JPH04257419A - インフレーションフィルムの成形法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管状フィルムの改良され
た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−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
可能とする為に、冷却効果を高め、且つ成形安定性を増
加させた、改良されたインフレ−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−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イ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−ション成形方
法の開発が求められている。インフレ−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−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。従来ではポリオレフィ
ン系樹脂をインフレ−ション成形を行いフィルムを得る
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−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−
ション成形が困難となる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１−５２
１７１）等、これまで種々の外部冷却方法が検討されて
きた。しかしこれらの方法はいずれの方法においても冷
却媒体として気体を使用している為に除熱効率が悪くそ
の冷却効果に限界があった。この為、特公昭６３−５７
２２４号公報に提案されている様なエアロゾル化した水
により冷却を行なう事が試みられてはいる。しかし環状
ダイから押出され管状溶融樹脂の周りの装置が大掛かり
になる為、成形開始操作の際に管状溶融樹脂を引上げる
操作等が行ないにくくなり、又直接水滴を噴霧している
為長時間運転を行なうと湿度が高くなり作業環状が悪化
する傾向になる。また特開平２−３４３２４号公報に開
示されているようにバブルの内側に内部に冷却媒体を通
ずる安定体を設置し、溶融樹脂がダイより押出され、さ
らにくびれさせそのくびれ部分を安定体に接触させ冷却
する方法が開示されている。しかしこの方法ではくびれ
部分を冷却する為くびれ部分の管状溶融樹脂径がさらに
小さくなりこの部分に接触している安定体を溶融樹脂が
絞めつけることとなり安定体と溶融樹脂の滑性が悪くな
る。この結果、くびれ部分よりダイ側でたるみ等が発生
し易くなり安定成形が困難となる場合や、成形するフィ
ルムの厚さによってはくびれ部分で絞めつけがおこりそ
の後急激な延伸がかかる為ピンホ−ルが発生しフィルム
切れとなってしまう事が起こり易くなる。

【０００３】

【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−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−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改良されたインフレ−ショ
ン成形方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】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
−ション成形方法に於て、熱可塑性溶融樹脂が環状ダイ
（１）から管状に押出されてから膨張開始点（２）に達
する迄の間に環状ダイ（１）と同軸に配置された冷却装
置（５）を管状溶融樹脂（１０）の内側に設置し、さら
に前記冷却装置（５）内部に冷却媒体（８）を通じ管状
溶融樹脂（１０）を前記冷却装置（５）に接触させ管状
フィルムを製造するインフレ−ション成形方法にかかる
ものである。

【０００５】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−ト等のポリエステル系樹脂
、ポリビニ−ルアルコ−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。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。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。更に好ましくは、又メルトフロ−レ
−ト（ＡＳＴＭ　　Ｄ１２３８）０．０１ｇ／１０ｍｉ
ｎ．〜５．０ｇ／１０ｍｉｎ．の前記樹脂がよい。更に
好ましくはメルトフロ−レ−ト０．０１ｇ／１０ｍｉｎ
．〜０．１ｇ／１０ｍｉｎ．の前記樹脂がよい。更に好
ましくはメルトフロ−レ−ト０．０１ｇ／１０ｍｉｎ．
〜０．１ｇ／１０ｍｉｎ．の高密度ポリエチレン樹脂が
よい。

【０００６】本発明で述べる膨張開始点とはインフレ−
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形が終了
する位置を言う。

【０００７】本発明に於ける冷却装置とは環状ダイと同
軸に配置され、形状としては特に限定される物ではない
が円柱状、多角柱状、円錐状、多角錐状、截頭多角錐状
、截頭円錐状等が好ましく、さらにこれらを組合せた形
も使用できる。前記の様な形及び配置とすることにより
当該冷却装置（５）にインフレ−ション成形中の管状溶
融樹脂の安定化に寄与する機能を持たせる事もできる。 また冷却装置周縁部は曲面（ア−ルを付ける）とするか
１０ｍｍ程度までの深さの面取りを行なってもよい。ア
−ルの値は特に限定される物ではないが好ましくはＲ２
０以下とする事が好ましい。特に好ましくはＲ１０以下
とする事が良い。さらに当該冷却装置（５）の最大径は
高品質のフィルムを安定して製造できれば特に制限はな
いがダイの径の１倍より大きく２．５倍以下である事が
よい。１倍以下であると接触が均一でなくなり易く２．
５倍よりも大きいと成形開始操作が非常に困難となる。 好ましくは１倍よりも大きく１．５倍以下であることが
よい。又、材質としては特に制限はないがその物質の２
５℃に於ける熱伝動率が０．０５Ｗ・ｃｍ−１・Ｋ−１
以上、４．１６Ｗ・ｃｍ−１・Ｋ−１以下の物が好まし
い。さらに好ましくは０．１０Ｗ・ｃｍ−１・・Ｋ−１
以上、４．１６Ｗ・ｃｍ−１・Ｋ−１以下がよい。この
熱伝導率以下の特性をもつ材質を用いても当該冷却装置
（５）のインフレ−ション成形に与える冷却効果はほと
んど無い場合がある。冷却装置と管状溶融樹脂の接触面
積に関しては、成形安定性はインフレ−ション成形条件
により変化するので一律に限定される物ではないが、冷
却効果を最大に発揮するには管状溶融樹脂（１０）と冷
却装置（５）がその時の成形条件で接触し得る接触面積
全面に接触させる事が好ましい。また、条件によっては
接触し得る接触面積の４分の３以上であればよい。成形
条件によっては冷却装置（５）表面に厚さ３ｍｍ以下の
フェルト類、織物類、編物類シ−ト類、不織布で被服し
ても良い。

【０００８】又テフロン系樹脂をコ−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−ヨン繊維、エステル繊維等が良好である。不織
布、シ−トの材質としてはテフロン樹脂、ナイロン樹脂
、レ−ヨン等が良好である。冷却媒体（８）としては特
に限定さるものではないが例えば、空気、水、油類、も
しくは不凍液が挙げられる。冷却媒体は単独で使用して
も良いし、混合して使用してもよい。

【０００９】本発明で述べるインフレ−ション成形方法
においては当該冷却装置（５）を用いる他に外部に従来
使用されている様な公知の空冷装置を併用してもよい。 その個数は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
膨張変形が終了する付近からピンチロ−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
。

【００１０】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−ション成
形方法の一例を示す。押出機に持続された環状ダイから
熱可塑性溶融樹脂が管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）を通過し
管状フイルムとなりピンチロ−ルで引取られる。本発明
では押出された管状の熱可塑性溶融樹脂（１０）の内側
に冷却装置（５）を設置し、さらに前記冷却装置（５）
内部に冷却媒体（８）を通じ管状溶融樹脂（１０）を当
該冷却装置（５）に接触させつつ引取り、管状溶融樹脂
（１０）の内部を冷却し、エアリング等の外部空冷装置
（６）により外部を冷却すると云う、両側から冷却する
インフレ−ション成形方法である。エアリング等の外部
冷却装置（５）より冷却を行なう場合、その冷風は冷却
却装置（５）に向けて噴射する事が好ましい。強い冷却
風を管状溶融樹脂（１０）に噴射した場合でも内側で冷
却装置（５）が支えているため、管状溶融樹脂（１０）
が内側へ変形せず、安定してインフレ−ション成形が行
なう事が可能となる。

【００１１】冷却を外側からの空冷のみとする従来の公
知のインフレ−ション成形方法（図２）では高速インフ
レ−ション成形を行なうと冷却不足は解消できず、更に
冷却風量を増加させる為バブルの振動が大きくなり正常
な製品が得にくいと言う欠点がある。しかし図１の一例
に示すように本発明によるインフレ−ション成形では管
状溶融樹脂（１０）の内側及び外側、両側から冷却を行
なう為冷却効果が高く必要な除熱を冷却風量を過大に増
加させる事なしに行なう事が出来る。従来の公知である
空冷式内部冷却方法はバブルの内部を開放系としており
、常に外部と冷却空気の出し入れを行なっている。この
為冷却空気の入出量の微妙な調整を必要である。この為
多少の外部要因の変化に対応しきれず長時間運転を行な
う際折幅変動が生じ易いと言う欠点があった。しかし本
発明のインフレ−ション成形方法はバブル内部かが閉じ
た系と成っている為外部と空気の出入りが無く、従って
寸法精度の良い高品質のフィルムを容易に得る事が可能
となる。

【００１２】冷却装置（５）の設置位置は熱可塑性溶融
樹脂が環状ダイ（１）より管状に押出されてから膨張開
始点（２）に達する迄の間に設置する。冷却装置（５）
の設置位置が膨張開始点（２）であるとフィルム切れが
発生し易くなる。これは膨張開始点（２）を急冷すると
管状溶融樹脂が内部へ収縮するため抵抗がより大きくな
り冷却装置前後での管状溶融樹脂の移動速度差を大きく
する事となる。この結果、溶融樹脂がこの急激な速度差
の条件下では均一な延伸ができなくなりピンポ−ルが発
生しフィルム切れを起こしやすくなる。ピンホ−ルが発
生しない場合でも膨張開始点でも接触抵抗が大きくなり
膨張開始点よりダイ側でたるみ等が発生し成形性の不安
定さをひきおこし易くなる。又膨張開始点付近では環状
ダイ付近に比べ溶融樹脂の厚さも薄く若干の厚みむらが
大きな冷却むらを生じさせる事となり樹脂の大きな温度
むらを生じさせ不均一な延伸を引き起こしピンホ−ル発
生の原因となる。従って、管状溶融樹脂を冷却する為の
当該冷却装置（５）は環状ダイ（１）から膨張開始点（
２）迄の間に設置する事が必要である。

【００１３】環状ダイ（１）から膨張開始点（２）まで
の間で膨張開始点（２）に接触しなければ、冷却装置（
５）はいずれの位置でも設置可能であるが、成形条件に
よっては環状ダイ（１）から膨張開始点（２）より５０
ｍｍ以下の範囲内でもよいし、また成形条件によっては
環状ダイ（１）から膨張開始点（２）より１００ｍｍ以
下の範囲内でもよい。この様にすると種々の厚さのフィ
ルム、特に厚さ４０μｍ以下の薄物フィルム、特に２０
μｍ以下の薄物フィルムでも安定してインフレ−ション
成形可能となる。

【００１４】膨張開始点（２）の直径ｌ１はインフレ−
ション成形速度、その他の条件により異なるので一律に
は規定し得ないが環状ダイの直径ｌ０以下が好ましい。 当該冷却装置（５）に冷却媒体（８）を通す方向は第１
図に示すように外側へ冷却媒体（８）を入れ、内部から
冷却媒体（８）を出す方向が良い。特に水等押出機の設
定温度より沸点の低い冷却媒体（Ａ）を使用する場合に
有効である。これは外側は管状溶融樹脂（１０）により
当該冷却装置（５）が内側より熱を受けより高温となり
外側に冷却媒体（Ａ）を通じている途中に冷却媒体（Ａ
）が蒸発してしまう場合がある。外側に上から下に冷却
媒体（Ａ）を通ずると蒸発し、蒸気となり上方へ行き当
該冷却装置（５）内部に気泡が残り易くなる。この為外
側には下からら上に通じたほうが冷却媒体（Ａ）の流れ
が良くなる。下向きのインフレ−ション成形を行なう場
合には同じ理由から冷却装置（５）の内側に冷却媒体（
Ａ）を入れ外側から冷却媒体（Ａ）を出すようにする事
が好ましい。

【００１５】また、冷却装置（５）内部に通じる冷却媒
体（８）の温度は溶融樹脂押出量により条件設定が異な
り一律に規定し得ないが当該冷却装置（５）入口におい
て−１０℃から１４０℃の範囲内がよい。成形条件によ
っては−１０℃から７０℃の範囲内でもよい。また、そ
の流量は同様の理由により一律に規定し得ないが１リッ
タ／秒以下でよい。成形条件によっては０．２リッタ／
秒以下でもよい。

【００１６】また、これまでは単層フィルムのインフレ
−ション成形方法を中心に本発明を説明してきたが本発
明では２層以上の積層フィルムを成形する際にも有効に
適用できる。本発明はインフレ−ション成形速度６０ｍ
／ｍｉｎ．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。

【００１７】本発明では成形条件によっては膨張開始点
付近（２）に内部安定体を設置しインフレ−ション成形
を行なってもよい。この時使用する内部安定体は特に限
定する訳ではないが表面をフェルト、編物、織物、不織
布等で被服し、またはテフロン系樹脂でコ−ティングし
滑性を良くした内部安定体や膨張開始点（２）での管状
溶融樹脂（１０）の直径（ｌ１）の１．５倍以下、１．
０倍以上の直径を有する内部安定体を使用することが好
ましい。１．５倍より内部安定体径が大きいと管状溶融
樹脂（１０）と内部安定体との接触抵抗が増加し、安定
性不良を引きおこす。１．０倍未満であると成形安定性
に寄与する効果はほとんどない場合がある。

【００１８】

【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。

【００１９】

【実施例１】原料樹脂として密度（ＡＳＴＭ　　Ｄ１５
０５）０．９５４ｇ／ｃｍ３　、メルトフロ−レ−ト（
ＡＳＴＭ　　Ｄ１２３８）０．０６ｇ／１０ｍｉｎ．の
高密度ポリエチレンを使用し、インフレ−ション成形装
置に関してはスクリュ−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、膨張開始点付近に表面をフェルトで被服し
た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。図１に示されるようにインフレ−
ション成形装置に冷却装置５，６を装着した。冷却装置
５には内部に冷却媒体を通じる事の出来る構造とした冷
却装置を冷却装置６にはエアリング装置を用いた。また
冷却装置５には冷却媒体として水を、冷却装置６には冷
却媒体として空気を用いて冷却を行なった。冷却装置の
設置位置に関しては図１に示されるように冷却装置５は
その下端から３５ｍｍの位置に設置した。冷却装置５の
サイズは直径１０５ｍｍ、高さ１４５ｍｍの円柱状のも
のを使用した。冷却装置６は環状ダイより５０ｍｍ上方
に冷却吹出し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−ション
成形を行ない、次いで冷却装置５を作動させ膨張開始点
位置ダイから上方６００ｍｍの位置に形成させた。そし
てフィルム厚さ２０μ、フィルム幅３５０ｍｍのフィル
ムを上吹きインフレ−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。

【００２０】

【比較例１】冷却装置を除くインフレーション成形装置
および原料樹脂は実施例１と同様に行い、第２図に示さ
れるように冷却装置６を装着し、冷却装置６として空冷
用エアリングを使用し、且つ冷却媒体として空気を用い
て冷却を行なった。冷却装置の設置位置に関しては冷却
装置６は環状ダイから上方へ冷却空気の吹出し口の下端
が５０ｍｍとなるような位置に設置し膨張開始点を６０
０ｍｍの位置に形成させた。

【００２１】そしてフィルム厚さ２０μｍ、フィルム幅
３５０ｍｍ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。

【００２２】

【比較例２】インフレーション形成装置、冷却装置及び
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。冷却装置の設置位置に
関しては冷却装置５はダイより６００ｍｍの位置に、冷
却装置６その下端がダイから５０ｍｍの位置に設置した
。

【００２３】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、次いで冷却装置５を作
動させ膨張開始点位置ダイから上方６００ｍｍの位置に
成形させた。そしてフィルム厚さ２０μｍ、フィルム幅
３５０ｍｍ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で
た。その結果を表１に示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【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　　ピンロール ４　　フロストライン ５　　冷却装置 ６　　エアリング冷却装置 ７　　案内板 ８　　冷却媒体 ９　　通気用の穴 １０　　管状溶融樹脂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱可塑性樹脂を環状ダイヤから押出し
   、管状フィルムを形成するインフレ−ション成形方法に
   於て、熱可塑性溶融樹脂が環状ダイ（１）から管状に押
   出されてから膨張開始点（２）に達する迄の間に環状ダ
   イ（１）と同軸に配置された冷却装置（５）を管状溶融
   樹脂（１０）の内部に設置し、さらに前記冷却装置（５
   ）内部に冷却媒体（８）を通じ管状溶融樹脂（１０）を
   前記冷却装置（５）に接触させ管状フィルムを製造する
   インフレ−ション成形方法。