JPH09109274A - インフレーションフィルムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製膜工程における高速化が可能、すなわち、
生産性に優れ、省資源、省エネルギーになるインフレー
ションフィルムの製造技術を提供する。 【解決手段】 水冷式インフレーション法において、環
状ダイ３から溶融押出した熱可塑性合成樹脂管状体内に
空気を加圧封入して、前記管状体を一定の大きさに膨張
させた（バブル４）後、水槽中に浸漬するか、水１１を
吹きかけるかして冷却し、該バブルを形成する前記熱可
塑性合成樹脂が一定の温度範囲内になったときに安定板
５により折りたたみ、ピンチロール６にて加圧すること
によって一枚のフィルム状に固形化させたことを特徴と
するインレーションフィルムの製法であり、また、前記
管状体が少なくとも２基以上の押出機から押し出された
樹脂の多層構成よりなることを含み、また、前記ピンチ
ロール６の少なくとも一本は表面がマットであることを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】主として、フレキシブルパッ
ケージにおけるシーラント等のフィルムの製造方法に関
し、安定した品質のフィルムとすると同時に、生産性の
よい製膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来技術による水冷式インフレ
ーシヨンフィルムの製造方法を示す説明図である。水冷
式インフレーションフィルムの製膜方法は、押出機１の
先端に環状スリットを有するダイ３を用い、溶融樹脂を
チューブ状に押し出し先端をピンチロールで挟んでその
中に一定量の空気を吹き込んで所定のサイズに膨張させ
（膨張したチューブをバブルという、以下同じ）、バブ
ルの外周面に空気８′を吹き付け冷却し、つぎに冷却水
槽に浸漬するか、冷却水によるシャワーをした後、安定
板５及びピンチロール６により折りたたみフィルム表面
に付着した水分を除去、乾燥後巻き取る。水冷式インフ
レーションの特徴は、急冷による結晶化により、得られ
るフィルムの透明度が良くなることである。一方、ブロ
ッキングさせないためにピンチロールまでの距離をとる
必要があり、生産性が悪く、厚薄のバラツキの発生が多
いなどの問題もあった。

【０００３】インフレーション製膜法においては、前述
のようにバブルの内面同士がブロッキングしないよう
に、バブルを十分に冷却させてから、安定板５によりバ
ブル４を折りたたみ、ピンチロール６により、折りたた
みチューブ状としてそのまま巻き取るか、単体フィルム
として巻き取る場合には、該チューブの両端各数ｍｍを
除去し、前記折りたたまれたフィルムを分離して、２本
に振り分けて巻き上げていた。フィルム表面にコロナ処
理等を行う場合、前記チューブの場合は裏表、単体フィ
ルムとして振り分け巻き取る場合は、両サイドのフィル
ムに、いずれの巻き取りにおいても、２基の処理機を必
要とした。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】水冷インフレーション
法において、高速化が可能、すなわち、生産性に優れ、
品質がよく、かつ、省資源、省エネルギーになる製膜技
術を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】水冷式インフレーション
法において、環状ダイから、溶融押し出した熱可塑性合
成樹脂管状体に空気を吹き込んで、前記管状体を一定の
大きさに膨張させたバブル表面をシャワーにより水冷
し、または、 100℃以下の水槽に浸漬して冷却し、バブ
ル表面を乾燥した後に、該バブルを形成する熱可塑性合
成樹脂が加圧によりその内面同志が熱融着可能な温度範
囲において、ピンチロールにより加圧して１枚のフィル
ム状に固形化させる、または、前記バブルが、少なくと
も２基以上の押出機から押し出された樹脂の多層構成よ
りなることを含み、さらに、前記ピンチロールの少なく
とも一本は、その表面がマットであることをも含むイン
フレーションフィルムの製法である。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるインフレー
ションフィルムの製法について示す説明図であり、図２
は本発明によりバブルをおりたたみ、１枚のフィルム状
に固形化する状態を、単層と多層のそれぞれのバブルの
断面で段階的に示したもので、（５）は（４）のＸ部分
の拡大断面図である。本発明は、水冷式インフレーショ
ン法において、環状ダイ３から、上向きに或いは下向き
に熱可塑性合成樹脂を溶融押出して管状体とし、該管状
体内に空気８を吹き込んで、前記管状体を一定の大きさ
に膨張させてバブル４とした後、該バブルを100 ℃以下
の水槽に浸漬するか、バブル表面に水１１を吹き付けて
冷却する。表面に付着した水分を除去し、乾燥して、前
記バブルを安定板５によって強制的にたたみ、ピンチロ
ール６により、加圧するが、本発明においては、前記加
圧の際のバブル内面の樹脂温度を加圧によって内面同志
が熱融合する温度以上とするものである。

【０００７】従来の技術によれば、前記バブルを安定板
によって折りたたみ、ピンチロールにより、加圧する際
にバブルの内面同志が融着することは勿論、ブロッキン
グ傾向があっても問題となるので、前記バブルの冷却は
十分に行う必要があった。本発明は、前記ピンチロール
による加圧により、バブルの内面同志を熱融合させるこ
とが目的であるため、冷却の必要性は極めて少なく、し
たがって、高速の引取速度が可能となる。

【０００８】バブルの内面同志が熱融合可能な温度と
は、製膜に用いる熱可塑性合成樹脂の種類により異なる
が、概ね次に示す温度範囲である。 PP: 160〜 120℃ LDPE: 120〜 60℃ L-LDPE: 120〜 60℃ EVA: 120〜 50℃ S-PE: 120〜 50℃ 本発明の実施においては、少なくとも、各樹脂別に上記
温度以上に保持したバブルをピンチロールにより圧着す
る必要がある。｛略号は、PP: ポリプロピレン、LDPE:
低密度ポリエチレン、L-LDPE: 直鎖状低密度ポリエチレ
ン、EVA:エチレン−酢酸ビニル共重合体、S-PE: シング
ルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフ
ィン共重合体｝ 水冷式の製膜における冷却水は、フィルムの透明度を向
上させるために、バブルの温度を急速に低下させるため
に、30℃以下にするのが普通であったが、本発明におい
ては、ピンチロールで加圧して、バブルの内面同志を熱
融着させるため、30〜50℃の冷却が好ましい。この温度
は、バブルの厚さ、引取の速度などにより、適性な値と
する。

【０００９】本発明においては、単層のバブルにより製
膜してもよいが、多層のバブルにより製膜することも可
能である。多層により製膜する場合は、図２に示すよう
に、樹脂ｂと樹脂ｃの２層構成とし、最終的に熱溶着す
ると、樹脂ｃ同志が熱溶着し図２の（５）のような構成
のフィルムが得られる。バブルの内面に熱融着温度の低
い樹脂を選択することにより、安定した製膜が可能とな
る。例えば、 PP/AD/C-PP PP/AD/L-LDPE 等である。インフレーション製膜において、水冷式を用
いるのは、ポリプロピレンフィルムのように、空冷式で
は、安定した製膜が難しい場合や透明性の良いフィルム
を得ようとする場合である。

【００１０】水冷式の場合の本発明により製膜しうる多
層フィルムの構成例を列挙し挙げること。 ＜表面層＞＜中間層＞ ＜内面層＞ ＜得られるフィルムの特徴＞ PP(COP) ー PP (HOMO) 乾燥食品用シーラント PP(COP)/AD/EVOH/AD/ PP (HOMO) バリアシーラント AS-PP(COP) ー PP (HOMO) 非帯電 PP フィルム 多層フィルムとして、バリア性を有するフィルム、表面
層の物性と中間層の物性とをそれぞれの目的に合わせて
設計することができる。｛略号は、PP(COP):コポリマー
タイプポリプロピレン、PP(HOMO): ホモタイプポリプロ
ピレン、AD: 接着性樹脂、EVOH: エチレン−酢酸ビニル
共重合体のケン化物、AS-PP(COP): 界面活性剤添加のコ
ポリマータイプポリプロピレン｝。前記のように、エ
チレン−酢酸ビニルの共重合体のケン化物（EVOH）を中
間層とした３層共押出フィルムを本発明の方法により製
膜すれば、見かけ１枚のフィルムの中に、２層のバリア
層を内臓したフィルム（PP(COP)/AD/EVOH/AD/ PP(HOMO)
・PP(HOMO)/ AD/EVOH/AD/PP(COP)を得ることができる。
前記の、およびのPP(HOMO)のかわりに、バブルの
内面に接着性のよい樹脂、例えば、L-LDPE、S-PEなどの
樹脂を組み合わせてもよい。

【００１１】折りたたんだバブルを、ピンチロールによ
り加圧し熱融着させる温度を安定して保持させるため
に、装置の側から補助的にサポートすることができる。
例えば、ピンチロールの加温、ダブルピンチロールと
し、第一ピンチロールは加温し、第二ピンチロールは冷
却ロールとする、また、バブル内に吹き込む空気を加温
する等の各種技法を用いることは製膜の高速化にとって
も有効である。

【００１２】本発明による製膜方法は、従来の製膜方法
に比べて、バブルの冷却の程度は極めて低くしてもよ
く、このことは、環状ダイからピンチロールまでの距離
を短くすることができるので装置のコンパクト化（装置
として、上向き、下向きにかかわらず、装置の上下の総
高さを低く設定できる）と、製作費が安くなる等のメリ
ツトがあり、引取り速度も早くすることが可能である。
本発明による製膜の生産性は、押出機からの樹脂の押出
量が一定であれば、従来技術と同じ生産性であるが、前
記のように、バブルの冷却が殆ど必要でないため、大幅
にスピードアップできる（押出量を増すことになる）
が、ポリプロピレンを用いて、厚さ30μｍ仕上がり巾90
0mm のフィルムを製膜したが、製膜のスピードは従来の
スピードの６倍（10m/min.→60m/min.) で製膜すること
が可能であった。すなわち、従来法と比較して６倍の生
産量となった。

【００１３】バブルの形成において、該環状ダイから、
溶融樹脂を押出して管状体を形成し、該管状体の中に空
気を吹き込んでバブルを形成する際に、前記吹き込む空
気量を多くしてバブルを形成しているフィルムに延伸を
加えフィルムの強度、ガス、水蒸気などの遮断性など、
フィルムの物性を改良することができる。

【００１４】従来のインフレーション製膜においては、
バブルの温度を一定の温度まで冷却してから、押さえ板
により、フラット状にたたみ、ピンチロールにより、圧
着しているが、円形ダイスからバブルを形成し、前記バ
ブル内に空気等を吹き込んで膨張させる段階において
は、フィルムの表面に凹凸を形成させることが不可能で
あった。又、バブルを前記のように、冷却してからピン
チロールによりたたみこむため、バブルを形成している
樹脂は、塑性変形をさせることも出来ない。滑りが悪い
と、包装スピードに影響を及ぼし、生産性の阻害要因と
なりかねないので、大きな問題である。そのため、従来
インフレーション製膜において、滑り性を良くする方法
としては、樹脂の中に滑り剤をブレンドして製膜するな
どの方法をとるケースが多かった。ところが、これらの
添加剤は、内容物の味覚に影響を及ぼすことがあり、ま
た、季節的要因や、フィルムとしての保管期間の長い場
合などに、該フィルムの表面に前記添加剤が浮き出る
（ブリードアウト）等のトラブルがあり、使用に際し注
意が必要であった。

【００１５】本発明によれば、バブルを折りたたむ段階
において、前記バブルを形成している樹脂は、塑性変形
しうる温度を保っているので、前記ピンチロールの表面
をマット化しておき、フィルムを加圧することにより、
前記ピンチロールのマット形状がフィルム表面に賦型さ
れることになり、その結果、得られるフィルムは滑り性
の良い表面となり、ロール巻き上げの際のシワ発生防
止、包装機械における各種フォーマー（成形部）での、
機械との滑りがよく、使いやすい材料である。

【００１６】製膜と同時にフラットフィルムとしてロー
ル巻きをするのに、従来の方法においては巻き上げ装置
が２セット（フィルムに表面処理を施す場合には、コロ
ナ処理装置ｔも２台）必要であったが、本発明によれ
ば、前記巻き上げ装置は１セットあればよく、また、コ
ロナ処理等の表面処理をする場合に必要な装置も１台あ
ればよい。本発明においては、環状ダイスから巻き取り
までの長さが従来の方法に比べて短くてよいため、コン
パクトな製膜機械となり、製膜工場としては省スペース
のメリットがある。

【００１７】本発明の製膜方法においては、バブルを案
内板により折りたたみ、一枚のフィルムとして使用でき
るので、バブルを安定させて案内板により折りたたみ
（バブルの折り径を一定にする）、ピンチロールで圧着
したフィルムは、そのまま必要正確なフィルム巾とする
ことができ、折りたたみ、１枚のフィルムとしたフィル
ムの巾が仕上げ巾として利用できるので、本発明は、従
来のＴダイキャスト法やインフレーション法のように、
製膜したフィルムの両端を除去する必要がなく、省資
源、省エネルギーのフィルム製造方法である。

【００１８】［実施例］下向きインフレーション製膜機
械を用いて、下記の条件により、PPフィルムを製膜し
た。 樹脂：コポリマータイプＰＰ 東燃F409B ( 東燃株式会
社製 商品名) 目的とするフィルムの厚みと巾：30μｍ、700mm. 環状ダイス: 200mmφ ブロー比:1.9 引取速度: 120m/min. 押し出し時の樹脂温度： 240℃ ピンチロールにて加圧時の樹脂温度： 120℃ ピンチロールの表面: 50μｍの凹凸あり PP樹脂を環状ダイから環状体に押し出し、管状体の中に
空気を吹き込んで、前記管状体を膨張させて、バブルを
形成し、バブルの中間部において、40℃の冷却水を吹き
かけ、100cm 下にて、前記冷却水を受け皿に受け、次に
案内板により、折りたたみ、 120℃に加熱したピンチロ
ールにより加圧しフィルムを一体化( 固形化) した。 [比較例]実施例と同じ樹脂により、同一フィルム厚み及
び巾をもった製品を得るためには次の条件となった。 樹脂：コポリマータイプＰＰ 東燃F409B ( 東燃株式会
社製 商品名) 目的とするフィルムの厚み巾：30μｍ、700mm. 環状ダイス: 200mmφ ブロー比:1.9 引取速度: 15m/min. ピンチロールの表面: 50μｍの凹凸あり PP樹脂を環状ダイから環状体に押し出し、管状体の中に
空気を吹き込んで、前記管状体を膨張させて、バブルを
形成し、バブルの中間部において、30℃の冷却水を吹き
かけ、200cm 下にて、前記冷却水を受け皿に受け、次に
案内板により、折りたたみ、ピンチロールにより加圧し
フィルムを一体化( 固形化) した。 （結果）引取速度 (リワインダでの巻き上げ速度) とし
ては、実施例で120m/min. そして比較例では15m/min.で
あった。本発明の製膜法 (実施例) で生産性は、従来法
(比較例) の４倍であった。また、比較例では、ピンチ
ロールにおいて折りたたんだフィルム巾としては750mm
を必要とし、両端、各25mmずつのトリミングが必要で会
ったが、実施例においては、ピンチロールにおいて熱融
着する際のフィルム巾は700mm でそのまま製品の巾とす
ることができた。ピンチロールの表面には、前記の通り
いずれも50μｍの凹凸があったが、実施例により得られ
たフィルムには、7 〜10μｍの凹凸が賦型されたが、比
較例のフィルムには全く凹凸は賦型されなかった。

【００１９】

【発明の効果】本発明の製膜法により、水冷インフレー
ションによる製膜がより高速で行えるようになった。従
来技術による製膜工程において、フラットフィルムを巻
きあげる際に、折りたたみチューブの両端のトリミング
が必要であったが、本発明によれば、前記管状ダイから
押出した樹脂の全部が製品となり、従来の方法のよう
に、耳ロスを発生させることなくフィルムとして利用で
きるので無駄がなく省資源、省エネルギーであり環境対
応型の製膜方法である。ピンチロールの表面をマットな
状態にすれば、滑り性のよいシーラント等のフィルムを
うることができる。表面層と芯層とで別の特性をもたせ
たフィルムの製法が可能である。例えば、帯電防止フィ
ルム（非帯電）、バリア性を有するシーラント等であ
る。又、Ｔダイキャスト法と比較して、生産ロットが少
なくとも生産対応可能な方式であることについては、イ
ンフレーション法本来の特徴を引き継いでいる。環状ダ
イスから巻き取りまでの長さが従来の方法に比べて短く
てよいため、コンパクトな製膜機械となって、製膜工場
としての省スペースの利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製膜法に関する説明図

【図２】本発明により構成されるバブル及び得られるフ
ィルムの断面拡大図。

【図３】従来技術による製膜法の説明図

【符号の説明】

１ 押出機 ２ 原料ホッパー ３ 環状ダイ ４ バブル ５ 安定板 ６ ピンチロール（加熱） ７ アニールロール（冷却） ８，８′空気、冷却空気 ９，９′巻き上げ部 １０ エアリング １１ 冷却水 １２ 冷却水噴出口 １３ 冷却水受け皿 ａ 樹脂ａ ｂ 樹脂ｂ ｃ 樹脂ｃ ｄ 乾燥部 ｍ 熱融着部 ｔ 表面処理装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式インフレーション法において、環
   状ダイから、溶融押し出した熱可塑性合成樹脂管状体に
   空気を吹き込んで、前記管状体を一定の大きさに膨張さ
   せたバブル表面をシャワーにより水冷し、または、水槽
   に浸漬して冷却し、バブル表面を乾燥した後に、該バブ
   ルを形成する熱可塑性合成樹脂が加圧によりその内面同
   志が熱融着可能な温度範囲において、前記バブルを強制
   的に折りたたみピンチロールにより加圧して１枚のフィ
   ルム状に固形化させることを特徴とするインフレーショ
   ンフィルムの製法。
2. 【請求項２】前記管状体が、少なくとも２基以上の押出
   機から押出された樹脂の多層構成よりなることを特徴と
   する請求項１記載のインフレーションフィルムの製法。
3. 【請求項３】前記ピンチロールの少なくとも一本は、そ
   の表面がマットであることを特徴とする請求項１または
   請求項２記載のインフレーションフィルムの製法。