができ
るだけ高いフィルムが最も用途の多いことを想定し、し
かも製造コストが低い方法か好ましいので、空冷インフ
レーション法によりチューブラ−フィルムを製造する方
法を採択し、ポリカプロラクトンに特異な物性に適合す
るインフレーション法のための多くの加工条件および装
置に関して鋭意研究を重ねた。 その結果、特定の装置および条件を採用するとポリカプ
ロラクトンの製膜が可能なことを初めて見出し、本発明
を完成させた。 すなわち、本発明は、ポリカプロラクトンのチューブラ
−フィルムを空冷インフレーション法により製造するた
めの装置であって、ポリカプロラクトンの溶融チューブ
を押出成形するためのダイスを含む成形手段と、前記溶
融チューブを冷却してそれにより該溶融チューブの安定
性を維持しつつフロストラインを生ぜしめる冷却手段と
から構成され、 該冷却手段は、冷却空気を前記溶融チューブに吹きつけ
る主冷却手段と、外気を導入し該外気と１１ｉｔ記冷却
空気とを溶融チューブの外周であってかつ溶融チューブ
の進行方向に整流する機＋ｉｌｊを備えた補助冷却手段
とからなることを特徴とする、上記装置に関する。 本発明の上記装置の好ましい実施態様において、前記冷
却手段は、ダイスの円形スリットから円筒状に押出され
る溶融チューブの中心軸にほぼ垂直方向に１０〜２５℃
の温度の冷却空気を吹きつける空気冷却リングからなる
主冷却手段、および該空気冷却リングの下側でｉｉｊ記
ダイスの上側に形成された空気流路と、に記空気冷却リ
ングの上方で１−記溶融チューブの外周側に同軸的に設
置された整風筒と、該整風筒の上側に設置された遮風板
と、前記整風筒の下端と前記空気冷却リングの間に開口
している外気数人］−１とからなる補助冷却手段から構
成される。 また、本発明は、ダイギャップ１゜５〜３．０　ｍｍの
空冷インフレーション成形用ダイスから溶融したポリカ
プロラクトンを６５〜７５℃の温度で円筒状に押出し溶
融チューブとし、該溶融チューブの安定性を維持しつつ
冷却し２００〜３００　ｍｍのフロストラインを生ぜし
めブロー比１１．５〜２とすることを特徴とするポリカ
プロラフＩ・ンチコープラーフィルｌえの製造方法にも
関する。 この製造方法において、溶融チューブの冷却（４、該溶
融チューブの中心軸にほぼ垂直力向に空気冷却リングよ
り冷却空気を吹きつけ、＋ｉｉｒ記空気冷空気冷却リン
グ側で前記ダイスの１−側に形成された空気流路を通っ
て流入する外気を前記冷却空気と合流させ溶融チューブ
外周に沿って１゛、方に流通させ、＋ｉｉｒ記空気冷空
気冷却リングに設置Ｎされた整風筒の下端部の開１−１
部から取入れた外気をｎＴＪ記冷却空気と合流させ、前
記溶融チューブと整風筒との間を通過させて溶融チュー
ブをさらに冷却し、整風筒とその−１一端に設置された
遮風板と溶融チューブの間隙から外部に空気流を排出し
遮風板の上方でフロストラインを生ぜしめるようにして
行われることが好ましい。 次に本発明において上述した種々の成形条件について説
明する。 まずダイスのダイギャップは１．５〜３．０　ｍｍの範
囲である。これか１．５ｍｍ以下であると樹脂圧かＩ−
昇し、メルトワラクチャ−が発生し、バルブの安定性が
悪く、高吐出の押出加工か不Ｈｆ能であり、逆に３．０
　ｍｍ以−にの場合高吐出になりすぎ、空気冷却リング
からの冷却空気での冷却が追いつかず、バルブの形成が
困難となり、さらにフィルムの縦方向にのみ配向し縦方
向にのみ裂けやすいフィルムとなり望ましくない。 また、ポリカプロラクトンの押出温度は６５〜７５℃の
範囲である。これが６５℃以ドであるとバルブが切断し
たり、いわゆるサメ肌といわれる肌荒れ現象か生じ、平
滑なフィルムを得ることができす、一方７５℃以」−で
あるとポリカプロラクトンの溶融張力が急激に低下して
成形時のバルブが不安定となり、一定の規格の製品か製
造しに（（なる。 冷却空気の温度は１０〜２５℃の範囲である。 これか１０℃以下であると急激に溶融チューブか冷却さ
れ、フロストラインが十−かりすぎ、フィルムが縦方向
に裂けやすくなり、２５℃以」−であると溶融ヂっ一ブ
が冷却されにくく該ヂュブの走行か不安定となり、均一
な規格のフィルムか形成されない。 また、本発明においてフロストラインは２００〜３００
ｍｍとなるようにする。これか２００１ｎｎｌ以下であ
ると冷却空気量を増大させねばならす、その場合乱流か
生し、一定の規定の製品を得ることかできず、冷却空気
量を増大させる代わりに１０℃以下の冷却空気を使用す
ると冷却効果は上かるか、冷却空気に関して−に記した
ような問題を生じるため好ましくない。逆に、フロスト
ラインか３００１皿以」−になると押出された樹脂が冷
却されすきてブロー成形が不可能となる。 最後にブロー比は１１．５〜２の範囲であるか、１：１
．５以下であるとフィルｌ、が縦方向に裂けやすくなり
、１２以にては製膜操作が不安定となり高品位の製品が
得られない。 ［実施例〕 次に実施例にＪ、ｔついて本発明をより詳細に説明する
。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。 第１図は本発明のポリカブＩコラクトンチュブラーフィ
ルムを空冷インフレーション法により製造するための装
置の・実施態様を示す縦断面図である。 次にこの図面を参照して本発明を説明する。 押出機１によって溶融され混練されたポリカプロラクト
ン（１６５〜７５℃で、１．５〜３．０印のダイギャッ
プを有する環状の空冷インフレーション成形用ダイス２
によって円筒状に成形され、該ダイス２内に設けられた
膨張用空気吹込に１４からの空気の供給を受は溶融ヂ、
−ブ５としてダイスリット３から空中に押出される。 このようにして押出された溶融チューブ５に、ダイス２
の上方に設置された空気冷却リング゛支持板７−１−に
載置した空気冷却リング９から冷却空気を吹きつけ溶ｊ
融ヂｌ−ブ５の温度を低ドさせる。該冷却空気は冷却空
気取入１１１３から導かれ、温度か１０〜２５℃てあり
、ぞの吹きっすは溶融チューブ５の中心＋ｌｌ１ｂ方向
でかっ該ヂョフ１５に対して垂直力向に行われる。 本発明において、空気冷却リング９とダイス２との間に
は空気流路か設けられているが、本装置ではこれか調整
ボルト６により形成されており、外気が自由に系内に流
入または流出するようになっている。この空気流路を設
置しない場合には、空気冷却リング９から吹き出る冷却
空気が溶融チューブ５に沿って上方に流動していくとき
、ダイス２表面から空気冷却リングＦ部ベース８の延長
線上で囲まれた空間が減圧となり、ベンチコリー効果に
より溶融チューブ５が膨張し、周囲の壁に接触し、溶融
チューブ５の走行を不可能とし、該溶融チューブ５か破
裂する場合があり、望ましくない。この空気流路により
外気か系内に自１１１に出入りし、系内の圧力を・定に
保たれる。本装置てこの空気流路はダイス２の−１−而
に設置した３〜６個の調整ポル１−６を空気冷却リング
゛支持板７の内端にねじ込み固定することにより形成さ
れる。 空気冷却リング９の１−上方には、溶融チューブ５の外
周側に同軸的に設置された整風筒１０と該整風筒１０の
」一端にこれと直角に設置されたドーナツ型の遮蔽板１
１とが設置され、該遮蔽板１１の間隙部中央から冷却さ
れたチューブラ−フィルムが出、該チューブラ−フィル
ムと遮蔽板１１との間隙が冷却風排出［、］＋　１５と
なる。 ここにおいて整風筒１０の下端と空気冷却リング９の−
Ｉ一端は離れており、この間隙か外気取入１１１２を形
成している。整風筒１０、遮蔽板１１および外気取入口
１２は下記の機能を発揮する。 ポリカプロラクトンはその溶融温度以」二では急激に溶
融張力が減少し、狭いダイギャップで押出すると溶融チ
ューブ５の走行が不安定となるので、ダイギャップを１
．５〜３．０　ｍｍと広くする必要があり、広くすると
今度は溶融子コープ５の熱容量が増大するので、通常の
冷却方法で（」冷却か追いつかず、フロストラインか上
昇しずさ、溶融ヂ、−ブ５の膨張か不可能となり、また
、冷却さねにくいのてチ１−ブラーフイ）Ｌムの製造か
不可能となる。 それ故に本発明においては溶融チューブ５の効率的な冷
却が不可欠であり、本発明においてはそれを可能とする
ために溶融チューブ５の中心軸に垂直に冷却空気を吹き
つけている。しかし、これにより冷却効果はｌ＝、かる
か、その一方で溶融チューブ５に当たった冷却空気流は
直角に角度を変え大部分は一４二方に溶融チューブ５に
１１１行して流通していくか、直角に角度を変えるため
乱流か発生し、ぞのまま何も対策をとらないと溶融チュ
ーブ５か振動しなから走行し、定品質のフィルムを得る
ことが不可能となる。 、：の対策とし７てＩ−５記した整風筒１０、遮蔽板１
１および外気取入１１１２を設置したことにより、空気
冷却リング９からの冷却空気の乱流か層流化され、また
外気取入１１１２かへ取り入れられた外気により冷却効
果がさらに１．かり、本発明の［子１的を達成すること
かできる。 本発明の装置における概略の・ｊ法は以下の通りである ダイスリットの直径：５０〜７００印 ダイギャップ；１６５〜３．０　ｍｍ 調整ボルトの長さ８５〜５０ｍｍ 空気冷却リング吹出口の位置；溶融チューブ外周から５
０〜１００師） 空気冷却リング吹出［１のに１径；３０〜１．００　ｍ
ｍ整風筒の高さ：１５０〜２５０ＩＩＩＩ１１整風筒の
内径；ダイリップ径の１．２〜３倍外気取入口の幅、５
〜５０ｍ＋口 遮風板の外径、ダイリップ径の１．２〜３倍遮風板の内
径、冷却風ｔＪＩ出口１５の幅が５〜１００ｍｍとなる
ように決定される。 このようにして冷却された溶融チューブ５には遮風板１
１の上方位置で２００〜３００ｍｍのフロストライン１
４か生じる。ここてフロストライン１４を２００ｍｍ以
ドとすると、冷却効果を増大させる必要がある。これを
目的として空気冷却リング９からの冷却空気を１０℃以
下とすることが考えられるが、この場合膨張用空気圧を
」−昇さぜねばならす、そうすると冷却空気吹出「１付
近の溶融チューブ５の内圧か増大し、該吹出［１や」二
部の整風筒１０に接触し、製膜か不１り能となる。 さらに、フロストライン１４が生じたチューフラーフィ
ルムはカイト板１Ｇを介して５〜３０ｍ／分の巻取速度
てこ一ツブロール１７により巻き取ら、ｉする。このチ
ューブラフィルム厚さは５０〜３００μｎ〕である。 次に１−１記の装置を実際に作動させてポリカプロラク
トンのヂューブラーフィルノ、を製造した場合の例を比
較例と対比して示す。 実施例１ ４０　ｍｍ径押出機を用いて−１−記インフレーシ３ン
フィルム成形装置によりポリカプロラクトン（ｉＲｉ品
名′１．’　ＯＮ　ＥＰ　−７６７、重合度４００゜メ
ルトインデックス３０．密度１．１５ｇ／ｃｃ。 米国ユニオンカーバイド社製）のチューブラフィルムを
成形した。 一ト４記装置における各部分の寸法は以下の通りて　あ
　っ　ブこ　・ ダイスリットの直径；　　　　７５ｍｍダイギャップ：
　　　　　　　　２．５　ｍｍ調整ボルトの長さ；　　
　　　３０ｍ 空気空気冷却リング吹１１目１置； （溶融チューブとの間隔）８０ｍｍ 整風筒の高さ、　　　　　　　　２００ｍｍ整風筒の内
径、　　　　　　　　３８０ｍｍ外気取入ｌ］の幅、　
　　　　２０ｆｆｌ［ｌ＋遮風板の外径；　　　　　　
　３８０ｍｍ遮風板の内径−、３３０ｍｍ ポリカプロラクトンを７０℃の温度でダイスリット３よ
り押出し、溶融チューブ５とし、空気冷却リング９の吹
１日」より２０’Ｃの冷却空気を風速６．２ｍ／秒でこ
れに垂直方向から吹きつｉＪｌ　７ｍ／分の巻取速度で
ニップロール１７により巻き取った。 このときフロストライン１４は２５０ｍｍ、ブロー比１
・１．８であった。巻き取ったフィルムの厚さは８０７
１ｍて、曇り度２５％　（ＡＳＴＭＤ−１００３に準拠
）、光沢（４５°）４＆０（ΔＳ　ＴＭ　　Ｄ　　２４
５７に準拠）、引張強度〔縦方向２８０ｋｇ／ｃイ、横
方向２２０ｋｇ／ｃイ〕、エルメンドルフ引裂強度〔縦
方向６６０　ｇ、横方向５５４　ｇ）であった。 比較例】 実施例１の樹脂押出温度をそれぞれＦ記のように変えた
以外は実施例１と同様の操作を行った。 ムか得られた。 比較例２ 実施例１のダイヤ’ｌ’　ンプをそれぞれ下記のように
変えた以外は実施例１と同様の操イ′］を行−〕た。 できなかった。 比較例３ 実施例１のフロストラインをそれぞれ下記のように変え
た以外は実施例１と同様の操作を行った。 フロストライン 評 価 比較例４ 実施例１のブロー比をそれぞれ下記のように変えた以外
は実施例１ と同様の操作を行った。 比較例５ 第１図に示したインフレーション成形装置の調整ボルト
６の部分を円筒状物に置き換え、外気の出入りを遮断し
た以外は、実施例１と同様の操作を行った。 しかし、ダイスリットから押出された溶融チューブが壁
面と接触を起こしたり、振動を起こし、一定品質のフィ
ルムか安定的な操作で得られなかった。 比較例６ 第１図に示したインフレーション成形装置の整風筒１０
および遮風板１１の形状ならびにそれらの相対位置を本
発明の範囲以外のものに置き換えた以外は、実施例１と
同様の操作を行った。 しかしながら、本発明の範囲以外では、高品位のフィル
ムが安定的な操作で得られなかったことが実証された。 〔発明の効果］ 以−Ｌ詳細に説明したように、空冷インフレー２７９ン
によるポリカプロラクトンのチューブラ−フィルムは、
ポリカプロラクトンの特異な性質（例えば結晶溶融温度
か６０℃と通常の樹脂に比べて非常に低いこと、溶融張
力が非常に弱いこと、溶融破壊現象か起こりやすいこと
等）により、これまで製造することは困難であるとされ
、提案されたことは無かったか、本発明はこれを初めて
可能としたものである。 このように本発明によれば、空冷インフレーション法に
よりポリカプロラクトンのチューブラ−フルムが容易に
製造てきるため、製造コストは低く、しかも薄肉で、機
械的強度に優れ、透明性が極めて高い様々な分野に適用
可能なフィルムが得られる。また、ポリカプロラクトン
のチューブラ−フィルムは微生物分解性であるため、環
境美化に役立つ包装袋等の提供を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリカプロラクトンチコーブラーフィ
ルムを空冷インフＩノージョン法により製造するだめの
装置の一実施態様を示す縦断面図である。なお、図中の
矢印（＞）は冷却空気の流通経路を示す。 図中、 １・押出機　　　　　　２・・・ダイス８・・・ダイス
リッｌ−４・・・膨張用空気吹込１］５・・・溶融チュ
ーブ ６・調整ボルト ７・・・空気冷却リング支持板 ８　・空気冷却リング下部ベース ９・・空気冷却リング　　１０・・・整風筒１１・・・
遮風板　　　　　　１２・・外気取入口１３・・冷却空
気取入「１１４・・フロストライン１５・・・冷却風排
出口　　　１６・・・ガイド板１７・・・ニップロール 特許出願人　日本ユニカー株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリカプロラクトンのチューブラーフィルムを空
   冷インフレーション法により製造するための装置であっ
   て、 ポリカプロラクトンの溶融チューブを押出成形するため
   のダイスを含む成形手段と、前記溶融チューブを冷却し
   てそれにより該溶融チューブの安定性を維持しつつフロ
   ストラインを生ぜしめる冷却手段とから構成され、 該冷却手段は、冷却空気を前記溶融チューブに吹きつけ
   る主冷却手段と、外気を導入し該外気と前記冷却空気と
   を溶融チューブの外周であってかつ溶融チューブの進行
   方向に整流する機構を備えた補助冷却手段とからなるこ
   とを特徴とする、上記装置。
2. （２）前記冷却手段が、ダイスの円形スリットから円筒
   状に押出される溶融チューブの中心軸にほぼ垂直方向に
   １０〜２５℃の温度の冷却空気を吹きつける空気冷却リ
   ングと、該空気冷却リングの下側で前記ダイスの上側に
   形成された空気流路と、上記空気冷却リングの上方で上
   記溶融チューブの外周側に同軸的に設置された整風筒と
   、該整風筒の上側に設置された遮風板と、前記整風筒の
   下端と前記空気冷却リングの間に開口している外気取入
   口とからなる請求項１記載の装置。
3. （３）ダイギャップ１．５〜３．０ｍｍの空冷インフレ
   ーション成形用ダイスから溶融したポリカプロラクトン
   を６５〜７５℃の温度で円筒状に押出し溶融チューブと
   し、該溶融チューブの安定性を維持しつつ冷却し２００
   〜３００ｍｍのフロストラインを生ぜしめブロー比１：
   １．５〜２とすることを特徴とするポリカプロラクトン
   チューブラーフィルムの製造方法。
4. （４）溶融チューブの冷却が、該溶融チューブの中心軸
   にほぼ垂直方向に空気冷却リングより冷却空気を吹きつ
   け、前記空気冷却リングの下側で前記ダイスの上側に形
   成された空気流路を通って流入する外気を前記冷却空気
   と合流させ溶融チューブ外周に沿って上方に流通させ、
   前記空気冷却リングの上方に設置された整風筒の下端部
   の開口部から取入れた外気を前記冷却空気と合流させ、
   前記溶融チューブと整風筒との間を通過させて溶融チュ
   ーブをさらに冷却し、整風筒とその上端に設置された遮
   風板と溶融チューブの間隙から外部に空気流を排出し遮
   風板の上方でフロストラインを生ぜしめるようにして行
   われる請求項３記載の方法。