JPS647576B2 - - Google Patents
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- JPS647576B2 JPS647576B2 JP56179346A JP17934681A JPS647576B2 JP S647576 B2 JPS647576 B2 JP S647576B2 JP 56179346 A JP56179346 A JP 56179346A JP 17934681 A JP17934681 A JP 17934681A JP S647576 B2 JPS647576 B2 JP S647576B2
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Classifications
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- B29C48/912—Cooling of hollow articles of tubular films
- B29C48/913—Cooling of hollow articles of tubular films externally
Description
本発明は溶融張力が小さい熱可塑性樹脂の高速
インフレーシヨンフイルム成形を行なうインフレ
ーシヨンフイルムの製造方法およびその装置に関
する。 近年、ポリプロピレンと呼ばれるプロピレンの
単独重合体またはプロピレンと他のα−オレフイ
ンとの（ランダムあるいはブロツク）共重合体が
開発され、さらに中低圧法低密度ポリエチレン、
中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンと呼ば
れるエチレンの単独重合体またはエチレンと他の
α−オレフインとの共重合体が開発されている。
これらの熱可塑性樹脂は、従来の例えば高圧法低
密度ポリエチレンに比して、フイルムとしての機
械的強度（引張強度、引裂強度、衝撃強度など）、
耐熱性、耐ストレスクラツク性、光学特性などの
性質に優れており、これらの性能の要求される用
途に、インフレーシヨンフイルムの材料として供
されている。なかでもいわゆる線状低密度ポリエ
チレンと呼ばれているエチレンとα−オレフイン
との共重合体からなるフイルムは前記性質に加
え、ヒートシール性（低温ヒートシール性、ホツ
トタツク性、夾雑物性シール性）に優れるので各
種包装用フイルムとして好適である。 一方、エチレン−α−オレフイン共重合体をは
じめ前記熱可塑性樹脂は高圧法低密度ポリエチレ
ンに比べ分子量分布が狭い長鎖分岐が少ない等の
分子構造上溶融張力が小さいため、インフレーシ
ヨンフイルムを成形する場合、溶融したチユーブ
状のフイルム（バブル）の空気圧に対する抵抗
（形状維持力）が低く、例えば高圧法低密度ポリ
エチレンでは30〜50μ厚のフイルムを得るのに通
常50〜60ｍ／分以上の成形速度で成形できるのに
対して20ｍ／分といつた極めて遅い速度でしか成
形できないのが現状であつた。前記熱可塑性樹脂
の分子構造を変える方法、例えば高分子量化す
る、高分子量のものを添加して分子量分布を広げ
る等を行うことによりある程度溶融張力が改善で
きるが、これらの方法は例えばエチレン−α−オ
レフイン共重合体フイルムにおいて、機械的強
度、光学特性等を低下させるといつたマイナス面
があるので高品質を要求される分野には適用でき
ない。 そこで本発明者らは、かかる溶融張力の小さい
熱可塑性樹脂の高速成形加工法に関して各種の検
討を行つた。 インフレーシヨンフイルム成形において、ダイ
から押出されたチユーブ状の溶融樹脂すなわちバ
ブルに対して冷却を行なう冷却法には空冷法と水
冷法があるが、水冷法は種々の欠点があるために
ポリプロピレンの一部を除いて一般的には空冷法
が採用されている。 空冷法において多く行なわれる方法として、第
１図で示すようにダイＡから引出されるバブルＢ
の外部周囲に、１個の空気吹出口を有する外部風
冷リングＣを設けてバブルＢに対して冷却空気を
吹付ける外部冷却法がある。この方法で冷却効率
を上げるためには冷却空気を高速でバブルに吹付
けて冷却を行なう必要があるが、空気の風速を上
げ過ぎると、バブルが高速気流に耐えられずにバ
ブル首部（ダイから出た部分）にくびれを生じて
熱収支面積が低下し、あるいはバブル全体に揺れ
を生じたりして成形不能に陥いるので、冷却空気
を吹付ける時の風速は自ずと制限され比較的低速
度でしか成形を行なえない。特に前述した溶融張
力が小さい熱可塑性樹脂の場合には成形速度を上
げることが困難であり、例えば第１表の(イ)で示す
ようにエチレンと後述するα−オレフイン共重合
体(A)を用いて50μ厚のフイルムを成形する場合に
は、冷却風速は15ｍ／秒が限度で、成形速度は20
ｍ／分が限度であり、それ以上風速を増加する
と、バブルのくびれがひどくなり、冷却効率が低
下し、これに伴いバブルのフロストラインが上昇
してフイルムがブロツキングし易くなるとともに
バブルの揺れが激しくなり成形が困難となる。 また、空冷法における他の方法として第２図で
示すようにバブルＢの内側に位置するように内部
風冷リングＤを設けるとともに排風管Ｅを設け
て、バブルＢ内部に内部風冷リングＤより冷却空
気を吹出してバブルＢに対する冷却を行なう内部
冷却を行なう内部冷却法がある。しかし、この方
法では冷却空気の風速を上げると、内部からの吸
引作用によりバブルＢにくびれが生じるために、
風速を高めるには限界がある。例えば第１表の(ロ)
で示すようにエチレンとα−オレフイン共重合体
により厚さ50μのフイルムを成形する場合に、風
速14ｍ／秒、成形速度15ｍ／分が限度である。 さらに、空冷法においては外部冷却と内部冷却
の欠点を改良した方法として、第３図で示すよう
に内部風冷リングＤと外部風冷リングＣとを組合
せてバブルＢの内外側から冷却空気を吹付けて冷
却を行なう内外部同時冷却法がある。この方法で
は内部冷却と外部冷却が組合されて冷却効率が向
上できるが、例えば第１表の(ハ)で示すようにエチ
レンとα−オレフイン共重合体により厚さ50μの
フイルムを成形する場合には、外部冷却と内部冷
却の各成形速度20ｍ／分と15ｍ／分の和に相当す
る35ｍ／分程度の成形速度しか得られず、それ以
上成形速度を上げようとして外部および内部の各
冷却空気の風速を増大するとバブルのくびれが激
しくなりフイルムの成形が不良となるので、成形
速度を上げることができない。 さらにまた、このような内外部同時冷却法を改
良するために、第４図で示すようにバブルＢの外
部に筒状案内板Ｅを設ける方法が提案されてい
る。しかし、この方法を溶融張力が小さい樹脂に
適用した場合に、外部冷却空気の風速を上げると
案内板の内側が減圧された状態となり、バブルの
ばたつきが激しくひいてはバブルが案内板と接触
し、結果として成形速度を逆に低く抑制する必要
がある。例えば第１表の(ニ)で示すようにエチレン
とα−オレフイン共重合体により厚さ50μのフイ
ルムを成形する場合には、成形速度30ｍ／分が最
高であつた。なお、筒状案内板の下部を開放する
ことによりある程度ばたつきが緩和され成形速度
を50ｍ／分程度までは上げることはできるがそれ
以上高めることは無理である。 なお、本発明における風速とは空冷リングの吹
出口で熱線式風速計で測定した値であり、溶融張
力はメルトテンシヨンテスター型（東洋精機製
作所製）を用い、ノズル形状：直径2.09mmφ、長
さ8.0mm、ピストン降下速度：15mm／分、押出温
度：エチレン系樹脂190℃、プロピレン系樹脂230
℃、取引速度：45ｍ／分、張力測定位置：ノズル
下500mmの条件下で測定した値である。
インフレーシヨンフイルム成形を行なうインフレ
ーシヨンフイルムの製造方法およびその装置に関
する。 近年、ポリプロピレンと呼ばれるプロピレンの
単独重合体またはプロピレンと他のα−オレフイ
ンとの（ランダムあるいはブロツク）共重合体が
開発され、さらに中低圧法低密度ポリエチレン、
中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンと呼ば
れるエチレンの単独重合体またはエチレンと他の
α−オレフインとの共重合体が開発されている。
これらの熱可塑性樹脂は、従来の例えば高圧法低
密度ポリエチレンに比して、フイルムとしての機
械的強度（引張強度、引裂強度、衝撃強度など）、
耐熱性、耐ストレスクラツク性、光学特性などの
性質に優れており、これらの性能の要求される用
途に、インフレーシヨンフイルムの材料として供
されている。なかでもいわゆる線状低密度ポリエ
チレンと呼ばれているエチレンとα−オレフイン
との共重合体からなるフイルムは前記性質に加
え、ヒートシール性（低温ヒートシール性、ホツ
トタツク性、夾雑物性シール性）に優れるので各
種包装用フイルムとして好適である。 一方、エチレン−α−オレフイン共重合体をは
じめ前記熱可塑性樹脂は高圧法低密度ポリエチレ
ンに比べ分子量分布が狭い長鎖分岐が少ない等の
分子構造上溶融張力が小さいため、インフレーシ
ヨンフイルムを成形する場合、溶融したチユーブ
状のフイルム（バブル）の空気圧に対する抵抗
（形状維持力）が低く、例えば高圧法低密度ポリ
エチレンでは30〜50μ厚のフイルムを得るのに通
常50〜60ｍ／分以上の成形速度で成形できるのに
対して20ｍ／分といつた極めて遅い速度でしか成
形できないのが現状であつた。前記熱可塑性樹脂
の分子構造を変える方法、例えば高分子量化す
る、高分子量のものを添加して分子量分布を広げ
る等を行うことによりある程度溶融張力が改善で
きるが、これらの方法は例えばエチレン−α−オ
レフイン共重合体フイルムにおいて、機械的強
度、光学特性等を低下させるといつたマイナス面
があるので高品質を要求される分野には適用でき
ない。 そこで本発明者らは、かかる溶融張力の小さい
熱可塑性樹脂の高速成形加工法に関して各種の検
討を行つた。 インフレーシヨンフイルム成形において、ダイ
から押出されたチユーブ状の溶融樹脂すなわちバ
ブルに対して冷却を行なう冷却法には空冷法と水
冷法があるが、水冷法は種々の欠点があるために
ポリプロピレンの一部を除いて一般的には空冷法
が採用されている。 空冷法において多く行なわれる方法として、第
１図で示すようにダイＡから引出されるバブルＢ
の外部周囲に、１個の空気吹出口を有する外部風
冷リングＣを設けてバブルＢに対して冷却空気を
吹付ける外部冷却法がある。この方法で冷却効率
を上げるためには冷却空気を高速でバブルに吹付
けて冷却を行なう必要があるが、空気の風速を上
げ過ぎると、バブルが高速気流に耐えられずにバ
ブル首部（ダイから出た部分）にくびれを生じて
熱収支面積が低下し、あるいはバブル全体に揺れ
を生じたりして成形不能に陥いるので、冷却空気
を吹付ける時の風速は自ずと制限され比較的低速
度でしか成形を行なえない。特に前述した溶融張
力が小さい熱可塑性樹脂の場合には成形速度を上
げることが困難であり、例えば第１表の(イ)で示す
ようにエチレンと後述するα−オレフイン共重合
体(A)を用いて50μ厚のフイルムを成形する場合に
は、冷却風速は15ｍ／秒が限度で、成形速度は20
ｍ／分が限度であり、それ以上風速を増加する
と、バブルのくびれがひどくなり、冷却効率が低
下し、これに伴いバブルのフロストラインが上昇
してフイルムがブロツキングし易くなるとともに
バブルの揺れが激しくなり成形が困難となる。 また、空冷法における他の方法として第２図で
示すようにバブルＢの内側に位置するように内部
風冷リングＤを設けるとともに排風管Ｅを設け
て、バブルＢ内部に内部風冷リングＤより冷却空
気を吹出してバブルＢに対する冷却を行なう内部
冷却を行なう内部冷却法がある。しかし、この方
法では冷却空気の風速を上げると、内部からの吸
引作用によりバブルＢにくびれが生じるために、
風速を高めるには限界がある。例えば第１表の(ロ)
で示すようにエチレンとα−オレフイン共重合体
により厚さ50μのフイルムを成形する場合に、風
速14ｍ／秒、成形速度15ｍ／分が限度である。 さらに、空冷法においては外部冷却と内部冷却
の欠点を改良した方法として、第３図で示すよう
に内部風冷リングＤと外部風冷リングＣとを組合
せてバブルＢの内外側から冷却空気を吹付けて冷
却を行なう内外部同時冷却法がある。この方法で
は内部冷却と外部冷却が組合されて冷却効率が向
上できるが、例えば第１表の(ハ)で示すようにエチ
レンとα−オレフイン共重合体により厚さ50μの
フイルムを成形する場合には、外部冷却と内部冷
却の各成形速度20ｍ／分と15ｍ／分の和に相当す
る35ｍ／分程度の成形速度しか得られず、それ以
上成形速度を上げようとして外部および内部の各
冷却空気の風速を増大するとバブルのくびれが激
しくなりフイルムの成形が不良となるので、成形
速度を上げることができない。 さらにまた、このような内外部同時冷却法を改
良するために、第４図で示すようにバブルＢの外
部に筒状案内板Ｅを設ける方法が提案されてい
る。しかし、この方法を溶融張力が小さい樹脂に
適用した場合に、外部冷却空気の風速を上げると
案内板の内側が減圧された状態となり、バブルの
ばたつきが激しくひいてはバブルが案内板と接触
し、結果として成形速度を逆に低く抑制する必要
がある。例えば第１表の(ニ)で示すようにエチレン
とα−オレフイン共重合体により厚さ50μのフイ
ルムを成形する場合には、成形速度30ｍ／分が最
高であつた。なお、筒状案内板の下部を開放する
ことによりある程度ばたつきが緩和され成形速度
を50ｍ／分程度までは上げることはできるがそれ
以上高めることは無理である。 なお、本発明における風速とは空冷リングの吹
出口で熱線式風速計で測定した値であり、溶融張
力はメルトテンシヨンテスター型（東洋精機製
作所製）を用い、ノズル形状：直径2.09mmφ、長
さ8.0mm、ピストン降下速度：15mm／分、押出温
度：エチレン系樹脂190℃、プロピレン系樹脂230
℃、取引速度：45ｍ／分、張力測定位置：ノズル
下500mmの条件下で測定した値である。
【表】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、バ
ブルの安定性を保持してバブルに対する冷却用の
空気の風速を高めることにより、溶融張力が小さ
い熱可塑性樹脂による高速フイルム成形を可能と
したインフレーシヨンフイルム製造方法およびそ
の装置を提供するものである。 すなわち、近時バブルに対する空冷法として、
上部吹出口および下部吹出口を有する外部風冷リ
ングを用いた外部冷却法が開発されている。この
冷却法によれば風冷リングの下部吹出口から吹出
される空気がバブルを冷却するとともにバブルを
支える作用を有することにより、空気の風速をあ
る程度高めることが可能である。本発明の発明者
らはこの２重吹出し型の外部風冷リングに着目し
て種々研究の結果、この外部風冷リングによる外
部冷却と内部冷却とを組合せ、さらに空気の吹出
条件を特定することにより、溶融張力が小さい熱
可塑性樹脂によりインフレーシヨンフイルムを成
形する場合に、バブルにくびれや揺れが生ずるこ
となく空気の風速を高め、結果としてフイルムの
成形速度を高めることを見出した。従つて、本発
明はこの研究の結果なされたもので、内部風冷リ
ングと２重吹出し型の外部風冷リングとを組合せ
てバブルの冷却を行なうことを基本とするもので
ある。 以下本発明を図面で示す実施例について説明す
る。 第５図は本発明におけるインフレーシヨンフイ
ルム製造装置の一実施例を示している。 図において１は、投入口２よりバレル３内に投
入された熱可塑性樹脂をバレル３内に設けたヒー
タ（図示せず）により加熱して溶融させるととも
に、バレル３内部に設けたスクリユー４の回転に
より溶融した樹脂をバレル３の先端口より押出す
押出機である。図中５は円筒状の外側ダイ６と内
側ダイ７とを組合せて構成される環状のダイで、
このダイ５の下部は押出機１におけるバレル３の
先端口に接続されるとともに外側ダイ６と内側ダ
イ７との間が樹脂の通路となつている。図中８は
ダイ５における内側ダイ７の上端部に水平に設け
られたバブルの首部の内部に位置する内部風冷リ
ングで、この内部風冷リング８は円周方向に沿い
所定角度をもつて上向きに傾斜した空気吹出口９
を有している。内部風冷リング８は内側ダイ７内
部に形成された孔１０と連通し、この孔１０は図
示しない冷却用空気供給源である送風機に接続さ
れている。図中１１は排気筒で、この排気筒１１
は内部冷却リング８および内側ダイ７の孔１０を
上下方向に挿通してバブルＶのフロストラインＬ
の上方位置まで延出して設けられている。排気筒
１１の下端部は図示しない排風機に接続されてい
る。なお、図中１２は内側ダイ７の孔１０および
排気筒１１を送風機および排風機に接続する分岐
管である。図中１３はダイ５の外側ダイ６上端部
に水平に設けられたバブルＶの首部を外部周囲を
囲む２重吹出口型をなす外部風冷リングである。
この外部風冷リング１３の内周部は好ましくは下
部から上部にかけて大径となるテーパをなし、こ
の内周部の上部には空気の上部吹出口１４が、下
部には下部吹出口１５が夫々円周方向に沿つて形
成されている。また、上部吹出口１４と下部吹出
口１５との間の内周部の壁面はバブルＶの首部を
囲む筒状の案内面１６となつている。外部風冷リ
ング１３の外周部に形成された複数の空気の送入
口１７はリング１３内部の空気通路を介して上部
吹出口１４と下部吹出口１５に連通しており、且
つこの送入口１７は図示しない送風機に接続され
ている。図中１８は二次冷却用の外部風冷リング
で、この外部風冷リング１８は外部風冷リング１
３の上方であつて且つバブルＶのフロストライン
Ｌの下方好ましくは直前の位置にバブルＶを囲ん
で配設されている。この外部風冷リング１８は一
般に用いられている型式のもので、内周部に１個
の吹出口１９が形成され、外周部に形成した送入
口２０は図示しない送風機に接続されている。図
中２１は下段の外部風冷リング１３と上段の外部
風冷リング１８との間に配設されたバブルを囲む
規制リング（アイリスリング）で、この規制リン
グ２１はカメラにおける絞り機構と同様な構造を
なすもので、円形に配置された複数枚の羽根２２
を適宜な機構により開閉させて羽根２２で形成さ
れる内側の孔の直径を可変調節するものである。
図中２３は外部風冷リング１８の上方に設けられ
たロール式の振れ止め部材、２４はこの振れ止め
部材２２の上方に設けられたロール式の安定板、
２５はバブルＶを平担にして挾持した状態で送る
ピンチロールである。また、図中２６は上段の外
部風冷リング１８の下部に設けたドラフトリング
である。 次に本発明によるインフレーシヨンフイルム成
形方法について説明する。押出機１から押出され
た溶融樹脂はダイ５における外側ダイ６と内側ダ
イ７との間に送り込まれ、この溶融樹脂は外側ダ
イ６と内側ダイ７の間の隙間を通りこの隙間の上
端からチユーブ状の溶融樹脂として、すなわちバ
ブルＶとして押出される。そして、このバブルＶ
はピンチローラ２５により引取られて垂直上方に
向けて移動する。ここで、ダイ１の内部上側に設
けられた内部風冷リング８では、送風機から加圧
されて送られた例えば空気を吹出口９からバブル
Ｖの首部（バブルＶがダイ５から送り出された直
後の部分）の内部に円周方向にわたつて吹出す。
バブルＶの内部に吹出された空気はバブルＶの内
部を上昇する過程で、バブルＶをチユーブ状の形
状に保つとともにバブルＶを内部側から冷却す
る。この空気はバブルＶのフロストラインＬを越
えた後に、排気筒１１の上端開口からその内部に
入り、排気筒１１の内部を下降して排風機により
外部へ排出される。なお、排気筒１１の上端開口
はバブルＶのフロストラインＬより50〜800mm上
方に位置することが好ましい。また、ダイ５の外
部上側に設けた外部風冷リング１３では、送風機
から送られた空気が送入口１７から内部通路を通
り、さらに空気をリング内周部に形成された上部
吹出口１４と下部吹出口１５からバブルＶの首部
の外部周囲全体に向けて上下２段に分けて吹出
す。下部吹出口１５から吹出された空気は、外部
風冷リング１３内周部の案内面１６とバブルＶの
首部との間を通つて上昇する過程で、バブルＶの
首部を冷却しながら外部風冷リング１３内周部の
案内面１６に接触させることなくこれに沿わせて
上方へ移動するように案内する。上部吹出口１４
から吹出された空気は、バブルＶの首部の上部に
当たりバブルＶが案内面１６に接触するのを防ぐ
とともにこれを冷却する。なお、各吹出口１４，
１５から吹出された空気は外部風冷リング１３の
内周部から上方へ排出される。このようにしてバ
ブルＶの首部は、内部風冷リング８からの空気と
外部風冷リング１３からの上下２重にわたる空気
とにより夫々内外から冷却されるとともに、これ
ら内外の各風冷リング８，１３からの空気の圧力
バランスにより外部風冷リング１３の案内面１６
に沿つて安定して形態を整え首部直径を所定の大
きさまで拡大する。そして、バブルＶは首部を経
てさらに上方へ移動し、規制リング２１の羽根２
２で囲まれる孔部を通過する。この場合、規制リ
ング２１は羽根２２でバブルＶの外部周囲を非接
触状態で保持し、バブルＶの成形安定性を高めて
いる。さらにバブルＶは上段の外部風冷リング１
８を通過する。ここで、外部風冷リング１８は送
風機により送られてきた冷却空気を吹出口１９よ
りバブルＶに向けてその外部周囲から吹出し、バ
ブルＶをさらに冷却する。このため、バブルＶは
外部風冷リング１８からの冷却空気により急冷さ
れて透明となり、且つこの冷却空気により支えら
れて揺れを阻止され安定性が増す。なお、外部風
冷リング１８の高さはダイ５の上面から1000mm以
下の範囲であることが好ましい。1000mmを越える
位置に設置することは、透明性の良いフイルムを
得るにはフロストラインも1000mm以上に上げるこ
とになり、本発明に用いる溶融張力が４ｇ以下の
樹脂ではバブルの自重に逆らつて上部ピンチロー
ル側へ引取ることは難かしく、無理するとバブル
が破断しかねない。さらに、バブルＶは外部風冷
リング１８を通過してフロストラインＬに達し、
揺れ止め部材２３と案定板２４に支えられて上方
へ移動した後にピンチローラ２５に引取られる。
その後バブルＶは巻取機（図示せず）に巻取られ
る。 しかして、このインフレーシヨンフイルム成形
方法にあつては、内部空気冷却と２段吹出しによ
る外部空気冷却とを組合せてバブルＶの首部を冷
却するものであるから、内部冷却の空気による吸
引力と外部冷却の下部吹出し空気による吸引力及
び外部冷却の上部吹出し空気によるバブルと案内
面との接触防止効果とが相互に作用し合つてバブ
ルの首部を安定して保持でき、結果として内外の
空気の風速を個別の場合に比して増大させ成形速
度を高め、同時に冷却効果を高めることができ
る。すなわち、外部風冷リング１３における下部
吹出口１５から吹出される空気はその吸引作用に
よりバブルＶを案内面１６側すなわち外部側に引
寄せているので、内部風冷リング８から吹出され
る空気の風速を高めてもバブルの首部にくびれが
生ずることがなく、このため内部冷却の空気の風
速を従来のくびれを生じない限度を越えて増大で
きる。また、内部風冷リング８の空気はバブルＶ
の首部を内部側に引寄せるように吸引作用を有し
ているので、外部風冷リング１３の下部吹出口１
５からの空気の風速を高めても、バブルＶの首部
が案内面１６に接触して揺れが生ずる事態が生じ
ず、このためバブルの首部が案内面１６に接触し
ない範囲を越えて下部吹出口１５からの空気の風
速を高めることができる。（内部冷却を行なわな
い場合には下部吹出口１５からの空気の風速を高
めると、バブルＶの首部が案内面１６に接触して
揺れを生じる。例えば、エチレンとα−オレフイ
ン共重合体により厚さ50μ×幅500mmのフイルム
を樹脂温度167℃、吹出口開度10mmの条件で成形
する場合に風速18ｍ／秒、成形速度30ｍ／分が限
度である。）従つて、バブルＶの首部にくびれや
揺れを生ぜしめることなく内部および外部冷却の
各空気の風速を夫々高めて、全体としてフイルム
の成形速度を高めることができる。また、バブル
Ｖの首部が安定しているため内部および外部の各
空気により広い面積をもつて効率良くバブルＶの
首部を冷却できる。しかも、外部風冷リング１３
から２段にわたり空気を吹出して効果的にバブル
Ｖの首部を冷却できる。 本発明のインフレーシヨンフイルム成形方法は
バブルＶに対する内部冷却および外部冷却の夫々
の空気の吹出条件を後述するように設定すること
により、溶融張力４ｇ以下の熱可塑性樹脂を安定
して50ｍ／分以上の成形速度、更には70ｍ／分以
上の高速で成形することができる。すなわち、次
のように吹出条件を満足することにより、50ｍ／
分以上の成形速度を得ることができる。(a)内部風
冷リング８の吹出口９から吹出す空気は風速10
ｍ／秒以上、吹出角度αをバブルＶの軸線に対し
て30〜75゜上向きとする。(b)外部風冷リング１３
の上部吹出口１４から吹出す空気は、吹出角度β
をバブルＶの軸線に対して70〜90゜上向きとし、
下部吹出口１５から吹出す空気は、風速10ｍ／秒
以上、吹出角度γをバブルＶの軸線に対し０〜
10゜とし、好ましくは案内面１６とダイＡとの角
度δが60ないし89゜とする。(c)外部風冷リング１
３の下部吹出口１５からの空気の風速と内部風冷
リング８からの空気の風速との比は１：２ないし
２：１の範囲とする。 ここで(a)の条件を設定する理由は、風速が10
ｍ／秒未満ではバブルを内側に引き寄せる吸引作
用が小さいので外部風冷リングの風速も大きくで
きず、冷却能力が低いので高速成形するとフイル
ムがブロツキングする。又、吹出角度αを30〜
75゜とすることにより広い面積をもつて効率よく
バブルを冷却すると共に、吸引作用をベクトル分
解により横方向と縦方向の両方向にもたせるため
である。 (b)の条件を設定する理由は上部吹出口からの吹
出し空気の吹出角度βを35〜75゜とすることによ
り、下部吹出口から吹出した空気により吸引され
たバブルが案内面に接触するのを防ぐためであ
り、下部吹出口の風速及び吹出角度γの設定理由
は(a)に同じである。また案内面とダイとの角度δ
を60ないし89゜とすることにより、バブルが案内
面に沿つて効率よく膨張し冷却効果を高めること
ができるので好ましい。 (c)の条件を設定する理由は、内部風冷リングよ
り吹出す空気と外部風冷リングの下部吹出口より
吹出す空気による吸引作用をバランスさせるため
である。 なお、内部風冷リング８と外部風冷リング１３
における各吹出口９，１４，１５は前記した空気
の吹付角度範囲に対応して角度位置を設定する。
このため、前記の吹付角度に対応した角度の吹出
口を有する風冷リングを用いるか、あるいは吹出
口の角度を可変調整できる構成の風冷リングを用
いる。 第２表はバブルに対する冷却を前記の条件に基
づいて行なつた場合と、前記の条件から外れて行
なつた場合とにおけるフイルム成形速度の比較を
示すものである。
ブルの安定性を保持してバブルに対する冷却用の
空気の風速を高めることにより、溶融張力が小さ
い熱可塑性樹脂による高速フイルム成形を可能と
したインフレーシヨンフイルム製造方法およびそ
の装置を提供するものである。 すなわち、近時バブルに対する空冷法として、
上部吹出口および下部吹出口を有する外部風冷リ
ングを用いた外部冷却法が開発されている。この
冷却法によれば風冷リングの下部吹出口から吹出
される空気がバブルを冷却するとともにバブルを
支える作用を有することにより、空気の風速をあ
る程度高めることが可能である。本発明の発明者
らはこの２重吹出し型の外部風冷リングに着目し
て種々研究の結果、この外部風冷リングによる外
部冷却と内部冷却とを組合せ、さらに空気の吹出
条件を特定することにより、溶融張力が小さい熱
可塑性樹脂によりインフレーシヨンフイルムを成
形する場合に、バブルにくびれや揺れが生ずるこ
となく空気の風速を高め、結果としてフイルムの
成形速度を高めることを見出した。従つて、本発
明はこの研究の結果なされたもので、内部風冷リ
ングと２重吹出し型の外部風冷リングとを組合せ
てバブルの冷却を行なうことを基本とするもので
ある。 以下本発明を図面で示す実施例について説明す
る。 第５図は本発明におけるインフレーシヨンフイ
ルム製造装置の一実施例を示している。 図において１は、投入口２よりバレル３内に投
入された熱可塑性樹脂をバレル３内に設けたヒー
タ（図示せず）により加熱して溶融させるととも
に、バレル３内部に設けたスクリユー４の回転に
より溶融した樹脂をバレル３の先端口より押出す
押出機である。図中５は円筒状の外側ダイ６と内
側ダイ７とを組合せて構成される環状のダイで、
このダイ５の下部は押出機１におけるバレル３の
先端口に接続されるとともに外側ダイ６と内側ダ
イ７との間が樹脂の通路となつている。図中８は
ダイ５における内側ダイ７の上端部に水平に設け
られたバブルの首部の内部に位置する内部風冷リ
ングで、この内部風冷リング８は円周方向に沿い
所定角度をもつて上向きに傾斜した空気吹出口９
を有している。内部風冷リング８は内側ダイ７内
部に形成された孔１０と連通し、この孔１０は図
示しない冷却用空気供給源である送風機に接続さ
れている。図中１１は排気筒で、この排気筒１１
は内部冷却リング８および内側ダイ７の孔１０を
上下方向に挿通してバブルＶのフロストラインＬ
の上方位置まで延出して設けられている。排気筒
１１の下端部は図示しない排風機に接続されてい
る。なお、図中１２は内側ダイ７の孔１０および
排気筒１１を送風機および排風機に接続する分岐
管である。図中１３はダイ５の外側ダイ６上端部
に水平に設けられたバブルＶの首部を外部周囲を
囲む２重吹出口型をなす外部風冷リングである。
この外部風冷リング１３の内周部は好ましくは下
部から上部にかけて大径となるテーパをなし、こ
の内周部の上部には空気の上部吹出口１４が、下
部には下部吹出口１５が夫々円周方向に沿つて形
成されている。また、上部吹出口１４と下部吹出
口１５との間の内周部の壁面はバブルＶの首部を
囲む筒状の案内面１６となつている。外部風冷リ
ング１３の外周部に形成された複数の空気の送入
口１７はリング１３内部の空気通路を介して上部
吹出口１４と下部吹出口１５に連通しており、且
つこの送入口１７は図示しない送風機に接続され
ている。図中１８は二次冷却用の外部風冷リング
で、この外部風冷リング１８は外部風冷リング１
３の上方であつて且つバブルＶのフロストライン
Ｌの下方好ましくは直前の位置にバブルＶを囲ん
で配設されている。この外部風冷リング１８は一
般に用いられている型式のもので、内周部に１個
の吹出口１９が形成され、外周部に形成した送入
口２０は図示しない送風機に接続されている。図
中２１は下段の外部風冷リング１３と上段の外部
風冷リング１８との間に配設されたバブルを囲む
規制リング（アイリスリング）で、この規制リン
グ２１はカメラにおける絞り機構と同様な構造を
なすもので、円形に配置された複数枚の羽根２２
を適宜な機構により開閉させて羽根２２で形成さ
れる内側の孔の直径を可変調節するものである。
図中２３は外部風冷リング１８の上方に設けられ
たロール式の振れ止め部材、２４はこの振れ止め
部材２２の上方に設けられたロール式の安定板、
２５はバブルＶを平担にして挾持した状態で送る
ピンチロールである。また、図中２６は上段の外
部風冷リング１８の下部に設けたドラフトリング
である。 次に本発明によるインフレーシヨンフイルム成
形方法について説明する。押出機１から押出され
た溶融樹脂はダイ５における外側ダイ６と内側ダ
イ７との間に送り込まれ、この溶融樹脂は外側ダ
イ６と内側ダイ７の間の隙間を通りこの隙間の上
端からチユーブ状の溶融樹脂として、すなわちバ
ブルＶとして押出される。そして、このバブルＶ
はピンチローラ２５により引取られて垂直上方に
向けて移動する。ここで、ダイ１の内部上側に設
けられた内部風冷リング８では、送風機から加圧
されて送られた例えば空気を吹出口９からバブル
Ｖの首部（バブルＶがダイ５から送り出された直
後の部分）の内部に円周方向にわたつて吹出す。
バブルＶの内部に吹出された空気はバブルＶの内
部を上昇する過程で、バブルＶをチユーブ状の形
状に保つとともにバブルＶを内部側から冷却す
る。この空気はバブルＶのフロストラインＬを越
えた後に、排気筒１１の上端開口からその内部に
入り、排気筒１１の内部を下降して排風機により
外部へ排出される。なお、排気筒１１の上端開口
はバブルＶのフロストラインＬより50〜800mm上
方に位置することが好ましい。また、ダイ５の外
部上側に設けた外部風冷リング１３では、送風機
から送られた空気が送入口１７から内部通路を通
り、さらに空気をリング内周部に形成された上部
吹出口１４と下部吹出口１５からバブルＶの首部
の外部周囲全体に向けて上下２段に分けて吹出
す。下部吹出口１５から吹出された空気は、外部
風冷リング１３内周部の案内面１６とバブルＶの
首部との間を通つて上昇する過程で、バブルＶの
首部を冷却しながら外部風冷リング１３内周部の
案内面１６に接触させることなくこれに沿わせて
上方へ移動するように案内する。上部吹出口１４
から吹出された空気は、バブルＶの首部の上部に
当たりバブルＶが案内面１６に接触するのを防ぐ
とともにこれを冷却する。なお、各吹出口１４，
１５から吹出された空気は外部風冷リング１３の
内周部から上方へ排出される。このようにしてバ
ブルＶの首部は、内部風冷リング８からの空気と
外部風冷リング１３からの上下２重にわたる空気
とにより夫々内外から冷却されるとともに、これ
ら内外の各風冷リング８，１３からの空気の圧力
バランスにより外部風冷リング１３の案内面１６
に沿つて安定して形態を整え首部直径を所定の大
きさまで拡大する。そして、バブルＶは首部を経
てさらに上方へ移動し、規制リング２１の羽根２
２で囲まれる孔部を通過する。この場合、規制リ
ング２１は羽根２２でバブルＶの外部周囲を非接
触状態で保持し、バブルＶの成形安定性を高めて
いる。さらにバブルＶは上段の外部風冷リング１
８を通過する。ここで、外部風冷リング１８は送
風機により送られてきた冷却空気を吹出口１９よ
りバブルＶに向けてその外部周囲から吹出し、バ
ブルＶをさらに冷却する。このため、バブルＶは
外部風冷リング１８からの冷却空気により急冷さ
れて透明となり、且つこの冷却空気により支えら
れて揺れを阻止され安定性が増す。なお、外部風
冷リング１８の高さはダイ５の上面から1000mm以
下の範囲であることが好ましい。1000mmを越える
位置に設置することは、透明性の良いフイルムを
得るにはフロストラインも1000mm以上に上げるこ
とになり、本発明に用いる溶融張力が４ｇ以下の
樹脂ではバブルの自重に逆らつて上部ピンチロー
ル側へ引取ることは難かしく、無理するとバブル
が破断しかねない。さらに、バブルＶは外部風冷
リング１８を通過してフロストラインＬに達し、
揺れ止め部材２３と案定板２４に支えられて上方
へ移動した後にピンチローラ２５に引取られる。
その後バブルＶは巻取機（図示せず）に巻取られ
る。 しかして、このインフレーシヨンフイルム成形
方法にあつては、内部空気冷却と２段吹出しによ
る外部空気冷却とを組合せてバブルＶの首部を冷
却するものであるから、内部冷却の空気による吸
引力と外部冷却の下部吹出し空気による吸引力及
び外部冷却の上部吹出し空気によるバブルと案内
面との接触防止効果とが相互に作用し合つてバブ
ルの首部を安定して保持でき、結果として内外の
空気の風速を個別の場合に比して増大させ成形速
度を高め、同時に冷却効果を高めることができ
る。すなわち、外部風冷リング１３における下部
吹出口１５から吹出される空気はその吸引作用に
よりバブルＶを案内面１６側すなわち外部側に引
寄せているので、内部風冷リング８から吹出され
る空気の風速を高めてもバブルの首部にくびれが
生ずることがなく、このため内部冷却の空気の風
速を従来のくびれを生じない限度を越えて増大で
きる。また、内部風冷リング８の空気はバブルＶ
の首部を内部側に引寄せるように吸引作用を有し
ているので、外部風冷リング１３の下部吹出口１
５からの空気の風速を高めても、バブルＶの首部
が案内面１６に接触して揺れが生ずる事態が生じ
ず、このためバブルの首部が案内面１６に接触し
ない範囲を越えて下部吹出口１５からの空気の風
速を高めることができる。（内部冷却を行なわな
い場合には下部吹出口１５からの空気の風速を高
めると、バブルＶの首部が案内面１６に接触して
揺れを生じる。例えば、エチレンとα−オレフイ
ン共重合体により厚さ50μ×幅500mmのフイルム
を樹脂温度167℃、吹出口開度10mmの条件で成形
する場合に風速18ｍ／秒、成形速度30ｍ／分が限
度である。）従つて、バブルＶの首部にくびれや
揺れを生ぜしめることなく内部および外部冷却の
各空気の風速を夫々高めて、全体としてフイルム
の成形速度を高めることができる。また、バブル
Ｖの首部が安定しているため内部および外部の各
空気により広い面積をもつて効率良くバブルＶの
首部を冷却できる。しかも、外部風冷リング１３
から２段にわたり空気を吹出して効果的にバブル
Ｖの首部を冷却できる。 本発明のインフレーシヨンフイルム成形方法は
バブルＶに対する内部冷却および外部冷却の夫々
の空気の吹出条件を後述するように設定すること
により、溶融張力４ｇ以下の熱可塑性樹脂を安定
して50ｍ／分以上の成形速度、更には70ｍ／分以
上の高速で成形することができる。すなわち、次
のように吹出条件を満足することにより、50ｍ／
分以上の成形速度を得ることができる。(a)内部風
冷リング８の吹出口９から吹出す空気は風速10
ｍ／秒以上、吹出角度αをバブルＶの軸線に対し
て30〜75゜上向きとする。(b)外部風冷リング１３
の上部吹出口１４から吹出す空気は、吹出角度β
をバブルＶの軸線に対して70〜90゜上向きとし、
下部吹出口１５から吹出す空気は、風速10ｍ／秒
以上、吹出角度γをバブルＶの軸線に対し０〜
10゜とし、好ましくは案内面１６とダイＡとの角
度δが60ないし89゜とする。(c)外部風冷リング１
３の下部吹出口１５からの空気の風速と内部風冷
リング８からの空気の風速との比は１：２ないし
２：１の範囲とする。 ここで(a)の条件を設定する理由は、風速が10
ｍ／秒未満ではバブルを内側に引き寄せる吸引作
用が小さいので外部風冷リングの風速も大きくで
きず、冷却能力が低いので高速成形するとフイル
ムがブロツキングする。又、吹出角度αを30〜
75゜とすることにより広い面積をもつて効率よく
バブルを冷却すると共に、吸引作用をベクトル分
解により横方向と縦方向の両方向にもたせるため
である。 (b)の条件を設定する理由は上部吹出口からの吹
出し空気の吹出角度βを35〜75゜とすることによ
り、下部吹出口から吹出した空気により吸引され
たバブルが案内面に接触するのを防ぐためであ
り、下部吹出口の風速及び吹出角度γの設定理由
は(a)に同じである。また案内面とダイとの角度δ
を60ないし89゜とすることにより、バブルが案内
面に沿つて効率よく膨張し冷却効果を高めること
ができるので好ましい。 (c)の条件を設定する理由は、内部風冷リングよ
り吹出す空気と外部風冷リングの下部吹出口より
吹出す空気による吸引作用をバランスさせるため
である。 なお、内部風冷リング８と外部風冷リング１３
における各吹出口９，１４，１５は前記した空気
の吹付角度範囲に対応して角度位置を設定する。
このため、前記の吹付角度に対応した角度の吹出
口を有する風冷リングを用いるか、あるいは吹出
口の角度を可変調整できる構成の風冷リングを用
いる。 第２表はバブルに対する冷却を前記の条件に基
づいて行なつた場合と、前記の条件から外れて行
なつた場合とにおけるフイルム成形速度の比較を
示すものである。
【表】
この表によれば前述した条件により冷却を行な
いフイルムを成形すると高い成形速度を得られる
ことが判る。 次に本発明方法と従来法により夫々エチレン−
α−オレフイン共重合体ＡまたはＢを用いてイン
フレーシヨンフイルムを成形した場合における成
形速度を比較した結果を第３表にて示す。なお、
樹脂ＡはMFR2.1ｇ／10分、密度0.920ｇ／cm3、樹
脂ＢはMFR1.3ｇ／10分、密度0.930ｇ／cm3であ
る。
いフイルムを成形すると高い成形速度を得られる
ことが判る。 次に本発明方法と従来法により夫々エチレン−
α−オレフイン共重合体ＡまたはＢを用いてイン
フレーシヨンフイルムを成形した場合における成
形速度を比較した結果を第３表にて示す。なお、
樹脂ＡはMFR2.1ｇ／10分、密度0.920ｇ／cm3、樹
脂ＢはMFR1.3ｇ／10分、密度0.930ｇ／cm3であ
る。
【表】
また、参考として上段の外部風冷リング１８を
設けた場合と設けない場合について曇り度
（ASTMD1003）を比較した結果をみると、前者
の場合は3.9であり、後者の場合は10.0であつた。 なお、前述した実施例では上段の外部風冷リン
グと規制リングを設けているが、これは必ずしも
必要とするものではない。 本発明のインフレーシヨンフイルム製造方法お
よびその装置は以上説明したように、溶融張力が
小さな熱可塑性樹脂によりインフレーシヨンフイ
ルムを成形する場合に、バブルにくびれや揺れを
生ぜしめることなく冷却空気の風速を高めてバブ
ルに対する空気冷却を行なうことにより、大なる
成形速度でフイルムを成形することができる。
設けた場合と設けない場合について曇り度
（ASTMD1003）を比較した結果をみると、前者
の場合は3.9であり、後者の場合は10.0であつた。 なお、前述した実施例では上段の外部風冷リン
グと規制リングを設けているが、これは必ずしも
必要とするものではない。 本発明のインフレーシヨンフイルム製造方法お
よびその装置は以上説明したように、溶融張力が
小さな熱可塑性樹脂によりインフレーシヨンフイ
ルムを成形する場合に、バブルにくびれや揺れを
生ぜしめることなく冷却空気の風速を高めてバブ
ルに対する空気冷却を行なうことにより、大なる
成形速度でフイルムを成形することができる。
第１図ないし第４図は夫々従来におけるインフ
レーシヨンフイルム成形方法の冷却方法を示す説
明図、第５図は本発明におけるインフレーシヨン
フイルム成形装置の一実施例を示す構成図、第６
図は同成形装置におけるバブル首部に対する冷却
方法を示す説明図である。 １……押出機、５……ダイ、８……内部風冷リ
ング、９……吹出口、１３……外部風冷リング、
１４……上部吹出口、１５……下部吹出口、１６
……案内面、１８……外部風冷リング、２１……
規制リング、Ｖ……バブル、Ａ……ダイ、Ｂ……
バブル、Ｃ，Ｄ……風冷リング、Ｖ……バブル。
レーシヨンフイルム成形方法の冷却方法を示す説
明図、第５図は本発明におけるインフレーシヨン
フイルム成形装置の一実施例を示す構成図、第６
図は同成形装置におけるバブル首部に対する冷却
方法を示す説明図である。 １……押出機、５……ダイ、８……内部風冷リ
ング、９……吹出口、１３……外部風冷リング、
１４……上部吹出口、１５……下部吹出口、１６
……案内面、１８……外部風冷リング、２１……
規制リング、Ｖ……バブル、Ａ……ダイ、Ｂ……
バブル、Ｃ，Ｄ……風冷リング、Ｖ……バブル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶融張力が４ｇ以下の熱可塑性樹脂によりイ
ンフレーシヨンフイルムを製造する方法であつ
て、溶融された前記樹脂を環状ダイよりバブルと
してチユーブ状に押出し、この押出されたバブル
に対しその内部にて内部風冷リングにより空気を
含むガスを吹付けて内部冷却を行なうとともに、
前記バブルに対し内部冷却位置に対向した外部に
て外部風冷リングにより空気を吹付けて外部冷却
を行ない、且つ前記内部冷却のガスは風速を10
ｍ／秒以上、バブル軸線に対する吹出角度を30〜
75゜上向きとし、前記外部冷却は空気を上部およ
び下部に分けて２重に行ない、この上部の空気は
バブル軸線に対する吹出角度を70〜90゜上向きと
するとともに下部の空気は風速10ｍ／秒以上、バ
ブル軸線に対する吹出角度を０〜10゜上向きとし、
さらに前記外部冷却と内部冷却の風速の比を１：
２ないし２：１の範囲とすることを特徴とするイ
ンフレーシヨンフイルム製造方法。 ２ 溶融された熱可塑性樹脂をバブルとしてチユ
ーブ状に押出す環状のダイと、このダイの内側上
方に設けられ前記ダイより押出されたバブルに対
しその内部から空気を含むガスを吹付ける吹出口
を有する内部風冷リングと、前記ダイの外側上方
に前記内部風冷リングと対向して設けられ前記バ
ブルに対しその外部から空気を吹付ける上部吹出
口および下部吹出口を有するとともにこれら上部
吹出口および下部吹出口の間に前記バブルを案内
する案内面を有してなる外部風冷リングとを具備
したことを特徴とするインフレーシヨンフイルム
製造装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179346A JPS5881128A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | インフレ−シヨンフイルム製造方法およびその装置 |
| GB08231131A GB2109298B (en) | 1981-11-09 | 1982-11-01 | Cooling extruded tubular film |
| US06/438,707 US4473527A (en) | 1981-11-09 | 1982-11-02 | Method and apparatus for forming inflation film |
| DE19823241192 DE3241192A1 (de) | 1981-11-09 | 1982-11-08 | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von blasfolie |
| BR8206495A BR8206495A (pt) | 1981-11-09 | 1982-11-09 | Aparelho e processo para formacao de uma resina termoplastica |
| IT24141/82A IT1154538B (it) | 1981-11-09 | 1982-11-09 | Procedimento ed apparecchiatura per formare film mediante gonfiaggio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179346A JPS5881128A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | インフレ−シヨンフイルム製造方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5881128A JPS5881128A (ja) | 1983-05-16 |
| JPS647576B2 true JPS647576B2 (ja) | 1989-02-09 |
Family
ID=16064230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179346A Granted JPS5881128A (ja) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | インフレ−シヨンフイルム製造方法およびその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4473527A (ja) |
| JP (1) | JPS5881128A (ja) |
| BR (1) | BR8206495A (ja) |
| DE (1) | DE3241192A1 (ja) |
| GB (1) | GB2109298B (ja) |
| IT (1) | IT1154538B (ja) |
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- 1982-11-09 BR BR8206495A patent/BR8206495A/pt not_active IP Right Cessation
- 1982-11-09 IT IT24141/82A patent/IT1154538B/it active
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