JPS59171620A - インフレーションフイルムの成形方法ならびに装置 - 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るフィルムの成形方法
ならびに装置に関し、より詳しくは、高速成形時におい
て、引裂強度バランス、衝撃強度などの機械的性質に優
れたフィルムを安定して加工できるインフレーションフ
ィルムの成形方法ならびにその装置に関する。

従来、ポリエチレン樹脂％のインフレーションフィルム
成形において、フィルムの配向バランスを改良するため
には、フロストライン高さく以下、Ｆ、Ｌ−Ｄと略す）
を高くして、いわゆるＨタイプインフレ加工（プラスチ
ック２９．（１２）７０゜１９７８、参照）やロングス
トーク押出（プラスチック・ワールド、６月号６１頁、
１９８２年参照）等で示されているように環状ダイから
押し出されたバブルを吐出直後、すぐに膨張させるので
はなく、しばらくはダイ径と同じ径に保ったまま引き取
り、しかる後に膨張させる方法が好適であることは公知
の事実である。

そして、この事実を応用したのが、超高分子量高密度ポ
リエチレンの極薄強化バランスフィルム加工方法であり
、環状グイ上部にグイと同軸にインサイドマンドレルを
配置し、該インサイドマンドレルと接触もしくは非接触
の方法でバブルの安定化を図り、しかる後、３以上の比
較的大きなブローアツプ比（以下、Ｂ、Ｕ、Ｒと略記す
る）に急膨張させる方法が特公昭５５−２１８０号公報
、特公昭５５−４６２９６号公報等により開示されてい
る。

しかしながら、上記の方法はメルトインデックス（以下
、Ｍ工と略記する）が０．１以下の極めてメルトテンシ
ョンの大きなポリエチレン系樹脂には適した方法である
が、反面、Ｍ工が０．１以上の比較的メルトテンション
の小さいポリエチレン系樹脂に適用したときには、バブ
ルが振れ、安定加工ができないという欠点を有していた
。殊にこの傾向は高速成形時程、顕著であった。

そこで、本発明者らは、上記の如き実情に着目し、その
解決のためＭ工か０．１以上という比較的メルトテンシ
ョンが小さいポリエチレンＫ　ｊｔＪ　脂、とりわけ特
にエチレン−αオレフィン共重合体についても、高速成
形時、引裂強度バランス、衝撃強度なとの機械的性質に
優れたフィルムを安定して加工できるインフレーション
フィルムの成形方法ならびに装置を開発すべく鋭意、（
検討を行ない、その結果、環状樹脂バブルの内部に樹脂
バブル安定体と、フロストライン直後にバブルを保持す
るための気体流を吹き付けるバブル安定化装置とを併せ
設けることにより驚くべきことにより高速成形時、比較
的メルトテンションの小さい樹脂でも両者の相乗的効果
により予想以上にバブルを安定化させることが可能とな
ることを見出すに到った。

即ち、本発明は、従来のインフレーション成形では側底
、成形し得ながった比較的Ｍ工の高いボリエ子し／樹脂
等を高速加工で薄肉フィルムを成形する場合でも容易に
安定した加工かでき、更にインフレーションフィルムの
Ｈ横強度バランスがよく、衝撃強度等の機械的性質が良
好なフィルムを得ることができる新規なインフレーショ
ンフィルムの成形方法ならびに装Ｎを提供することを目
的とするものである。

しかして、上記目的を達成する本発明インフレー　’ｙ
　Ｅ　ン７　イルムノ成形法の特？Ｉｋ　Ｉｔ：ｒ　、
インフレーションフィルムを押出成形するに際し、環状
グイから吐出された溶融体にダイ直後、周囲から冷却空
気を吹き付けて該溶融体の冷却を行なうと共に、未た溶
融状態にあるバブルをグイ上部に配置した円筒状もしく
は円板状の樹脂バブル安定体の外周に移行させ、該安定
体の外周面と接触しないよう可及的に接近させながら引
き取り、膨張させた後、グイ直後の冷却部から離れた位
置で、しかもバブルのフロストライン直後にバブル安定
化ｇ　Ｆｉｔからの気体を吹きつける点にあＱ、また一
方、成形装置は、環状グイと、環状グイから吐出された
溶融体をダイ直後で周囲から冷却空気を吹きつけて溶融
体の冷却を行なう冷却部と、未だ溶融状態にあるバブル
を安定して引取るための環状ダイ上部に前記環状グイと
同軸的に配置された円筒状もしくは円板状からなる樹脂
バブル安定体と、更に前記環状グイより吐出後の空冷部
から離れ、バブルのフロストライン直後に設けられた気
体流吹付バブル安定化装置との結合からなる構成にある
。

以下、更に本発明の具体的な実施の態様について添伺図
面を参照しつつ詳述すれば、第１図は本発明方法を実施
する成形装置の要部概要図であパ第２図及び第３図は、
樹脂バブル安定体の各側である。

第１図において、環状グイ（りより吐出された溶融物は
グイの吐出孔（スリット）に従って円筒状に吐出され、
バブル（２）として上方へ引き取られなから吐出直後の
冷却部において冷却環（３）のスリットから吐出される
冷却風によって冷却され、次いでその上部に配設された
樹脂バブル安定体（５）の外周を通過して、該安定体（
５）の外周面に接触しないよう可及的接近状態で保持さ
れながら引取られ、バブル（２）内の空気圧にょ９膨張
し、上方のバブルの７０ストライン直後のバブル安定化
装ｒｔｔ（４）からの気体流でバブルは安定化されつつ
巻取機（図示せず）Ｋ巻取られ、フィルムに成形される
。

−Ｆ記過程において、環状グイ（］）より吐出された直
後の溶融状態にあるバブル（２）に周囲から冷却空気全
欧き付ける冷却部では冷却環（３）のスリットから吐出
される冷却風の方向や速度を適切に選択することにより
溶融状態のバブル（２）がダイ口径（Ｄｏ　）に略等し
い径を有する状態で、バブル立ち上シ部の扁さく、Ｈ）
か少くともダイ口径（ＤＯ）の２倍よりも長い距離を巻
取方向に引取られるようにする。なお、冷却風を吹き付
ける前記冷却環（３）の構造は、バブルの周方向に沿っ
て均一に冷却されるような構造のものであれば如何なる
ものでもよい。

一方、第１図において、環状グイ（１）上方に設けられ
た樹脂バブル安定体（５）は第２図、第３図に図示する
ように円筒状もしくは円板状などの形状をなし、その最
大径はグイスリット内側口径に近く、立ち上り部のバブ
ル（２）内側口径との間隙が接触しない程度に近い程、
好ましい。勿論、このことはバブル安定体（５）と、バ
ブル（２）内面とがいがなるときでも一切、接触しては
いけないという意味ではなく、バブルが若干、左右に振
れたとき、瞬間的に接触する程度ならかまわず、何ら排
除するものではない。

又、バブル安定体（５）の構造は第１図における如く、
円筒状の安定体（５）と、該安定体を貫通し該安定体と
環状ダイ（１）とを連結する中空の支持棒（６）からな
るものに限らず、第２図に示すような中空円筒状をもつ
一体物（ｇ）や第３図のような中押する支持棒（６）と
複数個の円板状安定体（４からなるものでもよく、更に
他の同効の構造体を適宜、採用することができる。

なお、該バブル安定体（５）　（ｇ）＜Ａの材質は、特
に制限はないが、熱伝導率及び摩擦係数の低いものが可
及的、好適である。

次に、バブルを保持するために気体流をバブルに吹き付
けるバブル安定化装置（４）は前記冷却環（３）と同様
な内周面にスリットを形成した通常の環体例えばエアー
リングの他、複数個の空気吹付／ズルを等間隔にバブル
外周に配置したものでもよく更に他の公知の各種空気吹
付可能な構造であってもよい。しかし、この装置（４）
はバブルの安定性を更に向上させるためのものであり、
この目的に反しないことが肝要で、その位置はバブルの
フロストライン（７）以降であればどこでもよいが、通
常、フロストライン（７）以降１０〜１１００７ＩＩの
範囲内か望ましい。

なお、本発明における図示バブル安定化装置（４・）は
その態様から特公昭５７−１４２９５号公報。

特開昭５　’３−１４６７６号公報に開示されているよ
うな二段冷却装置の上部冷却装置と一見、似ているよう
に見えるが、両者は本質的にその目的。

作用効果を異にするものである。このことは、前記公報
記載の上部冷却装置の設置場所は、フロストライン以前
であり、そこからの気体流を調整して７０ストラインの
高さを決めることができ、フィルムの冷却速度を制御す
るためのものであるのに対し、本発明のバブル安定化装
Ｍ（４）はフロストライン（７）以降に設置するもので
あり、そこからの気体流によっては実質上、フロストラ
イン（７）の高さを調整することはできず、フロストラ
イン（７）以降の既に固化した樹脂バブルに気体流を円
周方向に均一に吹付けることにより、樹脂ノ・プル安定
体（５）との相乗作用をもってバブルを著しく安定２化
させるためのものであることからも充分、理解されよう
。

従って、又、バブル安定化装置（４）の吹出角度につい
ては、バブルの進行方向に対し直角か、もしくは斜め上
方が好ましく、同安定化装置（４）の吹出口とバブル外
周面との距離は特に限定はしないが一般に１０〜５０市
の範囲とするのか好適である。

なお、本発明において、バブル立ち上り部の高さくＨ）
は前述の如くグイ口径（Ｄｏ　）の２倍以上であること
か必要であるが、上限は１０倍位でそれ以下であること
が望ましい。最も実用的な範囲は４倍以上、１０倍以下
の範囲である。若し、バブル立ち上りの高さくＨ）がダ
イ口径の２倍以下であると、フィルムの引裂強度バラン
スが悪くなる結果を惹起する。

本発明成形方法ならびに装置は叙」二の通りであるが、
かかる本発明を適用するに好適な樹脂としては、エチレ
ン−αオレフィン共重合体でＭ工が０．１以」二のもの
が特に有効であるとして挙げられる。

ここで、エチレン−αオレフィン共重合体とはエチレン
と炭素数３〜１８のαオレフィンとを遷移金属触媒を用
いて中低圧下で共重合することにより得られるポリマー
である。更に長鎖分岐を実質的に有しない低密度ポリエ
チレンとして高圧法ポリエチレンを得るのと同しような
高圧、高温下で遷移金属触媒を用いて重合して得られる
樹脂もあるが、本発明でいう上記エチレン−αオレフィ
ン共重合体に含まれる共重合成分であるαオレフィンと
しては一般式、Ｒ−ＣＨ−ＣＨ２（式中、Ｒは炭素数ｌ
〜１６のアルキル基を表わす）で表わされる化合物であ
り、その具体例としては、プロピレン、ブテンーエ、ペ
ンテンー１．ヘキセン−］。

］ヘプテンー１．オクテンー１．ノネン１１デセン−１
，４−メチルペンテン−１，４−メチルヘキセン−〕−
、４、４−ジメチルペンテン−１等が挙げられる。そし
て、これらのαオレフィンのうちでも炭素数４以上のα
オレフィンが好ましく、特にブテン−１，ペンテン−１
，ヘキセン−１゜オクテン−１，４−メチルペンテン−
１等がモノマー人手、共重合性ならびに得られる共重合
体の品質の面で好適である。

なお、これらのαオレフィンは１種に限らず、２種以上
、併用することも可能である。

エチレン−αオレフィン共重合体の密度は測定？ 温度２０℃での値か０．９１０，４以上、０．９３０へ
以下のものが好ましく、密度かＯ，’９１０＆以下にな
ると、フィルムの腰がなくなり、場合によっては非品性
の低分子量物がブリードする等の問題が発生する傾向を
もつ。一方、密度が０．９３０ｐ以上になると衝撃強度
も低下する傾向かあり、特に引取方向のエルメンドルフ
引裂強度が極端に低下するので好ましくない。

−ｖｖｔｃ、エチレン−αオレフィン共重合体ハメルト
テンションカ弱いたメ、通常のインフレーシヨン装ｆｉ
ｆで成形した場合には、バブルが不安定になり易い性質
があり、とりわけそのＭ工が０．１以上と高くなると、
当然、メルトテンションが低下するため安定したインフ
レーション成形は益々困難となる。

また、本エチレン−αオレフィン共重合体はその構造か
ら直鎖状低密度ポリエチレンとも呼ばれ、従来の高圧法
低密度ポリエチレンとは本質的に異なるもので、例えば
溶融弾性が小さく、緩和時間が短かい等の性質を有して
いる。

従って、かかる性質の相違から両者はインフレーション
フィルム加工時の挙動も大巾に異なり、当該エチレン−
αオレフィン共重合体では高圧法ポリエチレンに比べ通
常の加工方法を用いた場合、フィルムの縦横両方向の配
向バランスを欠き易く、結果として縦方向の引裂強度や
衝撃強度が悪いフィルムしか得られ′ｆｘいという問題
がある。

ところが、前記本発明方法並びに装置を使用した場合に
はフィルム物性上、上記エチレン−αオレフィン共重合
体に対しても容易に安定した加工ができ、インフレーシ
ョンフィルムの縦横強度バランスがよく、衝撃強度等の
機械的性質も良好なフィルムを得ることができる。特に
この本発明方法ならびに装置はエチレン−αオレフイン
共重合体中でも、とりわけエチレン−ブテン１共重合体
において顕著な効果全発揮する。

なお、前記エチレン−αオレフィン共重合体は前述の如
き共重合体の外、高圧ラジカル重合法で得られる低密度
ポリエチレン等の高分子化合物を少量、例えば約２０重
量％以下、含んでいてもよく、更に必要に応して酸化防
止剤、滑剤、帯電防止剤、光安定剤、抗ブロッキング剤
１着色顔料等、通常業界で使用されている種々の添加剤
を添加することもできる。

又、上記説明においては、エチレン−αオレフィン共重
合体に関し述べて来たが、本発明の成形方法及び装置は
、他の樹脂、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエ
チレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン
等のポリオレフィン系樹脂にも同様に適用し得ることは
云う迄もない。

以下、更に本発明による実施例を示す。実施例ならびに
本明細書中の各物性値の定義は下記の通りである。

（］）密度；Ｊ工Ｓ　　Ｋ６’７６０に規定された方法
による。但し、測定温度は２０℃とし た０ （２）　　フレー・インデックス（Ｍ工）；ＡＳＴＭ　
　Ｄ１２３８条件Ｅに条件式れた方法によ る。

（３）　　引裂強度；ＡＳＴＭ　　Ｄ１９２２に準拠し
た。

（４）　ダート衝撃強度；ＡＳＴＭ　　Ｄ１７０９　　
ＭθｔｈｏａＡＫ準拠した。

実施例１〜８ ？ 密度０．９１５４メルトインデツクス”　６！（ｏｍａ
のエチレン−ブテン共重合体ｉ５０φ押出機を用いダイ
口径７５ｇ、リップ開度１，５Ｗｒｎのスパイラル型グ
イから上方に向は溶融押出し、第１図に示す本発明の装
置によジインフレージョンフィルムを成膜した。

第１及び第２の冷却環からの空気吹出角度はそれぞれ５
００，４５°であり、吹出口とバブル外周面との距離は
それぞれ２０ｍｍ、　、　１５祁とした。

バブル安定体の外周径は４５爺、高さ６００　ｍであり
、安定体を支持しグイと連結する中空の支持棒の径は２
０咽、長さ７００１ｎｍであった。なお、安定体外周面
と溶融した樹脂との粘着を防止するため外周面をネル地
で被田した。

フィルムの成形条件は下記するが、成形速度を３０．５
０，６．０ρＪかえ、バブル安定性を評価し、後記第１
表に示す結果を得た。なお、成形速度の上昇に伴ない押
出機のスクリュー回転数を１８　、３０　、３６　ｒ、
ｐ、ｍとした。得られたフィルムの厚みは平均１０／Ｌ
であシ、偏肉もみられず厚み精度も良好であった。

グイより吐出された樹脂温度　　　　１６５℃ブロー比
（／ｐｏ）’　　　　　　　　２．０グイからフロスト
ライン迄の距離Ｈａ５００ｍｍグイから第２の冷却環迄
の距離　Ｈｂ５２０ｇ較例１ 実施例１において樹脂バブル安定体（５）を使用しない
以外は全く同一の条件、方法でインフレー・ヨン成形を
行った。その結果を第１表に併記し／か、成形速度３０
覧で既にバブルが激しくわれ、安定した加１：か不可能
であった。

比較例２〜８ 実施例１及び２において第２の冷却環（４）を使ｊしな
い以外は全く同一の方法でインフレーション成形を行っ
た。その結果は同しく第１表に示す工うに成形速度３ｏ
％で既にバブルに多少の割れノあり、５０覧の成形速度
になるとバブル不安定１加工困難であった。そして得ら
れたフィルムのＹ−み精度も極端に悪く、５０＋４で成
膜したフィルノの膜厚は２〜２０　）ｒと不良であった
。

（以下　余白） 注）　○・良好、　△・・多少ゆれる□×・激しくゆれ
フィルムにしわ、たるみ。

偏肉ができる。

実施例４ 前記実施例２と同方法においてグイ上面からフロストラ
インまでの距離（Ｈａ　）が各２００，３００．５００
．．６００ｍｍの時のフィルムについて引裂強度、ダー
ト衝撃強度を夫々測定し、第２表及び第４図、第５図に
示す如き結果を得た。フィルムの膜厚は１０μであった
。

これら表ならびに各図の結果よシＦ　、、Ｌ　、　Ｄの
値Ｃ＆）か・”：’ｈ　’／”Ｍ−、エルメンドルフ引
裂Ｊ　度バランスｆｘ　Ｕダート衝撃強度が向上してい
ることが理解される。

第２表 度 以−ヒのように本発明方法はグイ上部にバブル安定体を
配置−１溶融状態にあるバブルをその外周面に接触しな
いよう可及的接近させな力・ら引取り、膨張後、バブル
安定化装置からの気体流を吹きつけ安定させることによ
り、上記バブル安定体外周の通過と、バブル安定化の両
件用か相乗的効果を発揮し、従来、殆んど困難視されて
いたＭ王が０゜１以上という比較的メルトテンションの
小さい樹脂に対する高速成形を可能ならしめ、しわも、
昼速成形時のフィルムの引裂強度バランス、衝撃強度等
の機械的性質を向上させる顕＠な効果を奏し、上記樹脂
のインフレーション成形の今後にその実用化が大いに期
待される。

又、成形装置は、従来の装置に円筒状若しくは円板状の
バブル安定体を配置し、バブル安定化装置と併用させる
たけであるので大巾な設計変更を要することなく、簡牟
に構成することかでき、工業上、経済１−から頗る有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する成形装置の基本的な部分
の１例を示す断面図、第２図及び第３図は同装置に用い
る樹脂バブル安定体の各個を示す斜視図である。又、第
４図及び第５図は実施例４゜におけるフィルムの引裂強
度、ダート衝撃強度を示す図表である。 （１）−・・・・環状グイ、（２）・・・・面側バブル
。 （３）・・・冷却環（冷却部）。 （４）・−・・バブル安定化装置。 （５）　（５）　（５）・・・樹脂バブル安定体。 （６）　（６’）−・・支持棒、　　（７）・・・・・
・７０ストライン。 竿ｌ目 も狙　　　　萼３図 ￥４図 Ｆ、Ｌ、Ｄ、　（ｍｍ） 苺、ｆｆ１ Ｆ、Ｌ、Ｄ（ｍｍ） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　昭和５８年特　許　願第４６６７５
　　号２、発明　　の名称　　　インフレーションフィ
ルムの成形方法ならびに装置３、補正をする者 事件との関係　　特　許　　　出願人 居所　　　大阪市西区京町掘１］−目１２番］４冴７、
補正の内容　　明細書の発明の名称を「インフレーショ
ンフィルムの成形方法ならびに装置」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　合成樹脂溶融体を環状グイより吐出し、インフレ
   ーションフィルムを押出成形するに際し、前記環状グイ
   から吐出された溶融体にグイ直後、周囲から冷却空気を
   吹き付けて該溶融体の冷却を行なうと共に、未だ溶融状
   態にある樹脂バブルをグイ上部に配置した円筒状もしく
   は円板状の樹脂バブル安定体の外周に通し、該安定体の
   外周面と接触しないよう可及的接近させながら引き取り
   、膨張させた後、前記グイ直後の冷却部から離れた位置
   で、かつバブルのフコストライン直後において気体流を
   吹き付け、衝撃強度及び引裂強度が良好な薄肉フィルム
   を安定して加工することを特徴とスルインフレーション
   フィルムの成形方法。 ２　合成樹脂がメルトインデックスｏ、１以上のポリエ
   チレン系樹脂である特許請求の範囲第１項記載のインフ
   レーションフィルムの成形方法。 ８、　ポリエチレン系樹脂がエチレン−αオレフィン共
   重合体である特許請求の範囲第２項記載のインフレーシ
   ョンフィルムの成形方法。 ４、　エチレン−αオレフィン共重合体の密度が測定温
   度２０℃で０．９１０〜０．９３０弘Ｃある特許請求の
   範囲第８項記載のインフレーションフィルムの成形方法
   。 ５、　気体流が空気流である特許請求の範囲第１〜４項
   の何れかに記載のインフレーションフィルムの成形方法
   。 ６、　環状グイと、該環状グイから吐出された溶融体を
   グイ直後で周囲から冷却空気を吹き付けて溶融体の冷却
   全行なう空冷部と、前記環状ダイ上部で、引き取られる
   未だ溶融状態にあるバブルの内部に位置して前記環状グ
   イと同軸的に配置された円筒状もしくは円板状の樹脂バ
   ブル安定体と、前記グイ直後の空冷部から離れた位置で
   、かつバブルの７０ストライン直後に設けられたバブル
   ヲ安定させるための気体流を吹き付けるバブル安定化装
   置からなることを特徴とするインフレーションフィルム
   の成形装置。 ７　樹脂バブル安定体が円筒状の安定体ど該安定体′ｆ
   ：環状ダイに連結する前記安定体を貫通する支持棒によ
   り構成されている特許請求の範囲第６項記載のインフレ
   ーションフィルムの成形装置。 ８、　樹脂バブル安定体が中空円筒体と、該円筒体を環
   状ダイに連結する支持棒からなる特許請求の範囲第６項
   記載のインフレーションフィルムの成形装置。 ９、　樹脂バブル安定体が複数個の円板と該円板を串挿
   しする支持棒からなる特許請求の範囲第６項記載のイン
   フレーションフィルムの成形装置。 １０、空冷部の冷却装置か内面に周方向の吹付スリット
   又は孔を有する冷却環である特許請求の範囲第６〜９項
   の何れかの項記載のインフレーションフィルムの成形装
   置。 １１、バブル安定化装置が内面に周方向の気流吹付スリ
   ット又は孔を有する環体である特許請求の範囲第６〜１
   ０項の何れかの項記載のインフレジョンフィルムの成形
   装置。 １２、バブル安定化装置全バブルの７０ストラインより
   １０〜１００ｍ７Ｎ上方に配設する特許請求の範囲第６
   〜１１項の何れかの項記載のインフレーションフィルム
   の成形装置。