JPS5850172B2 - 管状フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性樹脂を溶融押出し、空冷インフレー
ション法によりフィルムに成形する際、効率よく縦と横
に膨張させて物性のすぐれた管状フィルムを製造する方
法、特に溶融バブルを安定な状態に維持しつつ高速で引
き増り、たるみやしわなどかなく外観の良好な管状フィ
ルムを製造する方法に関するものである。

従来、熱可塑性樹脂を溶融押出し、空冷インフレーショ
ン法により高速で管状フィルムを製造することが行われ
ている。

この場合、引張強度、引裂強度などの機械的性質におい
て、縦と横のバランスのとれたものを得ようとすれば溶
融チューブが膨張する際、該チューブの縦と横の厚みの
変形率を同じにする必要がある。

ところで、一般にダイリップの間隙は、工作精度と生産
性の面から下限かあり、所望フィルムの厚みに比してか
なり広くなるし、溶融チューブの横方向の変形率はブロ
ー比で左右される。

そして、フィルムの折幅には制限があるので、該チュー
ブが膨張する際の縦、横の厚みの変形率を同じにするに
は、ダイから押出された溶融チューブを縦方向に相当引
張って厚みを減少しなければならず、膨張前のチューブ
は必然的に長くなる。

通常、この膨張前の長い溶融チューブの部分をネックと
呼ぶ。

また・高速で管状フィルムを製造する際、押出量が増大
するので押出機の内部で発熱し、樹脂温度は上昇する。

樹脂温度か上昇すると溶融チューブの溶融張力は低下す
る。

このように熱可塑性樹脂を溶融押出し、空冷インフレー
ション法により高速で管状フィルムを製造する際、溶融
チューブは高温になりかつネックを形成する特異な形状
となるので、バブルは不安定となり、安定した状態での
連続成膜か不可能であった。

この欠点を補うために、ニアリングの風速ヲ２０ｍ／ｓ
ｅｃ以上の高速とし、十分な冷却を達成し、熱可塑性樹
脂の溶融チューブの溶融張力を高くしてバブルを安定化
することも考えられるか、このようにすると溶融粘度の
高い樹脂でもバブルが揺動して安定せず、場合によって
はバブルの振動を生じ、安定した状態での連続成膜を行
うことができない。

これまで、このようなニアリングの高風速冷却に伴うバ
ブルのゆれを防止する手段として、熱可塑性樹脂チュー
ブの内側にマンドレルを取り付ける方法、バブル全体を
円筒状の布でおおう方法、非常に高粘度の樹脂を用いて
バブルの溶融張力を上げる方法などが提案されている。

さらに前記の熱可塑性樹脂チューブの内側にマンドレル
を取り付けて高速で管状フィルムを製造する方法には、
内マンドレルと熱可塑性樹脂チューブが接触するものと
、両者が接触しないものの２通りが知られている。

しかしながら、前者では内マンドレルの温度か高くなり
すぎると、マンドレル表面に熱可塑性樹脂チューブか粘
着して該チューブの切断を起すなど好ましくない事態に
なるので慎重な内マンドレルの温度制御か要求されると
いう不便がある。

また、後者では、内マンドレルと熱可塑性樹脂チューブ
との間のエアギャップ部分に、エアを連続的に流通させ
うる構造のマンドレルを用いなければならない上に、わ
ずかな空気圧の変化によっても該チューブが内マンドレ
ルに接触するようになるので条件管理が面倒であるとい
う欠点がある。

他方、バブル全体を円筒状の布でおおう方法では、室内
の風の動きによるバブルのゆれは一応防止できるとして
も、ニアリングから高速で噴出するエアによりひき起さ
れるバブルのゆれを防止するには、布の空隙率の選択を
適切にしなければならないため、このエアの風速に応じ
てそれぞれ異った空隙率の布を準備しなければならない
。

さらに、非常に高粘度の樹脂を用いる方法は、押出機の
スクリュー、ダイス等の部品が特殊なものとなり高価に
なるので、経済的に著しく不利になるという欠点を有し
ている。

本発明者らは、これらの従来方法における欠点を克服し
、簡単な手段で管状フィルムの安定な高速成形を可能に
しうる方法を開発すべく鋭意研究した結果、通常の空冷
インフレーションフィルム製造装置に簡単な部品を取り
付けるだけで、たるみやしわのない、しかもすぐれた物
性を有する管状フィルムを高速で製造しうろことを見出
しこの知見に基いて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は熱可塑性樹脂を溶融押出し、空冷イ
ンフレーション法によりフィルム成形するに当り、環状
ダイスから押出された熱可塑性樹脂チューブが膨張され
るまでの過程において、入口から出口に向って径が縮小
するテーパー付きホールをもつリングに該チューブを通
過させ、かつホール出口において該ホール壁面と該チュ
ーブは接触しないように維持することを特徴とする管状
フィルムの製造方法を提供するものである。

本発明方法においては、前記したように熱可塑性樹脂チ
ューブを入口から出口に向って径か縮小するテーパー付
きホールを通過させ、これが膨張して形成されたバブル
の外側に円筒状リングを設けることによりさらに良好な
結果を得ることができる。

また、熱可塑性樹脂チューブを入口から出口に向って径
が縮小するテーパー付きホールをもつリングに通した後
、該チューブが膨張を開始する近傍に冷却装置を設ける
ことによってさらに良好な結果を得ることができる。

ここに入口から出口に向って径が縮小するテーパー付き
ホールをもつリングとは、該リングのホールの一部又は
全部について入口から出口に向って径が縮小するテーパ
ーをつけたもの及び該リングのホールの一部又は全部に
ついて入口から出口に向って径が縮小する曲面をつけた
ものをいう。

次に添付図面に従って本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明方法の一実施例を示す説明図であるが、
この図において、環状ダイス１から押出された熱可塑性
樹脂チューブ２は、ニアリング３から上向きに吹き出さ
れるエアで冷却されなから、テーパー付きホールをもつ
リング４を通過し膨張してバブル５を形成する。

このバブル５は円筒状リング６を通過したのち、安定板
７，７′に沿って折りたたまれニップロール８，８′を
経て引取られる。

第２図は、第１図のテーパー付きホールをもつリング４
の拡大断面図であり、テーパー付きホール壁面と水平面
とのなす角かＡ、テーパー付きホール出口壁面と熱可塑
性樹脂チューブとの間隔かＢで示されている。

本発明においては、このＡか９０°未満、ＢかＯではな
いことすなわち接触しないように選択する必要かある。

テーパー付きホール壁面と水平面とのなす角Ａは、リン
グのホールの一部又は全部について入口から出口に向っ
て径か縮小するテーパーをつけたものにあっては、テー
パーの開始点と終了点とで構成される線分、またリング
のホールの一部又は全部について入口から出口に向って
径が縮小する曲面をつけたものにあっては曲面の開始点
と終了点を直線で結んで構成される線分と水平面とのな
す角をいう。

本発明における＠記テーパー付きホールをもつリング４
は必ずしも１個である必要はなく、所望に応じて２個以
上設けることも可能である。

前記したように、本発明においては環状ダイスを出た熱
可塑性樹脂チューブが膨張されバブルを形成する前の位
置で、より好ましくは該チューブの径が最も小さくなっ
た位置で、入口から出口に向って径が縮小するテーパー
付きホールをもつリングに通すことか必要である。

そして、このリング入口から出口に向って次第に狭くな
る円錐台状のテーパー付きホールをもち、かつホール壁
面の水平面に対してなす角が９００未満好ましくは３０
°〜８０°であることが必要である。

また、熱可塑性樹脂チューブがこのテーパー付きホール
をもつリングを通過するとき、リング出口においてホー
ル壁面と該チューブは接触しないように、好ましくはニ
アリングから上向きに吹き出され上昇するエアの風速か
４０ｍ／ｓｅｃ以上のものにあっては２０１／１７１Ｌ
以下、４０ｍ／ｓｅｅを下回るものにあっては１５間以
下に維持されていなければならない。

本発明はこのような条件のもとで実施することにより、
たるみ、しわなどかない管状フィルムを安定状態におい
て高速で製造することかできるが、これは前記テーパー
付きホールをもつリングのホール壁面と熱可塑性樹脂チ
ューブとの間に形成される勾配の作用で自動調芯効果を
生じ、バブルか自動的に安定化するものと考えられる。

すなわち、テーパー付きホールをもつリングで、熱可塑
性樹脂チューブと該リングのホール壁面との間に勾配を
つくり、かつ該リング出口においてホール壁面と該チュ
ーブは接触しないようにすることにより、宸すング州口
付近でニアリングから上向きに吹き出され上昇するエア
の圧力をバランスさせ、該チューブが常に該リングの中
心に位置するような調節がイボわれる。

例えば、テーパー付きホールをもつリングを熱可塑性樹
脂チューブが通過する際、ゆれを生じて該チューブが一
方に片寄ると、該チューブと該リングのホール壁面との
間隔か狭くなりその部分のエアΦ圧力が増加すると共に
、その反対側においては、該チューブと該リングのホー
ル壁面との間隔か広くなりその部分のエアの圧力か減じ
るので、該チューブは該リングの中心へ押し戻され、そ
０周囲で均一な圧力分布となるようにバランスするので
ある。

本発明において用いられるテーパー付きホールをもつリ
ングの材質は、熱可塑性樹脂と粘着しに＜＜、熱伝導率
の大きいものであればよく特に制限はないが、通常は鉄
、ステンレス鋼のような金属か好ましい。

さらに自動調芯作用を防げない範囲において、テーパー
付きホールをもつリングのホール壁面に溝を設けたり、
リングの下面から上面に向って貫通する孔を設けてもよ
い。

テーパー付きホールをもつリングの他に、二軸延伸され
て膨張したバフルの外側の任意の位置に円筒状の形をし
たリングを設けることにより、バブルをさらに安定化さ
せることができる。

これはこのリングがバフル径の変形部のゆれを防止し、
テーパー付きホールをもつリングの自動調芯の効果を増
加するからである。

従って、テーパー付きホールをもつリングのみでも高速
で管状フィルムの製造は可能であるが、円筒状の形をし
たリングを付加するとさらに高速で管状フィルムを製造
できるので、膨張したバブルの外側の任意の位置に該円
筒状のリングを設けるのか好ましい。

円筒状リングの材質としては、熱可塑性樹脂と粘着しに
くく、かつ滑り性のよい、熱伝導率の太きいものか好ま
しいが、一般的にはサンドブラスト加工した鉄か用いら
れる。

円筒状のリングは、軸方向の長さ１００ｍｍないし４０
０ｍｍで温度調節可能なものか有利である。

例えばポリオレフィン系樹脂を原料とし、バブルと接触
させて用いる場合、円筒状のリングの温度は７０〜９０
℃に維持するのが好ましい。

熱可塑性樹脂チューブか膨張を開始する近傍に、該チュ
ーブをさらに冷却することを目的として冷却装置を設け
ると、該チューブの膨張開始点は安定するので、高速で
安定成形できるようになるので好ましい。

本発明方法において原料として用いられる熱可塑性樹脂
には、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン
、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリア
ミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンイソフタレートなどのポリエステル系樹脂があるか、
これに限定されることはなく、空冷インフレーション法
によって管状フィルムを製造しうる熱可塑性樹脂であれ
ばどのようなものでもよい。

これらは単独もしくは２種以上の混合物として、用いら
れる。

また、必要に応じて熱安定剤、帯電防止剤・着色剤、充
てん剤・その他の補助剤′を加えて使用される。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例 １ 高密度ポリエチレン（サンチックＢ１７０．脂化成製品
、登録商標名）を６５φ押出機により、口径５０ ｍ７
１ｈ ダイスギャップ１．５ ｍｍの環状ダイスから押
出し、かつチューブを水平面に対する壁面の角度４５°
のテーパー付きホールをもつリングを通し、次に示す条
件に従って管状フィルムを製造した。

樹脂温度 １９０℃ 押出量 ７６ Ｋｐ／ｈ ｒニアリング風
速 ３０ ｍ ／ ｓ ｅ ｃリングの出
口におけるホー ル壁面とチューブとの間隔 ５ｍｍ 引取速度 ６０ｍ／ｍｉｎブ狛−比
３ このようにして厚さ１０μの全くたるみやしわのない管
状のフィルムが得られた。

このものの物性を第１表に示す。

比較例 １ 実施例１と同じ樹脂、同じ製造条件を用いて、ただしテ
ーパー付きホールをもつリングを取りはずし、通常の方
法で管状フィルムを製造した。

その結果、引取速度６０ｍ／ｍｉｎでは安定状態で操作
することかできず、引取速度を３０ｍ／ｍｉｎまで下げ
ることにより、漸く、たるみ、しわのない管状フィルム
を得ることかできた。

実施例 ２ 実施例１と同じ樹脂、同じ製造条件、ただし押出量１９
Ｋｐ／ ｈ ｒ ％エヤリング風速４５ｒｎ／ＳｅＣ
％水平面に対する壁面の角度７００のテーパー付きホー
ルをもつリング、チューブとホール壁面との間隔１５關
、引取速度７０ｍ／ｍｉｎで操作し、厚さ１０μの全く
たるみゃしわを有しない管状フィルムを得た。

このものの物性を第２表に示す。

実施例 ３ 実施例１と同じ樹脂、同じ製造条件を用い、ただし押出
量２１に５’／ｈｒｓバブルの外側にリング口径１５０
Ｘ７７１Ｘ軸方向高さ３００ｍｍ、温度８０℃の円筒状
リングを設け、引取速度８０ｍ／ｍｉｎフロー比３で操
作することにより厚さ１０μの、全くたるみやしわを有
しない管状フィルムを得た。

このものの物性を第３表に示す。

実施例 ４ 高密度ポリエチレン（サンチックＢ１８０、態化成製品
、登録商標名）を６５φ押出機により、口径５０ ｍｍ
ダイスギャップ１．５ｍｍの環状ダイスから押出し、か
つチューブを水平面に対する壁面の角度８０°のテーパ
ー付きホールをもつリングを通し、次に示す条件に従っ
て管状フィルムを製造した。

樹脂温度 ２１０’Ｃ押出量
２１ＫＰ／ｈｒ ニアリング風速 ３５ｍ／ｓｅｃノング出
口におけるホール □０ゎ 壁面とチューブとの間隔 引増速度 ８０ｍ／ｍｉｎブロー比
３ 円筒状リング径 １５０ｍｍ〃 高さ
３５０取 〃 温度 ８０℃ このようにして厚さ１０μの全くたるみやしわのない管
状フィルムが得られた。

このものの物性衣を第４表に示す。

実施例 ５ ナイロン６６（レオナ４１７００．旭化成製品登録商標
名）を６５φ押出機により、口径７５ｍｍ、ダイスギャ
ップ２ｍｍの環状ダイスから押出し、かつチューブを、
水平面に対する壁面の角度、５０゜のテーパー付きホー
ルをもつリングを通し、次に示す条件に従って管状フィ
ルムを製造した。

樹脂温度 ２８０℃ 押出量 ３７ Ｋｙ／ｈ ｒ ニアリング風速 ３０ｍ／ｓｅｃリングの
出口における 壁面とチューブの距離 ８１ 引取速度 ２５ｍ／ｍｉｎブロー比
３．２ このようにして厚さ３０μの全くたるみやしわのない管
状フィルムが得られた。

このものの物性を第５表に示す。

実施例 ６ 高重合度ポリエチレンテレフタレート（ＡＫＺＯ。

Ａｒｎ１ｔｅ Ａ −２００）を、５０φ押出機により
口径５０關、ダイスギャップ１．５朋の環状ダイスから
押出し、生じたチューブをテーパー付きホールをもつリ
ング（壁面勾配４０°、チューブと壁面との間隔５ ｍ
７Ｗ）に通し、さらに膨張後のバブルを円筒状リンク゛
（リング径１５０ｍｍ、軸方向の高さ３５０ｍ１１Ｌ１
温度７０℃）に通すことにより管状フィルムを製造した
。

樹脂温度 ２８５℃ 押出量 １８ Ｋｐ／ ｈ ｒ ニアリング風速 ２５ｍ／ｓｅｃ 引取速度 ２０ｍ／ｍｉｎ ブロー比 ３ このようにして、第６表に示す物性をもつ厚さ３０μの
、全くたるみやしわのない管状フィルムを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の説明図、第２図はテーパー
付きホールをもつリングの拡大縦断面図である。 図中符号１は環状ダイス、 ３はニアリング、 はテーパー付きホールをもつリング、 リングである。 ６は円筒状

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂を溶融押出し、空冷インフレーション
   法によりフィルムを成形するに当り、環状ダイスから押
   出された熱可塑性樹脂チューブが膨張されるまでの過程
   において、入口から出口に向って径が縮小するテーパー
   付きホールをもつリングに前記チューブを通過させ、か
   つリング出口においてホール壁面と熱可塑性樹脂チュー
   ブが接触しないように維持することを特徴とする管状フ
   ィルムの製造方法。 ２ 熱可塑性樹脂チューブか膨張されバブルを形成した
   後で、円筒状リングに通すことよりなる特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３ 熱可塑性樹脂チューブが膨張を開始する近傍に冷却
   装置を設けることよりなる特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の方法。