JPS61215039A - 物理的性質増強延伸ポリオレフインフイルムの製造方法 - 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】 本発明はホリオレフインフイルム製造技術に関するもの
であり、特に、フィルム形成中に結晶成長を調節するこ
とによってその種のフィルムの物理的性質を強める方法
に関するものである。

月ソリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフ
タレートあるいはその他のその種のポリマーのようなポ
リオレフィンからつくられるフィルムは、特にそれらを
二軸延伸したときの大きい強度と靭性のために、工業お
よび一般消費の市場の両者において大きい需要がある。

しかし、その種のフィルムは加工要請」二から欠陥のあ
る最終製品を生ずることになるいくつかの特性をもって
いる。

例えば、フィルム形成中におこり得る非制御の結晶成長
は所望のフィルム製品を損なうことがある。

特定的にいえば５そのような制御されない結晶成長はフ
ィルムの光学的品質を損々い、同時に抗張力も減らすこ
とができる。

過去においては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン
（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ナイ
ロンおよびその他のポリマーの製造に高速度チューブ状
水浴法を用いることが知られており、それは生産速度が
他の方法例えばエアノロ−法またはチルロール法より２
倍１た３倍太きいからであり、それらの方法においては
生産速度は冷却必要度によって低下する。チューブ状水
溶法はフィルムの商業的生産用にエアプロー法をチルロ
ール法または慣用的か水浴法と組合わせたもので、ＳＤ
、一般的には、熔融フィルムのバノルを大直径のマッド
レル上方に引き上げ、マッドレルからそれを通って吹か
れる空気流がフィルムを所望直径へひろげる。設計した
延伸直径に到達すると、フィルムを冷水浴中に突込む。

冷水のもう一つの流れがマントゝレル内部にあってそれ
によりマッドレルの金属の肌が冷却される。押出された
フィルムの片面上の冷却水ともう一つの面における水冷
マッドレルは冷却工程を太いに促進する。

ダウ・ターバー法として知られるもう一つの方法はチュ
ーブ状ダイから下向きにフィルムを押出し、次いでその
チューブバブルの膨張を行なって所要のレイフラット幅
を得ることを教えている。

フイルムバノルはダイの下方約２００ｍｍで空気リング
によってまず安定化され、その後、フィルムは空気リン
グの下方約３００　ｍｍに位置する水リングで以て寸法
を与えられかつ冷却される。

既知の従来法のすべてにおいては、結晶化は比較的制御
されておらず、それはフィルムがガラス転移温度Ｔ１ま
たはそれ以」二の温度にある間に高度の延伸が伺与され
るからである。その結果、異なる所望の増強された物理
的特性を付与することがきわめて困難であり、従って、
これらの性質は商業的に意味があるとは考えられなかっ
た。

しかし、本発明の結果、チューブ状にブローされたポリ
オレフィンフィルムを高度に結晶化を制御した状態で商
業規模で製造することができ、それによって−に述のよ
うな工程上おこる欠陥的物理特性を克服することができ
る。

従って、本発明は、熔融フィルムを環状ダイから環状の
形で押出帯域の中へ押出すことによってポリオレフィン
フィルムを製造する改良法を提供するものであり、その
方法は、環状ダイの環状オリフィスにすぐ隣接する押出
帯域において一定温度に保った液状急冷媒体を提供し、
この熔融フィルムを液状急冷媒体の中へ直接に押出し、
そして、・その急冷フィルムをチュー状バブルとして配
向させ、それによってフィルムは増強された物理的性質
が得られるように結晶成長が制御された状態で急冷され
る。本発明の改善された方法は内部マッドレル上方での
チューブ状熔融フィルムの上向き押出しを含み、その後
、フィルムはインフレート・シートを形成するよう引割
される。しかし、本発明の好ましい方式はマッドレルの
ような内部支持体を含まない自由配向バブルへ向けられ
ている。

本発明に従ってつくられるポリオレフィンフィルムは好
ましくは約０．０１３から０．０７６ｍｍ　（０，５ミ
ルから３ミル）の厚さをもつ。液状急冷媒体は６６℃か
ら９３℃（１５０Ｆから２００Ｆ）の温度に保つことが
でき、好ましくは押出されたチューブ状形態の外部上で
約６３５から２５．４ｍｍ　（０，２５から１インチ）
の深さで保った浴として提供される。本発明の一つの好
ましい具体化はポリエチレンフィルムへ向けられ、その
場合、液状急冷媒体は水である。

液状媒体はまたフィルムが押出されかつ急冷されるとき
にフィルム上へ沈着させるためのコーティング物質を含
むこともできる。

さらに、結晶成長および／またはフィルム両面上のコー
ティングをより高度に制御することを必要とする場合に
は、液状急冷媒体は、均衡した静水圧を薄膜上に保つか
ぎｐ５チューブ状形態の外部および内部で約７６からｔ
ｏ２ｍｍ（３から４インチ）の深さで提供することがで
きる。前具体化の場合と同じく、液状媒体が水であるこ
とができ、またフィルム両面上に沈着させるためのコー
ティング物質を含むことができる。

液体急冷媒体を所望温度範囲に保つためには、本発明は
加熱および冷却手段を通りかつそれから押出帯へ通る媒
体の継続的循環を含み、媒体温度が所望温度範囲へ連続
的に調節されるようにすることができる。このタイプの
温度調節は熔融押出フィルムから冷却媒体への連続的熱
伝達と組合わせて実施される。押出し熔融フィルムによ
って冷却媒体へ付与される継続的な熱が存在するかぎり
、媒体は好ましくはフィルム処理量１部あたり約１５か
ら約５０重量部の処理量の液状急冷媒体で、押出帯域中
を循環される。押出帯域の入口および出口における液状
急冷媒体の最高温度差は好ましくは約２８℃（５Ｆ）よ
り大きくなく、最も好ましくは定常状態下で約１７℃（
３Ｆ）より大きくない。

本発明はまた、前述の方法に従ってつくシ出された制御
された結晶成長から生ずる、増強された物理的性質をも
つポリオレフィンフィルムラ含ム。

本発明の結果として、結晶成長がほんのわずかでありそ
の後の他の処理工程において所望通りに配向させること
ができるポリオレフィンフィルムのシートをつくること
ができる。従って、フィルム光学的性質を高度に調節で
き、そして、例えばフィルム物質の密度を根本的に（ｒ
ａｄｉｃａｌｌ、いずらしそれにより靭性あるいは引裂
性質を増すことによって、抗張力を著しく増すことがで
きる。

基本的には、まず急冷し次いでブローアツゾ配向を実施
することにより、フィルムは次に、温度をＴ、ｔで下げ
て制御をできなくする方式ではなく、Ｔ、ｔで温度を上
げることによって制御された条件の下で再加熱し配向さ
せることができる。

これは、最も効果的な配向にとって望まれる水準で温度
を維持する手段を提供する。

第１図は本発明の方法の模式図であシ、装置の一部が断
面において示されている。

図と参照すると、参照番号１は慣用的設計の押出器であ
シ、それから熔融ポリオレフィン物質の熔融物が上向き
配向の環状ダイ４を通して継ぎ目なしチューブ２の形で
押出される。継ぎ目なしチューブはチューブ内側へ導入
される空気のようなガスによってバブルを形成するよう
膨張される。

本発明によると、熔融ｙ＋”リオレフィン性ポリマーは
環状ダイ手段４を通して押出ダイオリフイスから上方へ
押出され、直ちに水のような液状急冷媒体３と接触せし
められ、その水は約６６℃（１５０Ｆ）から９３℃（２
００Ｆ）、好ましくは７１ｃ（１６０Ｆ）から７７Ｃ（
１７０Ｆ）の温度範囲の所望一定温度に保つことができ
る。ポリオレフィン熔融温度は約１９ＩＣ（３７５Ｆ）
から２３２Ｃ（４５０Ｆ）の温度、好ましくは約２０４
ｒ（４００Ｆ）から１８Ｏｒ（４２５Ｆ）の温度に保つ
ことができる。好ましい押出ダイ温度はポリエチレンに
ついては約１９１Ｃ（３７５Ｆ）から２３２Ｃ（４５０
Ｆ）まで、好ましくは約２０４０（４００Ｆ）から２１
８Ｃ（４２５Ｆ）の温度範囲にある。

本発明の方法は、均一な制御された急冷速度を提供する
ために単純な水分配系だけが必要であってその結果ポリ
マーの高い処理量が得られるという点において、他の技
法より特に有利である。特に、急冷媒体は、それの深さ
を可調節理８によって規制することができる浴または囲
い６の手段によって環状ダイオリフィスにすぐ接して提
供される。

本発明の一つの具体化においては、液状急冷媒体はチュ
ーブ形態２の外側でかつ約６４から２５４ｍｍ　（０，
２５から１０インチ）の深さで提供される。

これは溢流を中で行なせるよう堰を上げ下げするのみで
、その後液体を配管２０を経て貯槽１０へ向けることに
よって達成される。

もう一つの具体化はチューブ状押出物の外側と内側の両
面上で急冷媒体を使用することを含むが、ただし、厚さ
が約Ｑ、０１３ｍｍから０．０７６　ｍｍ＜　０．５か
ら３ミル）であるＨソリオレフィンフィルムのような薄
いフィルムの場合には均衡のとれた静水圧的条件が維持
されることが必要である。後者の場合には、媒体の深さ
は約７６から１０２ｍｍ（３から４インチ）であること
ができる。雨具体化において、水のような媒体のほかに
、各種の水性コーティングを系へ添加して出てくる押出
物上に均一コーティングを与えることができる。その種
のコーティングは印刷性、ヒートシール性を増進し色ま
たは外観を与え、物理的性質を改善するのに使用できる
。

基本的には５フイルム押出物はきわめて薄いので、それ
を通しての熱伝達はきわめて良好であり、従って内外部
両塔よりはむしろ浅い外部浴のみを使用することによっ
て十分な急冷を達成できる。

液状急冷体を環状オリフィスにすぐ接した位置において
一定して貯槽６へ提供するには、環状押出ダイ４は下部
水リング１２によってかこまれかつ絶縁されて、そのリ
ングが上部水リング１４へ環状ギャップ１６並びに水分
配充液室１８を形成するよう適合させることができる。

一定の温度範囲は、水戻り配管２０を含む取付は系を通
して温度を連続的に調節することによって急冷媒体中で
保たれるが、配管２０は溢流水を貯槽１０とポンプ２２
へ向け、ポンプ２２は水を取シ上げてヒータ２４中へ送
シ、次いで冷却器２６へ送って媒体を予め選定した温度
範囲に保持する。水は次に環状の水分配充液室１８へ配
管２８と分配光液室１８と液状連通状態にある入口２９
とを通じて供給され、その間、流れはパルプ３０によっ
て調節される。急冷媒体は熔融状押出物との接触によっ
て連続的に加熱されるので、温度の連続的調節を行なわ
ねばならない。各種の制御手段を利用して個別要素を調
節し媒体を所望温度へ保つことができる。

冷却または急冷工程の精密調節を維持するには、比較的
多量の液状急冷媒体が押出帯域中に熔融押出物と接触さ
せて循環される。媒体の質量流速は媒体の実質的な温度
上昇および／または沸とうを妨ぐよう十分に太きいもの
であることができる。

製品品質は押出温度を注意深く維持することによって増
すことができる。かなりの量の熱伝達が熱いダイと冷た
い液体浴との間でそれらの界面においておこることがで
き、従ってダイと過度に冷却するので、改善された温度
制御はダイ面を熱的に隔離することによって達成できる
。装置中の温変化の頻度と激しさから考えて、耐久性の
ある絶縁された材料がダイ面にとって望ましい。ダイオ
リ゛フイスに隣接する同心リング状熱絶縁体をダイ面の
表面において液体浴と接して提供することができる。適
当な絶縁物質はセラミックスおよびプラマチツクスを含
む。アルミニウム、キセロコニア、キセロコナイトなど
のような金属酸化物を所望形状に成形しダイ面上に取付
くよう適合させてよい。中空ガラス微球で以て充填した
耐熱性エポキシはまた耐久性でもあるすぐれた絶縁体で
ある。

代表的には、約１ｍｍまたはそれ以下の熱的絶縁をもつ
スチールダイはダイと押出物の温度を調節するのに適切
である。

とＸで記述した方法を利用した結果、ポリオレフィンと
高処理量で以て製することができ、それはすぐれたフィ
ルム光学性質をもち、すなわち、曇り並びに他の歪発生
性質がなく、一方、抗張強度も増すことができることが
発見された。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置の一部が断面で示されている本発明方法の
模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）環状ダイから熔融フィルムを環状形態で押出帯域の
   中へ押出すことによつてポリオレフィンフィルムを製造
   する方法において； 環状ダイの環状オリフィスにすぐ隣接した押出帯域にお
   いて一定温度範囲に保持した液状の急冷用媒体を提供し
   、 熔融フィルムを液状急冷媒体の中へ直接押出し、そして
   、 急冷フィルムをチューブ状バブルとして延伸し、それに
   よつてフィルムが制御された結晶成長とともに急冷され
   る、 ことから成る、結晶成長を制御することによつて増強さ
   れた物理的性質を提供することを特徴とする方法。 ２）チューブ状熔融フィルムを内部マッドレル上を上向
   きに押出しその後側りを入れてシートを形成する、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）フィルムが０．０６から０．０７ｍｍの厚さをもち
   、液状の急冷媒体が６６℃から９３℃の温度に保たれる
   、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４）液状の急冷媒体がチューブ形態の外側で提供され、
   ６．４から２５．４ｍｍの深さで保たれる、前記特許請
   求の範囲各項のいずれかに記載の方法。 ５）フィルムがポリエチレンであり、液状の急冷媒体が
   水である、前記特許請求の範囲各項のいずれかに記載の
   方法。 ６）液状の急冷媒体がフィルム上で沈着させるためのコ
   ーティング物質から成る、前記特許請求の範囲各項のい
   ずれかに記載の方法。 ７）液状急冷媒体がチューブ状形態の外側と内側に２５
   ．４から１０２ｍｍの深さで提供される、前記特許請求
   の範囲各項のいずれかに記載の方法。 ８）急冷液状媒体がフィルム両面で沈着させるためのコ
   ーティング物質から成る、前記特許請求の範囲各項に記
   載の方法。 ９）液状急冷媒体を加熱および冷却手段を通しそしてそ
   れから押出帯域へ継続的に循環させることによつて液状
   急冷媒体を所望温度範囲に保ち、それによつて媒体の温
   度を上記温度範囲へ連続的に調節する、前記特許請求の
   範囲各項のいずれかに記載の方法。 １０）、媒体をフィルム処理量１部あたり１．５から５
   ．０重量部の処理速度で押出帯域中を循環させる、前記
   特許請求の範囲各項のいずれかに記載の方法。 １１）液状媒体の入口と出口との間の最大温度差が２８
   ℃より大きくない、前記特許請求の範囲各項のいずれか
   に記載の方法。 １２）特許請求の範囲第１項から第１１項のいずれかに
   記載の方法で以て製造した、結晶生長の制御から生ずる
   増強された物理的性質をもつポリオレフィンフィルム。