JPS5894433A - インフレ−シヨンフイルムの成形法 - 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】 本発明はインフレーション法による熱可塑性樹脂フィル
ムの成形法に関する。更に詳述すれば、本発明は熱可塑
性樹脂を用いて透明性、光沢等の光学的性質及び衝撃強
度等の機械的性質が優れたフィルムを高速でかつ安定し
て成形し得るインフレーションフィルムの成形法に関す
る。

インフレーション法によりフィルムを成形する方法は通
常、樹脂を押出機で溶融して、環状ダイスからチューブ
状に押出すと同時にダイス内部を通して吹込まれる気体
で膨張させる、一方該チューブ（以下、バブルという）
を外側から冷却固化し、冷却したフィルムをニラグロー
ルで引上げ、巻取機に巻き取って成形されており、この
ような方法は、（１）設備が簡便で安価である、（２）
狭幅チューブから広幅チューブまで製造できる、（３）
チューブのため袋にしやすい、（４）ブローアツプ比を
変えるだけで幅が変えられる、（５）適轟なブローアツ
プ比をとれば縦、横のバランスよいフィルムが得られる
、（６）一般に製品ロスが少ない等の多くの利点を有し
、゛熱可塑性樹脂フィルム、特に、ｊ？　ＩＪオレフィ
ン樹脂に多用されている。

前記インフレーションフィルム成形法においては冷却が
フィルム物性および生産能力等に大きな影響を与えてお
り、該冷却法としては空冷法と水冷法が一般的に行われ
ている。しかしこれら冷却法は各々一長一短を有してい
る。例えば水冷法においては空冷法に比して冷却効率が
高く、急冷により結晶の成長が押えられるため製品が柔
らかくなり、フィルムの衝撃強度や光学的性質が向上し
、重包装袋用厚物フィルムの場合は従来の空冷法よりも
成形スピードが大幅にあげられるなどの利点を有するが
、フィルム厚が０．０１〜０．１　ｓｎ前後の軽包装用
フィルムの場合には主としてフィルムの剛性がなくなシ
、スリップ性や開口性が悪くなるという品質上の問題や
成形範囲が狭いなどの欠点を有している。

一方、空冷法は装置が簡便であり、取扱いが容易である
等の点や上述の様な理由から比較的薄物のフィルム成形
にｍ一般的に幅広く多用されているが、空気流で冷却す
るので冷却速度が遅く、冷却効果が充分でないので、高
速成形性に劣り、生産速度が低い。また結晶性プリマー
ではフィルムの透明性が悪いという欠点を有している。

従来、通例の一段の冷却環からなるインフレーションフ
ィルムの成形法ではフィルムの透明性全冷却環のダイか
らの距離および冷却気体の吹きつけ量を加減して調節し
ておシ、透明性のより良好なフィルムを得るためには樹
脂を急冷することが肝要であることから、冷却環からの
冷却気体の吹きつけ量を多くしなければならない。しか
しながらバブルへの吹きつけ量を多くするとパズルが大
きく振動し、製品の偏肉、しわ、寸法変動を生じ良好な
製品を得ることが難かしい。また、フィルムの成形速度
を増加させる場合も同様の現象が発生する。

更に冷却環を２段、３段と多段に設けたインフレーショ
ンフィルムの成形法もみうけられるが、これらの方法で
は合成樹脂チューブ外面で吹きっけられた気体が熱交換
をうけ該チューブ自身はある程度冷却されるが、該チュ
ーブ自身で熱交換されてあたためられた気体が層を形成
し、２段、３段と冷却環を設けても予想される程の冷却
効果があがらない。一方特開昭５４−２９３７０号公報
においては環状オリフィスから連続的に押出された溶融
状態の合成樹脂の合成樹脂チューブ外周のガスを吸引分
離し、該ガス吸引分離装置の前及び／又は後の位置で該
合成樹脂チューブの外周に設けたチューブ冷却環から放
出される冷却用ガスで該合成樹脂チューブを冷却して行
うことを特徴とし、該合成樹脂チューブの変形がおこら
ないように吸引する方法であるが、この様な方法では溶
融張力の小さい樹脂、例えばエチレン−α−オレフィン
共重合体等の樹脂においては腰がなく、バブルの安定性
がないので成形ができない。また第１段と第２段の気体
が干渉し合い、成形安定性が悪く、製品の偏向、しわ等
の原因になること等が知見されている。

本発明者らは上記の問題点を克服し、更に透明性、高速
成形性を向上させることを目的とし、鋭意検討した結果
、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明はインフレーション法により熱可塑性
樹脂フィルムを成形するに際して、環状ダイスから押出
された溶融状態の・ぐプルを吸引環でダイス口径より大
きく吸引膨張し、次いでノ々プル内の気体圧によりさら
に膨張させるとともに冷却環で該バブルの進行方向に対
して向流するように冷却ガスをバブルに吹き付けて冷却
固化させることをす徴とし、透明性および高速成形性に
すぐれたインフレーションフィルムの成形法を提供する
ものである。

本発明に用いる熱可塑性樹脂は高圧法ポリエチレン、中
低圧法ポリエチレン、ぼりプロピレンζポリブテン−１
、？す４−メチル−４ンテン−１、エチレン−プロピレ
ン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン
−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重
合体、エチレン−４−メチル−インテン−１共重合体等
のエチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸
ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレ
ン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、プリ塩化ビニリデン系
樹脂、ナイロン６．６、ナイロン６等のポリアミド系樹
脂、？リエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂
等が挙げられ、これらのうちでポリオレフィン系樹脂が
好ましく、特にダイス出口直後の冷却が大きく影響する
結晶性で、溶融張力の小さな樹脂、例えば低圧法ポリエ
チレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロ
ピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリブ
テン−１等で、とりわけエチレン−ブテン−１共重合体
、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ヘキセン
−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体、エチ
レン−４−メチル−インテン−１共重合体等のエチレン
−α−オレフィン共重合体が顕著な効果を発揮する。ま
た、これらエチレン−α−オレフィン共重合体の樹脂物
性としてはＭＩが０．３〜５Ｉ！／１０分、好ましくは
０．５〜３ｇ／１０分、密度が０．９１〜０．９４１ｉ
’／ｅｅ、メルトテンションが０．３〜６ｇ、好ましく
は０．８〜５１１、Ｎ値が１．３〜２．０、分子量が８
〜２０万、分子量分布（Ｍｗ／　Ｍｒ）が２．５〜１０
の範囲のものが好ましい。

本発明を図面に基づいて更に詳述するが、本発明はこれ
らの添付図面の形式に限定されるものではない。第１図
は本発明で使用する方法の一例を示す概略図である。

押出機で溶融混練された樹脂は環状ダイス１の環状スリ
ット２からチューブ状に押出され、気体吹込口３から圧
送された気体により内圧がかけられてバブル４が形成さ
れる。

次いで該バブル４は環状ダイス１の上方に同心的に設け
られた多孔または多段、例えば・・モニカ状からなる吸
入口６を有する吸引環５から吸引プロワ−１２で吸引さ
れてダイス口径より大きく、好ましくはダイス口径の１
．１〜２．０倍に膨張すると同時に吸熱されて冷却され
る。該冷却は未だ樹脂が膨張力を有する程度の予備的な
ものである。

、上記吸引環５によるこの予備的なおだやかな冷却は、
バブル４の溶融張力を上昇させ、かつ腰を与えてバブル
４の安定性を図るものであるが、吸引環５を採用するこ
とによって次に示す効果を有する。すなわち該吸引環５
は、（１）吸引帯域を幅広い範囲に形成できるので周囲
から均一に冷却が可能である、（２）バブル４を吸引膨
張させてより接触面積を大きくできる、および（３）吸
引なのでバブル捕捉性が強い等の多くの利点を有してい
る。このように該吸引環５を用いることによってむらな
く面状におだやかに冷却され、良好な成形安定性を維持
することができる。更にバブル４は該吸引環５でおだや
かに冷却された後、後述する冷却環７で急冷されること
によって透明性が向上する。

本発明においては吸引環５でバブル４をダイス口径の１
．１〜２．０倍に吸引膨張させておだやかな予備冷却を
行っているが、上記バブル４がダイス口径の１．１倍未
満では冷却効果が不充分でバブル４の腰が保持出来ず、
バブル４の振動が大きく、成形安定性が保てず、しわ、
偏肉、あるいは寸法変動等を生じ良好な製品にはならな
い。またバブル４がダイス口径の２．０倍を超えた場合
には強い吸引によりバブル４が不安定となり成形不能と
なる。

また、環状ダイス１出日直後のバブル４を安定させるた
めには樹脂の種類、物性などによシ異なるが、通常は環
状ダイス１の水平面から吸引口６の下面までの高さくＨ
＋）（以下、単に吸引環５の高さくＨｌ）という）を５
〜５００門の範囲で、またバブル４と吸入口６との距離
、（Ｒ１）は前記バブル４がダイス口径の１．１〜２．
０倍の大きさになるように各々適宜選択すれば良好な成
形が可能であるが、吸引環５の高さくＨりをバブル４と
吸入口６との距離（Ｒ１）に対してＨ＋＞Ｒ＋　になる
様に設定すればバブル４周囲はもちろん、環状ダイス１
上部近傍の空気も均一に吸引冷却が打力われでより良好
な結果を得る。また上記吸引環５の高さが５１１１１未
満では環状ダイス１からの熱のため冷却ガスの温度が上
昇し、冷却効果が悪いばかりでなく、ダイス温度を低下
させ透明性の低下の原因ともなり、成形安定性も悪くな
る。また吸引環５の高さくＨｌ）が５００龍を超えると
環状ダイス１出日直後のバブル４が適切に冷却されない
ため腰がなく、バブル４の安定性を欠き、バブル変動に
よるしわ、寸法変動、偏肉の原因となる。

吸引環５の吸入口６は前述の様におだやかに冷却するた
めに吸引帯域を形成し、均一に吸引されるような構造、
例えば・・モニカ構造、井桁構造、波状構造のようにし
て、多孔または多段にすることがよシ効果的である。該
吸入口６の角度はバブル４進行方向に対して拡開しても
良いが、バブル保持性の点等からバブル４に対して平行
的に設けることが好ましい。また必要に上シガスの流通
を調節できる様に吸引環５の上端まだは下端にガス案内
板１５　、１６、あるいはバブル４周辺に多孔のカラー
１７を配すると良い。

上記吸引環５の風速は吸入口６のスリット巾や吸入口６
と・ぐプル４との距離および樹脂の種類等により種々異
なるが、例えばエチレン−α−オレフィン共重合体など
の様な低溶融張力の樹脂には２〜２０ｍ／式、好ましく
は３〜１５　ｍ／ｓｅｅ程度に吸引してやると樹脂の溶
融張力を増大し、安定々成形ができる。

上記吸引環５で予冷、膨張されたバブル４はその外表面
に、冷却環７からのバブル４進行方向に対して向流する
ような下向きの冷却ガスを吹き付けられることによって
急冷固化すると同時に・ぐプル４内部の気体圧力で所望
寸法の大きさに膨張する。

上記冷却環７の吹出口先端スリットの角度（α）′は、
冷却ガスがバブル４進行方向に対して向流するように、
バブル４水平面に対し３０〜８０度、好ましくは４０〜
７０度の範囲で下向していることが必要である。また、
上記冷却環７の吹出口８先端にはアルミニウム板等の金
属製または？り塩化ビニル等の合成樹脂からなるノ・ニ
カム構造の整流器を設置し、吹きつける冷却ガスの均一
化をはかり、冷却むらを防止することが望ましい。

上記冷却環７からの冷却ガスは通例、室温の空気が使用
されるが、所望によっては冷却空気を使用すればより透
明性を有するフィルムの製造が望める。また、この冷却
ガスは送風ブロワ−１３によって冷却環７に供給される
。冷却ガスの風速は吹出口先端とバブル４との距離、樹
脂の種類、または吹出ロ先端スリット巾、成形速度、吹
出角度等により異なるが、一般的には１０〜４０　ｍ／
ｓｅｅ　。

好ましくは１５〜３０　ｍ／ｓｅｅ程度であシ、風速が
１０　ｍ／ｓｅｅ未満では冷却が不充分となり透明性が
悪化し、４０ｍ／ｓｅｅを超えるとバブル４が振動し好
ましくない。バブル４への冷却ガスの吹き付は場所は、
フロストライン１４の位置等の条件によって適宜選択さ
れるが、フロストライン１４の近傍が好ましい。

また、上記吸引環５の吸引口６の風速（ｖｌ）と上記冷
却環７の吹出口８の風速（ｖｌ）は常にυ２〉ｖｌ　　
とすることがフィルム成形上望ましい。この吸引環５と
冷却環７の距離は生産速度や折径捷たはフロストライン
１４の高さ等の成形条件によって変動するので先ず吸引
環５の位置を設定し、その後適宜、冷却環７の位置を定
めることが好ましく、そのためには吸引環５および冷却
環７の各々に駆動装置を設置し、各々を所望位置に移動
せしめるようにすることが望ましい。本発明においては
吸別項５および冷却環７を多重一体とした多重スリット
型を使用しても差支えない。

このように吸引環５により予備的に冷却され、さらに冷
却環７により急冷固化されると同時にバブル４内部の気
体圧力により膨張した・々プル４は案内板９を通し、ニ
ップロール１０で折りたたみ後、ガイドロール１１を通
して巻き取り製品とされる。

上記のごとく、本発明は先ず吸引環５で吸引し、冷却］
Ｉ１７でバブル進行方向に対して向流するように下向き
にガスを噴出させることにより、前述の吸引環らを用い
た効果の他に次に示す効果を有する。すなわち第２図に
示されるように、（１）冷却環７から噴出した冷却ガス
をも吸引環５にて吸引置換し常に新鮮なガスで冷却され
るので冷却効果が大きい、（２）パブ）′５４周辺の空
気が冷却ガスによって剥ぎ取られかつ吸引環５にて吸引
されるので冷却効果が著しく大きい、（３）吸引環５と
冷却環７との使用であるため、冷却ガスを噴出する２個
の冷却環を使用する場合のようにガス同士が干渉し合う
ことがない、（４）成形が定常状態にある場合は吸引環
５と冷却環７との間に一種のエアーカーテン状態が生成
されるとみられるのでバブル安定性が良い等の多くの利
点がある。

以上説明した様に本発明の方法によれば、吸引環で均一
かつおだやかに予冷され、・ぐプルが安定した状態で冷
却環にて急冷が行なわれるため、厚みむら、しわ、寸法
変動のない透明性の優れたフィルムを成形することがで
きる。特に本発明にあっては吸引環と冷却環のガス同士
が互いに干渉することがなく、吸引環におけるバブル捕
捉性が良好なしとなどから、従来溶融張力が小さくて、
高速成形が難しく透明性が悪いとされているエチレン−
α−オレフィン共重合体等の樹脂に好適に用いラレ、従
来のインフレーションフィルムニ比シて、透明性が著し
く改善され、高速成形性も向上する。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に
説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれら
に限定されるものでは々い。

実施例１および比較例１ エチレン−ブテン−１共重合体（メルトインデックス０
．９，９７１０分、密度０．９２０、ブテン−１含有量
４モル％）樹脂を押出機（５０闘φ、Ｌ／Ｄ−２６）で
溶融し、樹脂温度２００℃、で口径１００關φ、ダイス
リッジ巾１．８ｍｍ５の環状ダイスから押出量２０ｋｇ
／ＨＲで押出し、吸引環（内径２５０朋φ。

スリット巾８５朋で２段にして吸入口に）・モニカ状整
流器を挿てんし、吸入口角度はバブルに平行のものを使
用した。）をダイス面から吸引口下面までの高さ１００
朋の位置でダイス口径の１．５倍に吸引膨張しく　７　
ｍ／５ｅｃ）、冷却環（内径２３８ｍｍφ。

スリット巾５０ｉ＋ｗ＋で吹出口にハエ力に状の整流器
を挿てんし、吹出角度をバブルに対し４５°とした）を
下向きでバブルの７０ストラインやや下方に当る位置に
設置して冷却ガスを吹き付け（２２ｍ／ｓｅｅ　）、巻
取速度２０　ｍ／ｍｉｎ　、ブロー比１．９．折径３０
０ｍｍ。

厚さ３０μのフィルムを成形し、その成形条件およびフ
ィルム物性、成形安定性を第１表に示した（実施例１）
。

比較として同一の樹脂に対して、環状ダイス直上の冷却
環を用いてバブルに対して直角に冷却ガスを吹き付け（
３６ｍ／５ｅｅ）、実施例１と同一条件でフィルムを成
形し、その成形条件およびフィルム物性、成形安定性を
第１表に示した（比較例１）。

実施例２および比較例２ 樹脂としてエチレン−ブテン−１共重合体（商品名：ネ
オゼノクス３５４０　Ｆ三片石油化学社製）を用い、実
施例１と同様の装置を使用し、樹脂温度１８０℃押出量
２０　ｋｇ朧、巻取速度２０ｍ／ｍｉｎ。

折径３００　ｍｍ　＋厚さ３０μのフィルム成形を行な
いその成形条件およびフィルム物性、成形安定性を第１
表に示した（実施例２）。

比較として同一樹脂に対して比較例１と同一の装置を用
いて冷却ガスを吹きつけ（２６ｍ／５ｅｃ）で成形し、
その成形条件およびフィルム物性、成形安定性を第１表
に示しだ（比較例２）。

実施例３および比較例３ 樹脂としてエチレン−４メチル・インテン−１共重合体
（商品名：ウルトゼックス３０１０Ｆ三井石油化学社製
）を用い実施例２と同様に成形し、その成形条件および
フィルム物性、成形安定性を第１表に示した（実施例３
）。

比較として、同一の樹脂を用いて、比較例２と同様に成
形し、その成形条件およびフィルム物性、成形安定性を
第１表に示した（比較例３）。

実施例４および比較例４ 樹脂としてエチレン−ヘキセン１共重合体を用い実施例
１と同様に成形し、その成形条件およびフィルム物性、
成形安定性を第１表に示した（実施例４）。

比較として同一の樹脂を用いて、比較例１と同様に成形
し、その成形条件、およびフィルム物性、成形安定性を
第１表に示しだ（比較例４）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインフレーションフィルム成形法の概
略図、および第２図は第１図の部分拡大図で吸引環およ
び冷却環周辺のガスの流れを示す。 １・・・環状ダイス、２・・・環状ダイスリップ、３・
・・ガス吹込口、４・・・バブル、５・・・吸引環、６
・・・吸入口、７・・・冷却環、８・・・ガス吹出口、
９・・・案内板、１０・・・ニッゾロール、】１・・・
カイ）’ｏ−Ａ、１２・・・吸引プロワ−１１３・・・
送風ブロワ−１１４・・・フロストライン、１５．１６
・・・ガス案内板、１７・・・カラー。 特許出願人　　日本石油化学株式会社 〃　　　　　三興空気装置株式会社 代理人弁理士　　伊　　東　　辰　　雄〃　　　〃　　
　　伊　　東　　哲　　也第　１　図 第２図 手　　　続　　　補　　　正　　　書 昭和５７年７月５日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５６年　特　許　願　第１９１７０８号２、発明の
名称 インフレーションフィルムの成形法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 居　所　東京都千代田区内幸町−丁目３番１号名　味　
日　本　石、油　化　学　株式会社代表者　今井善衛 ４、代理人〒１０５ 住　所　東京都港区虎ノ門二丁目８番１号６、補正の対
象 明細書中の［発明の詳細な説明の欄」 ７、補正の内容 （１）明ｌｌｌ１１第１７頁第１１行の“高さ”の後に
ｒ（Ｈ＋）Ｊを加入する。 （２）同−同頁第１６行の“位Ｗ１ｎの後にｒ（Ｈｚ：
環状ダイス面から冷却ガス吹出口下面までの距離）」を
加入する。 （３）同書第２０頁第１表第１欄第６列の“Ｎ値”を「
Ｎ値＊」に訂正する。 （４）同一同頁同表欄外に「＊Ｎ値＝Ｉｏａ　　（７１
５０／γ２０）　／＋ｏｃｔ　　（、τ１５０／τ２０
）・・・（１）γ：せん断速度（ｓｅａ　’　＠１７０
℃）τ：せん断応力（ｄＶｎ　／Ｃ１１＠１７０℃）添
字２０．１５０はそれぞれ荷重２０ｋｇ、　　１５０ｋ
ａ／ｃｗｆを示す。 高化式フローテスターＨ８−１型を使用ダイ：２ｗｍφ
×４０論 樹脂温：１７０℃ 荷重：　２０ｋａ／ｃｄ、　　１５０ｋＧ／ｃｍ上記条
件で樹脂の押し出し量を求め式（１）からＮ値を求める
。」を加入する。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　インフレーション法により熱可塑性樹脂フィ
   ルムを成形するに際して、 環状ダイスから押出された溶融状態のバブルを吸引環で
   ダイス口径より大きく吸引膨張し、次いでバブル内の気
   体圧によりさらに膨張させるとともに冷却環から冷却ガ
   スを該バブルの進行方向に対して向流するようにバブル
   に吹き付けて冷却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法。
2. （２）前記環状ダイスから押出されたバブルを吸引環で
   ダイス口径の１．１〜２．０倍に吸引膨張することを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のインフレー
   ションフィルムの成形法。
3. （３）吸引口下部の高さを環状ダイス面より５〜５００
   ｍの範囲に位置することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項または第（２）項に記載のインフレーションフ
   ィルムの成形法。
4. （４）前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項
   または第（３）項に記載のインフレーションフィルムの
   成形法。
5. （５）前記ポリオレフィン樹脂がエチレン−α−オレフ
   ィン共重合体であることを特徴とする特許請求の範囲第
   （４）項に記載のインフレーションフィルムの成形法。
6. （６）前記エチレン−α−オレフィン共重合体がエチレ
   ン−ブテン−１共重合体であることを特徴とする特許請
   求の範囲第（５）項に記載のインフレーションフィルム
   の成形法。
7. （７）　　前記エチレン−α−オレフィン共重合体がエ
   チレン−ヘキセン−１共重合体であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（５）項に記載のインフレーションフ
   ィルムの成形法。
8. （８）　　前記エチレン−α−オレフィン共重合体がエ
   チレン−４−メチルインテン−１共重合体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（５）項に記載のインフレ
   ーションフィルムの成形法。