JPS6351093B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はインフレーシヨン法による熱可塑性樹
脂フイ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
フイルムを高速でかつ安定して成形し得るインフ
レーシヨンフイルムの成形法に関する。 インフレーシヨン法によりフイルムを成形する
方法は通常、樹脂を押出機で溶融して、環状ダイ
スからチユ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、一方該チユ
ーブ（以下、バブルという）を外側から冷却固化
し、冷却したフイルムをニツプロールで引上げ、
巻取機に巻き取つて成形されており、このような
方法は、(1)設備が簡便で安価である、(2)狭幅チユ
ーブから広幅チユーブまで製造できる、(3)チユー
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)適当なブローアツプ
比をとれば縦、横のバランスよいフイルムが得ら
れる、(6)一般に製品ロスが少ない等の多くの利点
を有し、熱可塑性樹脂フイルム、特にポリオレフ
イン樹脂に多用されている。 前記インフレーシヨンフイルム成形法において
は冷却がフイ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、フイルムの衝撃強度や光学的性質が向上
し、重包装袋用厚物フイ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、フイルム厚が0.01〜0.1mm前後
の軽包装用フイルムの場合には主としてフイルム
の剛性がなくなり、スリツ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
のフイルム成形に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。また結晶性ポリマーではフイルムの
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
シヨンフイルムの成形法ではフイルムの透明性を
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り、透明性のより良好
なフイ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バブルが大
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、フイル
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
レーシヨンフイ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ユーブ外面で吹きつ
けられた気体が熱交換をうけ該チユーブ自身はあ
る程度冷却されるが、該チユーブ外面で熱交換さ
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
ては環状オリフイ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ユーブ外周のガスを
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ユーブの外周に設けたチ
ユーブ冷却環から放出される冷却用ガスで該合成
樹脂チユーブを冷却して行うことを特徴とし、該
合成樹脂チユ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―オレフイン共
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
品の偏肉、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ヨン法により
熱可塑性樹脂フイ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
ことを特徴とし、透明性および高速成形性にすぐ
れたインフレーシヨンフイ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、ポリプロピレン、
ポリブテン―１、ポリ４―メチル―ペンテン―
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―ペンテン―１共重合体等のエ
チレン―α―オレフイン共重合体、エチレン―酢
酸ビニル共重合体等のポリオレフイン系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩
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、ポリエステル系樹脂、
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イ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―オレフイン共重合体、ポ
リプロピレン、プロピレン―α―オレフイン共重
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―ペンテン―１共重合体等のエチレン―α―オ
レフイ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―オレフイン共重合体の
樹脂物性としてはMIが0.3〜５ｇ／10分、好まし
くは0.5〜３ｇ／10分、密度が0.91〜0.94ｇ／c.c.、
メルトテンシヨンが0.3〜６ｇ、好ましくは0.8〜
５ｇ、Ｎ値が1.3〜2.0、分子量が８〜20の万、分
子量分布（Ｍ／Ｍ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
環状スリツト２からチユーブ状に押出され、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、例えばハモニカ
状からなる吸入口６を有する吸引環５から吸引ブ
ロワー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つ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を用いることによつてむらなく
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つ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
備冷却を行つているが、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出口直後のバブル４を安定
させるためには樹脂の種類、物性などにより異な
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（H₁）（以下、単に吸引環５の
高さ（H₁）という）を５〜500mm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（H₁）をバブル４と吸入口
６との距離（R₁）に対してH₁＞R₁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行なわれてよ
り良好な結果を得る。また上記吸引環５の高さが
５mm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（H₁）が500mmを超えると環状ダイス１出口
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、例えばハモニカ構造、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
とがより効果的である。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。また必要によりガスの流通を
調節できる様に吸引環５の上端または下端にガス
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のスリツト巾や
吸入口６とバブル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
フイン共重合体などの様な低溶融張力の樹脂には
２〜20m／sec、好ましくは３〜15m／sec程度に
吸引してやると樹脂の溶融張力を増大し、安定な
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
けられることによつて急冷固化すると同時にバブ
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の吹出口先端スリツトの角度
（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ポリ塩
化ビニル等の合成樹脂からなるハニカム構造の整
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、所望によつては冷却空気を使
用すればより透明性を有するフイルムの製造が望
める。また、この冷却ガスは送風ブロワー１３に
よつて冷却環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
たは吹出口先端スリツト巾、成形速度、吹出角度
等により異なるが、一般的には10〜40m／sec、
好ましくは15〜30m／sec程度であり、風速が
10m／sec未満では冷却が不充分となり透明性が
悪化し、40m／sec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け
場所は、フロストライン１４の位置等の条件によ
つ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（v₁）と
上記冷却環７の吹出口８の風速（v₂）は常にv₂＞
v₁とすることがフイ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または
フロストライン１４の高さ等の成形条件によつて
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
は吸引環５および冷却環７を多重一体とした多重
スリツ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バブル４は
案内板９を通し、ニツプロール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、冷却環７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５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)バブル４周辺の空気が冷却ガスに
よつ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、バブルが安定
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
イルムを成形することができる。特に本発明にあ
つ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
好なことなどから、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―オレフイン共重合体等の樹脂に好適に用
いられ、従来のインフレーシヨンフイルムに比し
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ない。 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
ツクス0.9ｇ／10分、密度0.920、ブテン―１含有
量４モル％）樹脂を押出機（50mmφ、Ｌ／Ｄ＝
26）で溶融し、樹脂温度200℃で口径100mmφ、ダ
イスリツプ巾1.8mm、の環状ダイスから押出量20
Kg／HRで押出し、吸引環（内径250mmφ、スリ
ツト巾85mmで２段にして吸入口にハモニカ状整流
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（H₁）100mmの位置でダイス口径の1.5倍に
吸引膨張し（7m／sec）、冷却環（内径238mmφ、
スリツト巾50mmで吹出口にハニカム状の整流器を
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フロストラインやや下方に当
る位置（H₂：環状ダイス面から冷却ガス吹出口
下面までの距離）に設置して冷却ガスを吹き付け
（22m／sec）、巻取速度20m／min、ブロー比1.9、
折径300mm、厚さ30μのフイルムを成形し、その
成形条件およびフイルム物性、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／sec）、実施例１と同一条件
でフイルムを成形し、その成形条件およびフイル
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：ネオゼツクス3510F三井石油化学社製）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20Kg／HR、巻取速度20m／min、折
径300mm、厚さ30μのフイルム成形を行ないその
成形条件およびフイルム物性、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／sec）
で成形し、その成形条件およびフイルム物性、成
形安定性を第１表に示した（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・ペンテン―１
共重合体（商品名：ウルトゼツクス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イルム物性、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イルム物
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
フイルム物性、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、およびフイルム物
性、成形安定性を第１表に示した（比較例４）。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインフレーシヨンフイルム成
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……環状ダイスリツプ、
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……ニツプロール、１
１……ガイドロール、１２……吸引ブロワー、１
３……送風ブロワー、１４……フロストライン、
１５，１６……ガス案内板、１７……カラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インフレーシヨン法により熱可塑性樹脂フイ
   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ヨンフイ
   ルムの成形法。 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
   フレーシヨンフイルムの成形法。 ３ 吸引口下部の高さを環状ダイス面より５〜
   500mm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
   シヨンフイルムの成形法。 ４ 前記熱可塑性樹脂がポリオレフイン樹脂であ
   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ヨンフイル
   ムの成形法。 ５ 前記ポリオレフイン樹脂がエチレン―α―オ
   レフイ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ヨンフイル
   ムの成形法。 ６ 前記エチレン―α―オレフイン共重合体がエ
   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
   ヨンフイルムの成形法。 ７ 前記エチレン―α―オレフイン共重合体がエ
   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
   シヨンフイルムの成形法。 ８ 前記エチレン―α―オレフイン共重合体がエ
   チレン―４―メチルペンテン―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
   インフレーシヨンフイルムの成形法。