JPS5865630A - インフレ−シヨンフイルムの成形方法および装置 - 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】 本発明はインフレーション法によって熱可塑性樹脂の管
状フィルムを成形する方法及びその鋏ｔＫ関する。更に
詳しくは、溶融押出しされた管状体はアニー“リングチ
ャンバー通過中は保温もしくは除冷され、アニーリング
チャンノ々−に密接したエアーリングから管状フィルム
の軸心に向けて、しかも軸心にほぼ垂直に吹付けられる
冷却風によって急速に冷却され、内圧によって膨張させ
られると共に、膨張した管状フィルムの外周側に設けら
れた整風筒の下端とエアーリング上側に位置する副冷却
風取入口からの副冷却風によって冷却を強化され、それ
らの冷却風を整風筒の上端とその上に配置された遮風板
の間の冷却風副排出口、および遮風板と管状フィルムの
間の冷却風排出口から排出させることにより、管状フィ
ルムの完全な冷却のみならず管状フィルムのゆれや振動
のない、そして膨張比の極めて安定な熱可塑性樹脂から
イン７レーシ冒ン法により透明性の優れた管状フィルム
を得ることのできる成形方法およびその装置に関する。

最近のインフレーションフィルムの成形技術の改良は高
速成形性を目指すものが大勢を占め、例えば実公昭５２
−１２７９１１実開昭４９−１１７３５８、特公昭５Ｂ
−８３３９、特公昭５４−８３９０のように、管状フィ
ルムの進行方向に冷却風を流す併流式が採用され、空気
流の層流化を高めることにより、管状フィルムを安定に
保持する、管状フィルムの膨張を補助する、および冷却
効果を高めるという効果があると説明されている。

しかし、これらの技術は飽くまでも高速成形と生産性の
向上に主成が置かれており、この発明が目的とする透明
性の向上とは本質的に異なり、相反する場合も多い。例
えば高速化技術ではクロストライン（凝固線）をダイに
近づけることが必要とされているが、透明性の向上のた
めにはダイからフロストラインまでの距離および通過時
間を長くする方が望ましく、このため本発明では管状フ
ィルムをアニーリングチャンバー内で保温もしくは除冷
せしめている。これは溶融流動状態の樹脂が走行中その
表面張力によって平滑化すること、および押出速度と巻
取速度の差によって薄肉化することに意味があり、既に
特公昭３１１−２４５９３Ｉ′Ｃアニーリングチヤンバ
ーの設置が開示されている。しかし、そのｌＩ！鋏値は
例えば高圧ポリエチレンの場合、今日市場に流通してい
るものと同僚にで本発明の目的とする水準には達せず、
この装置を用いることによって生じる操作の不安定さの
次め実用には供されていない。これはア二−リングチャ
ンノ署−内の空気が減圧化されて管状フィルムが膨張を
始めて周壁と接触するトラブルが生ずるからであり、こ
のトラブルを解決するために実公昭４６−２８１１５２
においてはアニーリングチャンツアーに開口を設けて外
気と連通する装置が提案され、特公昭５３−８３３９や
実公昭５２−１２７９１においてはダイに近接した多孔
性内筒が用いられている。

一方、本願発明はこれらの一連の技術と異なりエアーリ
ングからの冷却風を管状フィルムの軸心に向けて、かつ
細心に垂直となるように吹きつけることによって併流式
よりもフィルムを急速に冷却すると共に、その冷却風の
一部が僅かにアニーリングチャンバー内に吹き込まれ、
内部の空気を微量ずつ置換することおよびチャンバー内
を微加圧もしくは少なくとも減圧にしないことによって
管状フィルムは保温もしくは徐冷されながら安定にアニ
ーリングチャンバーを通過することができる。

従来、アニーりングチャンパーはフィルムの平滑性に寄
与することが知られ、フィルムに垂直に冷却風を吹きつ
ける方法は冷却能力の増大が予掬されながらいずれも操
業の不安定さのため利用されず、ましてその両省を組合
わせることは考えられなかった。

しかし本発明者らは、この両省を組合せることによって
アニーリングチャンバー内での管状フィルムの安定性を
高め、エアーリングでの不安定性はエアーリング自身の
工作精度の向上や。

さらにこれと組合せる整風筒と遮風板の存在によって従
来の装置以上に安定化され、しかも冷却が強化されるこ
とによってフィルムの透明性中光沢が向上することを見
出し本発明に到達した。ＩＩ凰筒と遮風板は既に記述し
次アニーリングチャンパーと垂直式エアーリングと共に
本発明を構成する重要な要素であり、その構造は第１図
に示される。この構造の一部分は一見するとモダンプラ
スチック誌１９６３年７月号１２２ページの真空チャン
バー法と類似しているように見える。しかし詳細に比較
すれば真空チャンバー法は管状フィルムがチャンノ９−
を出る部分の間隙以外は密閉室を形成し、そのことがそ
の技術の重要な要素となっているのに対し、本発明にお
いてはチャンバーに相幽するものの下端に銅冷却風を吸
込む間隙ｔｘは開口を有し、上端にも２カ所の空気吹出
し口を有するｔめ内部が減圧化されない点において本質
的にはバキュームチャンバー法と異なり、むしろチャン
バーの効果を否定する方向での改造を行つ次ものであり
、これらの点は実験データに基いて詳述する。

本発明はむしろ先に本発明者らが出願した特願陥５５−
７．２１５８７を改良する過程において、更に成形の安
定性を追求するうちに見出されたものである。

本発明の方法を第１図によって説明すると、押出機ｌに
よって溶融され、混練された樹脂は環状ダイ２によって
管状に成形され、アニーリングチャンバー６内を通過す
る間保温されるか僅かに徐冷されるが、凝固・結晶化す
る温度よｐ可成り高温に保たれている。この工程でダイ
から押出され九時より表面平滑性の改良された溶融管状
体はアニーリングチャンバーに密接しているエアーリン
グツから管状フィルム５の中心軸方向でかつフィルムに
垂直に吹きつける冷却風によって急激に冷却される。冷
却風はフィルム面に垂直に轟る危め少量はアニーリング
チャンバー内にも吹込み、チャ／パー内の減圧化の防止
に寄与している。管状フィルムはエアー吹込口４からの
エアー内圧によって膨張し、整風筒１１の領域内で効果
的に冷却を児了し、ガイド板１６によって平面状に収束
され、ニツゾロール１７を通して巻取られる。整風筒１
１は膨張し度管状フィルムの外周側に同軸的に設置され
ており、その下端すなわちエアーリング上板９との間に
間＠ｔたは開口を有し、ここから銅冷却風を吸込んで冷
却能力を高め、増量された冷却風を遮風板１５と整風筒
１１の上端との間に開口している冷却風副排出口１３か
らも吹出すことによって不必要な乱気流の発生を防いで
いる。遮風板１５は第２図に示すように虹彩絞機のよう
に内径な可変とすることによって、管状フィルムの径の
変更等の製造条件の変更に際し調整できる。銅冷却風取
入口ｌＯおよび冷却風副排出口１３もその間隙または開
口面積を可変とし、製造条件に応じて好適な状態とする
ことができる。アニーリングチャンバー６は管状フィル
ムと同軸！ｆ−設置され、その高さは１５０〜７００誌
であり、内径はダイリッジの１．１〜５倍のものが使用
可能である。エアーリングの上部プレートリング９と整
風筒１１の下端との間隙は５〜５０簡の範囲で可変であ
ることが必要である。整風筒１１は高さ１５０〜５００
　ｗｓ。

内径はダイリッジ径の１．５〜６５倍で、管状フィルふ
と接触しないことが必要である。整風筒１１の上端から
５〜５０目上に配置されゐ遮風板はその内径と管状フィ
ルムの間隔が５〜１００Ｕに調整可能なことが必要であ
り、虹彩絞機尋で内径可変とすることが望ましい。また
外径はＢＯＯ〜１１００Ｏｓであるが、整風筒の外径よ
り大であることが望ましい。これらの間隔１３．１４が
５１１１１以下では冷却風の排出が困難で乱流を生じ、
管状フィルムを不安定にし、間隔１３が５０ｆ１以上、
間隔１４が１００ｍｍ以上になると冷却力が低下し、管
状フィルムの安定性が低下する。

次に本発明の整風筒および遮風板によって構成される部
分は管状フィルムの冷却の強化と走行安定性およびフィ
ルムの成形安定性をもたらすのであるが、今仮シにエア
ーリングと整風筒の間の銅冷却風取入口（それは実質的
には間隙であっても多孔よりなってもよい。）および／
または整風筒と遮風板の間の冷却風排出口（それは実質
的には関−であっても多孔よりなってもよい。）を無く
シ次場合の実験結果を以下に示す。

（実験ｌン 副冷却風取入口および冷却風排出口を塞いで、この部分
を真空チャンバー的にした場合ＫＪｆｉ與施例実施比較
して管状フィルム自身の安定性が悪く、ゆれやふらつき
と共にフィルムの膨張率が変化し、折径の変動が実施例
１の場合の３〜５倍となり、フィルムの壱喪が乱れる上
、袋とした場合のサイズの変動となって通常の取引の対
象とはならない製品しか得られない。

（ｌ！験２） 本発明の方法から冷却風排出口を閉鎖した場合、フィル
ム自体の性能は実施例１に近いものが得られる。しかし
管状フィルムの膨張時の安定性に若干難点があり、これ
が折径の変動となって現われ、フィルムの巻姿の不整と
なり、袋物に加工した場合のサイズの変動となって商品
価値が低下する。

本発明の方法から二次冷却風取入口を閉鎖した場合、実
験２の場合とほぼ同様の現象が見られ、フィルム自体は
一見透明性良好であるが、管状フィルムの１１儀時の不
安定性のため商品価値の低い製品となる。

実施例１ ４０闘榛押出機を用いて第１図のインフレーションフィ
ルム成形装置により管状フィルムを成形した。環状グイ
スリットのリップ径は７５關φでＴｏ９、アニーリング
チャンバーの高さは２００ｔｌ、内径Ｆｉ２ｓｓ鶴φで
ある。エアーリングと整風筒の間に副冷却風を取入れる
間隙を設けてエアーリングからの風量の１／１５の副冷
却風を取入れた。仁の主および副冷却風は内径８００ｍ
径の整風筒を吹抜けて管状フィルムを効果的に冷却し、
鐘風板によって分割されて一部は管状フィルムと遮風板
の間を通過し、残りは整風筒と鎗風板の間の冷却風排出
口から系外に出る。

ニアリング吹出口の風速は６．２翼／秒で温度は２０℃
である。遮風板の外径は９ｔｌＯｕ、管状フィルムと遮
風板内径との間隔はＢＵｎ＋とじ危、フィルムの巻取速
［ｔｉｌ　２　＊　７分で、巻取られたフィルムの厚さ
は０．’０４ｇ、フィルムの膨張比ｄ　２．　Ｏとした
。使用した樹脂は日本ユニカー社製フィルム用低密［Ｐ
Ｉであり、密度、メルトインデックス、得られたフィル
ムの透明性を示す曇り度及び光沢は他の実施例および比
較例と共に嵌ＩＫ示す。

比較例１ 実施例１のエアーリングのリップ構造を通常用いられて
いる第３図の型式とし、他は使用樹脂、装置、条件等は
同じとした。このエアーリングの吹田口は通常のインフ
レーションフィルム用に好適とされている併流型である
が、篤くべきことは本発明の技術においては透明性の向
上効果は期待外れであり、従来の汎用技術を改良するこ
とはできたが、改良の程度は予ＰＪ可能な程度に止まっ
た。％に光沢の点では比較例２に示す汎用技術と全く差
がないことは注目すべきである。

比較例２ 実施例１と同種の樹脂を用い、アニーリングチャンバー
および整風筒、遮風板を用いない汎用技術による結果で
ある。エアーリングの吹出口は比較例１と同じ併流製で
ある。得られたフィルムの曇り度は１ＩＩＫ示すように
５．２と低密ｇＰＮとしては良好であり、フィルムグレ
ードの樹脂を用い危場合の標準的水準といえる。

実施例２〜８ 実施例１と同様の装置と一法を用い使用樹脂の品種の異
なる％（ＯＫついて検討し穴結果である。実施例６，６
は押出温度１７０℃、実施例〕は押出温度１５０℃とし
、他の実施例は押出温に１６０℃である。樹脂記号でＤ
ＦＤ−０１１８゜ＮＵＣ−ＩＩ器Ｏ６、ＮＵＣ−８００
８は日本ユニカー社製低密度ポリエチレンでＴｏす、Ｎ
ＵＣ−３５３０は日本エニカー社製エチレンー酢酸ビニ
ル共重合悴であり、ウルトイツクス２０２ＵＬは三井石
油化学社製、ＤＦＱＡ−７０４３、ＤＦＧＡ−７０４２
はユニオン・カーバイド社製でいずれもエチレン共重合
体である。

比較例３〜９ 比較例２と同じ装置と方法によって樹脂の品種のみを異
にする奥験結果であり、比較例６゜７は押出温度１７０
℃、比較例８は押出温度１５０℃とし、その他の比較例
は押出温Ｋ　１６０℃とした。

比較例１０ 実施例１の装置のうちアニーリングチャンバーを使用せ
ず、管状フィルムはダイを出ると直ちにエアーリングに
よって冷却され、整風筒、遮風板はそのまま使用し次場
合の結果を示す。

従来の汎用技術と対比すればその改良の程ｐｔは做々た
るものであり、光沢については全く改良されていないと
言っても良−程度である。

尚これらの餉定は＃にり度は＾８ＴＭＤ−１００３、光
沢はＡ８ＴＭ　Ｄ−２４５７、メルトインデックスｔ！
Ａ８ＴＭ　Ｄ−１２３８、密ｊ［＃ｉＡ８ＴＭ　Ｄ−１
！ｉ０１＄子風速針を使用した。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施数置の概略を示す断面図、第２図は
遮風板の平面図、第３図はエアーリングの冷却風吹出口
を通常用いられている併流式にしたインフ、レーション
フイルム成形装置の概略を示す断面図である。 ｌ・・・押　出　機　　　　２・・・ダ　イ３・・・グ
イスリット　　　　　　４・・・膨張用エアー吹込ロア
・・・ニアリング　　　　　　８・・・下部プレートリ
ング９・・・上部プレートリング　　　１０・・・薊冷
却風増人口１１・・・振　凰　筒　　　　１２・・・冷
却風壜入口ｌ　３・・・冷却風副排出口　　　　ｌ　４
・・・冷却風排出口１５・・・遮風板（口径ＩＴ変虹彩
絞機つ１６−・・ガイ　ド板　　　　１７・・・ニップ
ロールも１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂を溶融押出し後膨張、冷却せしめるイ
   ンフレーションフィルムの成形方法において、ダイ−リ
   ップから押出した溶融管状フィルムをアニーリングチャ
   ンバー中で保温もしくは徐冷し、エヤーリングから管状
   フィルムの中心軸に垂直に冷却風を吹付けて急速かつ均
   一に冷却しながら管状フィルムを膨張させ、膨張管状フ
   ィルムの外周側に設けられ次整風簡の下端部の開口から
   取入れた副冷却風とエヤリングからの冷却風を管状フィ
   ルムと整風筒との間を通過させて管状フィルムの冷却を
   継続し、整風筒とその上に配置された遮風板の間隙およ
   び管状フィルムと遮風板の間隙から外ｉＫ吹出させ完全
   に冷却し固化させることを特徴とするインフレーション
   フィルムの成形方法。 ２、環状ダイから熱可塑性樹脂を押出し、ニアリングで
   冷却し、内圧により膨張させるインフレーションフィル
   ムの成形装置であって、ダイとエヤーリングの間に両者
   と密接してかつ管状フィルムの外周側に設置されたアニ
   ーリングチャンバーと、管状フィルムの中心軸に垂直の
   方向に冷却風を吹きつけるニアリングと、膨張し穴管状
   フィルムの外周側に同軸的に設置される整風筒と、ニア
   リングと整風筒の間に開口している副冷却風取入口と、
   整風筒とその上に配ｔされた遮風板の間に開口している
   冷却風側＃Ｐ出口と、管状フィルムと遮風板の間隙であ
   る冷却風排出口とからなることをａｍとするインフレー
   ションフィルムの成形装置。