JPH0617925U - エアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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が可能でバブルの安定
化、フィルムの光学特性に優れたフィルム成形に適した
成形装置用エアリング。 【構成】 溶融樹脂バブルの引き取り方向に、冷却エア
吹出口（５２，５３，５４）を同心円状に開口した複数
のスリット状吹出口（５２，５３，５４）および逆方向
にも冷却エアを吹き出す吹出口（５７）を備えたインフ
レーションフィルム成形装置用エアリング（５）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、インフレーションフィルム成形方法において、溶融張力が小さいた め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、ポリエステル等の合成 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が可能で あり、透明性（ヘーズ、光沢、クラリティー）、強度に優れた熱可塑性樹脂フィ ルムを製造するに適したインフレーションフィルム成形装置用エアリングに関す 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、急激 に膨張する点がダイス面に近接する形状と、急激に膨張する点がダイス面から離 れている２つのタイプに分けられる。

【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、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】 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とは著しく異なって、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ＬＤＰＥのインフレー ションにおけると同じバブル形状（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。

【０００５】 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においては 、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フィルムの厚み 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。

【０００６】 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。

【０００７】 しかし、研究の結果溶融張力の小さい合成樹脂であってもインフレーションフ ィルム装置のエアリングを改善することによりロングネックタイプのフィルム成 形が可能となることを見いだした。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、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成形に適した成形装置の確立を目標と する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、熱可塑性樹脂インフレーションフィルム成形装置において、溶融樹 脂バブルの引き取り方向に、冷却エア吹出口を同心円状に開口した複数のスリッ ト状吹出口及び逆方向にも冷却エアを吹き出す吹出口を備えたことを特徴とする インフレーションフィルム成形装置用エアリングを開発することにより上記の目 的を達成した。

【００１０】 本考案の成形装置が対象とする熱可塑性樹脂としては、ＨＭＷＨＤＰＥはもち ろん、ＬＬＤＰＥ、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 熱可塑性樹脂をあげることができる。

【００１１】 本考案のインフレーションフィルム成形装置によるときは、溶融張力の小さい ＬＬＤＰＥであっても成形に際してバブル安定性が良いため低フロストライン法 に比して一般に高速での引き取りが可能であり、また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。

【００１２】 以下、図面を参照しながら説明する。 本考案の装置に使用できるインフレーション成形としては上向きブロー、下向 きブローの何れでも良い。

【００１３】 また、エアリング２を除き、押出機、ダイス１、引き取り機等は通常のＨＭＷ ＨＤＰＥのインフレーションフィルム成形装置と同一物を使用できる。

【００１４】 即ち、ダイス１から押し出された溶融樹脂バブル３は内部安定体４を使用しな いときは通常はくびれながらエアリング５の溶融樹脂バブル引き取り方向の逆方 向の吹出口５７からの冷却エアにより冷却されながら引き取られ、複数のスリッ ト状吹出口（５２，５３，５４等）からの冷却エアの吹出により生成する減圧雰 囲気により急激に膨張して所定のサイズの環状フィルムになり、ニップロール等 を経てフィルムとして巻き取られる。

【００１５】 また、内部安定体４を使用するときはその内部安定体の外径は特に制限はなく 、ダイス口径より太くとも良いが、好ましくはダイス口径に対し０．７〜１．０ と細いほうが好ましい。

【００１６】 そして内部安定体をダイス口径より細い外径の安定体を用いるか、または安定 体を用いないときは溶融樹脂バブルが内部圧に抗してくびれ、その径を縮小でき るため実質の膨張比（膨張後のバブル径／膨張直前の最もくびれたときのバブル 径）は見かけの膨張比（膨張後のバブル径／ダイス径）より大とすることができ る。このことは同じ膨張比のフィルムを製造する場合にロングネックタイプで製 造するときは大口径のダイスの使用が可能となる。

【００１７】 またバブルのくびれは引き取り速度を大にすることにより、よりくびれる傾向 があるため高速引き取りと急激な膨張によりバランスの良い、より高速度のフィ ルムの製造が可能となることを意味する。

【００１８】 この場合、ダイス１から押し出された溶融樹脂バブル３の安定性を確保するた めダイス１のスリット口径とほぼ同じか若干太目の出口安定体Ｂを設けることは 良い方法である。

【００１９】 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 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、できればエアを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することが好ましい。

【００２０】 エアリング５の環状スリット（５２，５３，５４）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。

【００２１】 なお図１においてはエアリング５の冷却エア吹出口（５２，５３，５４）を３ 重の環状スリットを示したが、これは二重以上であれば良い。各吹出口５２，５ ３，５４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 っても良い。また外部空気の流れや減圧雰囲気を外界から遮断するためにエアリ ングの先端にカバー５５を付けても良い。

【００２２】 また、本考案のエアリング５には、バブル引き取り方向への冷却エア吹出口（ 複数の環状スリット）に加え、その反対方向（ダイスからエアリングに至る溶融 樹脂バブル）に向かって冷却を促進するための冷却エア吹出口５７を備えている 。この吹出口５７から冷却エアを吹き出すときは、やはりその周辺は減圧雰囲気 を形成するため、複数の環状スリットだけの場合より減圧雰囲気の割合は強くな り、溶融樹脂バブルへの急激な膨張に対する影響は強められる。

【００２３】 なお、図１においてエア通路は環状スリットのエア通路５１と逆方向のエア吹 出口５７のエア通路５６は別に設けあっれているが、これは同一であっても、ま たそれぞれ独立したエアリングを積み重ねたものであっても構わない。

【００２４】 この逆方向への吹出口は溶融樹脂バブルに対し３０〜７５°くらいの角度であ ると冷却が促進されるため、生産性を向上させることができる。

【００２５】 従って得られるフィルムの強度的性質に影響を与えるフロストライン８の位置 は、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。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１００ ｍｍ以上、より好ましくは２００ｍｍ以上離すことが良い。あまりダイス面に接 近しすぎると冷却効果が低下する。

【００２６】 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（図示していない。 ）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。

【００２７】

【作用】

本考案の装置は通常のバランスフィルム用ＨＭＷＨＤＰＥ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、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装置である 。

【００２８】 本考案の装置を使用することによって得られたフィルムが高透明性である理由 は次のように考えている。

【００２９】 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。

【００３０】 このスウェルにより膨れるとき、該バブル表面は凹凸の大きい状態を示してい る。従って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。

【００３１】 一方、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、その間において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。

【００３２】 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。

【００３３】 本考案の装置を使用することによって得られた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。

【００３４】

【実施例】

（実施例１，比較例１〜２） ５５ｍｍφのエクストルーダーに口径１００ｍｍφ、リップギャップ３．０ｍ ｍのダイス、９５ｍｍφの安定体を取付け、ＬＬＤＰＥ（密度０．９２３ｇ／ｃ ｍ³ 、ＭＦＲ１．０ｇ／１０分）８０重量部、ＬＤＰＥ（密度０．９２７ｇ／ｃ ｍ³ 、ＭＦＲ０．８ｇ／１０分）２０重量部の樹脂組成物を本考案のエアリング （三重の環状スリット及び反対方向への冷却エア吹出口を有する。）をダイス面 から４００ｍｍのところに設けてフィルムを成形した。

【００３５】 また比較のため、バランスフィルム用のエアリング（一重スリットの冷却エア 吹出口）をダイスに近接して設け、ほぼバブル引き取り方向に吹き出し、フィル ムを成形した。またＬＬＤＰＥ用エアリング（本考案のエアリングにおいて二重 の環状スリットを有し、反対方向への冷却エア吹出口を備えていない。）をダイ スに近接してバブル引き取り方向に吹き出してフィルムを成形した。ＬＬＤ用エ アリングを使用したときは引き取り速度が高速であり、バブルがダイスに近いと ころで膨張するためか不安定となって成形不可能であった。

【００３６】 成形条件は実施例、比較例とも次の条件で共通である。得られたフィルムの物 性を表１に示す。 引き取り速度 ６５ｍ／ｍｉｎ フロストライン ７５０ｍｍ（ダイス面からの距離） 膨張比 ２．０ フィルム厚さ ３０μｍ

【００３７】

【表１】

【００３８】 （実施例２，比較例３〜４） ５５ｍｍφのエクストルーダーに口径７５ｍｍφ、リップギャップ１．２ｍｍ のダイス、７２ｍｍφの安定体を取付け、ＨＤＰＥ（密度０．９５０ｇ／ｃｍ³ 、ＭＦＲ０．０４ｇ／１０分）を本考案のエアリング（二重の環状スリット及び 反対方向への冷却エア吹出口を有する。）をダイス面から４５０ｍｍのところに 設けてフィルムを成形した。

【００３９】 また比較のため、実施例１と同様バランスフィルム用のエアリング、ＬＬＤＰ Ｅ用エアリングを用いてフィルム成形を行った。この場合もＬＬＤ用エアリング は安定性が悪く成形不可能であった。

【００４０】 成形条件は実施例、比較例とも次の通りであり、得られたフィルムの物性は表 ２に示すとおりである。 引き取り速度 ６０ｍ／ｍｉｎ フロストライン ８３０ｍｍ（ダイス面からの距離） 膨張比 ２．８ フィルム厚さ ２０μｍ

【００４１】

【表２】

【００４２】 上記の実施例から、本考案のエアリングは高速成形が可能であり、得られたフ ィルムは透明性、インパクト強度に優れている。一方、バランスフィルム用エア リングは高速成形性、強度はともかく透明性が劣り、ＬＬＤＰＥ用エアリングは 高速成形が不可能であることが明らかとなった。

【００４３】

【考案の効果】

通常のハイネック法で運転されるインフレーションフィルム成形装置のエアリ ングが、ダイス出口において溶融樹脂バブルの進行方向に向かって斜めに冷却エ アを吹きつけるだけに対し、本考案のエアリングは溶融樹脂バブルが急激に膨張 する点において溶融樹脂バブルの引き取り方向に複数の環状スリットから冷却エ アを吹き出させると同時に、その逆方向（ダイスからエアリングに至るまでの溶 融樹脂バブルに向かって）に冷却エアを吹きつけることができる点において異な っている。

【００４４】 このため、溶融樹脂バブルの冷却効率が高く、押出樹脂温度が多少高いとして もこれを償えること、更に冷却効率の高いことは引き取り速度が高くできるため 、生産性を高くすることができることである。

【００４５】 また通常のエアリングを用いるときは、肉薄フィルムを高速でかつ低ブロー比 で引き取るとバブルの膨張がやや緩やかな円錐形となり、フィルム強度の向上効 果は低下するのに対し、この逆方向への冷却エアの吹出は、吹出口近辺に減圧雰 囲気を作り出し、溶融樹脂バブルの引き取り方向への冷却エア吹出のための環状 スリットの効果（減圧雰囲気による溶融樹脂バブルの急激な膨張開始）により、 バブルの形状は急激に膨張するためブランデーグラス底部の形状になり、強度が 高く高透明なフィルムを得ることを更に確実にする。

【００４６】 この溶融樹脂バブルの急激な膨張点の位置決めは生産されたフィルムの機械的 性質（強度）に影響を与えるフロストラインのダイスからの距離を定めるのに有 効な手段であり、本エアリングはまたこのフロストラインのダイスからの距離を 定めるためには有力な手段となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るインフレーションフィルム成形装
置用エアリングの一例を示す断面図である。

【図２】本考案に係るエアリングを使用したインフレー
ションフィルム成形法の一例を示す概念図である。

【符号の説明】

１ ダイス ３ 溶融樹脂バブル ４ 安定体 ５ 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 ５６ エア通路 ５７ エア吹出口 ８ フロストライン Ｂ 出口安定体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 小野田 武士 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３−２昭和電 工株式会社川崎樹脂研究所内 (72)考案者 小林 智明 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３−２昭和電 工株式会社川崎樹脂研究所内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂インフレーションフィルム成
   形装置において、溶融樹脂バブルの引き取り方向に、冷
   却エア吹出口を同心円状に開口した複数のスリット状吹
   出口及び逆方向にも冷却エアを吹き出す吹出口を備えた
   ことを特徴とするインフレーションフィルム成形装置用
   エアリング。
2. 【請求項２】 複数のスリット状吹出口の先端部にカバ
   ーを取りつけた請求項１記載のインフレーションフィル
   ム成形装置用エアリング。
3. 【請求項３】 溶融樹脂バブル引き取り方向の逆方向に
   冷却エアを吹きつける際に、溶融樹脂バブルに対し３０
   〜７５°の角度に吹きつけるような吹出口とした請求項
   １または２記載のエアリング。