JPH0247337B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリプロピレン系フイルムの製造法に
係り、特にポリプロピレン系フイルムのインフレ
ーシヨン成形における溶融樹脂の冷却方法の改良
に関する。 ポリプロピレン系フイルムは透明性や表面光沢
にすぐれ、機械的強度も十分なものであるなどの
すぐれた特性を有するため、各種包装分野をはじ
めとして広汎に用いられている。ところで、高い
透明性を有するなどのすぐれた物性を有するフイ
ルムを高押出量で効率的に得るためには押出され
た溶融樹脂管状体を効率よく冷却しなければなら
ないが、通常の上吹き空冷インフレーシヨン成形
においては、透明性が高いなど優れた物性のフイ
ルムを得ようとするエアーリングからの冷却空気
の吹出量を増大させなければならず、冷却空気の
吹出量の増大は溶融樹脂管状体やバブルの振動を
招き、製品の厚みむらや皺を生じさせたり折径の
変化を生じさせたりするため冷却空気量の増大に
よる冷却効果の向上には自ずと限界があつた。し
かも、ポリプロピレン系樹脂は溶融張力が極めて
小さいため通常の上吹きインフレーシヨン成形を
採用して高い透明性を得ること等はできないもの
であると考えられていた。 そのため、従来、ポリプロピレン系フイルムを
製造する場合には下吹きの水冷インフレーシヨン
成形が採用されていた。しかしながら、このよう
な下吹き水冷インフレーシヨン成形法による場合
は、冷却水を溶融樹脂管状体に直接接触させるも
のであるため、フイルム表面の乾燥装置や乾燥の
ためのエネルギーを必要とするものであり、装置
全体が大型化且複雑化してしまい、成形操作も煩
雑なものであつた。しかも、樹脂押出量を大きく
すると成形安定性が著しく低下してしまうため生
産性が抵く、また、ブローアツプ比を大きくする
場合にあつても成形安定性が著しく低下してしま
うため20μｍ以下の薄肉フイルムを得ることが不
可能であつた。 ところで、空気冷却による製造法についても
種々の改良提案がなされており、これら既提案に
は、例えば押出された溶融樹脂管状体にまずダイ
上部に設けられた溶融樹脂管状体の押出方向に対
して径方向内側に向つて冷却空気を吹出す第１の
冷却空気吹出口により予備冷却し、ついでこの第
１の冷却空気吹出口の上方の所定の高さに第２の
冷却空気吹出口を設け、この第２の冷却空気吹出
口から樹脂押出方向に沿つて又は樹脂押出方向に
対して径方向内側に向つて冷却空気を吹出して更
に均一冷却固化するものがある。しかしながらこ
のような方法にあつては、環状押出ダイ上に唯一
の冷却空気吹出口を設けて溶融樹脂管状体を冷却
する場合に比して冷却効果の向上や成形フイルム
の透明性の向上はある程度みとめられるもののブ
ローアツプ比を大きくしたり、押出量を増大した
ときに溶融樹脂管状体の息つきや蛇行などが生じ
安定成形することができない欠点がある。 また、現状押出ダイ上に二重の冷却空気吹出口
を有する、ダブルスリツト型のエアーリングを設
けて、二重の冷却空気吹出口から吹出される冷却
空気流による減圧現象を利用して溶融樹脂管状体
の安定性を高める方法が提案されている。しかし
ながらこの方法では、成形安定性に対する効果は
みられるものの、急冷効果の向上はなく、透明性
にすぐれたポリプロピレン系樹脂フイルムを得る
ことはできないものである。 本発明の目的は、上記の問題点が解消し、高い
透明性を有する等すぐれた物性を有するポリプロ
ピレン系樹脂からなるフイルムを、巾広いブロー
比で、成形速度を上げても安定に成形することが
可能な製造法を提供することである。 本発明に係る第１の製造法は、ポリプロピレン
系溶融樹脂を環状押出ダイから管状に押出し、内
圧で膨張させて冷却固化後に連続的に巻取るポリ
プロピレン系フイルムの製造法において、前記環
状押出ダイ上部近傍に第１の冷却空気吹出口を配
置するとともに、この第１の冷却空気吹出口のさ
らに上部に第２の冷却空気吹出口を近接して配置
してそれぞれの吹出口にエアーリングの冷却空気
を供給し、第２の冷却空気吹出口からの風量を第
２の冷却空気吹出口からの風量より大きくした状
態で樹脂押出方向に対して溶融樹脂環状体の径方
向外側に向つて吐出させて第１の冷却を行い、つ
いで、フロストライン近傍に第３の冷却空気吹出
口を配置し、この第３の冷却空気吹出口から樹脂
押出方向に向つて、また樹脂押出方向に対して溶
融樹脂管状体の径方向内側に向つて冷却空気を吐
出させて第２の冷却を行つて、優れた物性を有す
る単層のポリプロピレン系フイルムを得ることに
より前記目的を達成しようとするものである。 また、本発明に係る第２の製造法は、ポリプロ
ピレン系溶融樹脂を含む複数の溶融樹脂を環状押
出ダイから管状に押出し、内圧で膨張させて冷却
固化後に連続的に巻取りポリプロピレン系樹脂層
を含む積層フイルムを得るポリプロピレン系フイ
ルムの製造法において、前記環状押出ダイ上部近
傍に第１の冷却空気吹出口を配置するとともに、
この第１の冷却空気吹出口のさらに上部に第２の
冷却空気吹出口を近接して配置してそれぞれの吹
出口にエアーリングの冷却空気を供給し、第２の
冷却空気吹出口からの風量を第１の冷却空気吹出
口からの風量より大きくした状態で樹脂押出方向
に対して溶融樹脂環状体の径方向外側に向つて吐
出させて第１の冷却を行い、ついで、フロストラ
イン近傍に第３の冷却空気吹出口を配置し、この
第３の冷却空気吹出口から樹脂押出方向に向つ
て、または樹脂押出方向に対して溶融樹脂管状体
の径方向内側に向つて冷却空気を吐出させて第２
の冷却を行つて、優れた物性を有する積層のポリ
プロピレン系フイルムを得ることにより前記目的
を達成しようとするものである。 すなわち、本発明は上述の第１、第２、第３の
冷却空気吹出口をポリプロピレン系樹脂の空冷上
吹きインフレーシヨン成形に適用することによ
り、溶融力の小さなポリプロピレン系樹脂であり
ながら溶融樹脂管状体を振動させることなく急冷
することにより、得られるフイルムの透明性と成
形安定性という相反する二つの目的を同時に達成
しようとするものである。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明に係る製造法に使用されるポリプロピレ
ン系樹脂とは、ポリプロピレンホモポリマー、プ
ロピレン含有率50重量％以上の他のモノマーたと
えばエチレンとのランダムコポリマー、ブロツク
コポリマーであり、これらの混合物であつてもよ
い。これらポリプロピレン系樹脂のメルトインデ
ツクスとしては0.01〜15ｇ／10分、好ましくは
0.05〜10ｇ／10分のものである。本発明にあつて
はポリプロピレン系樹脂の特性を逸脱しない範囲
で、フイルム物性の向上の目的、例えば衝撃強
度、引裂強度、ヒートシール性などを向上させる
ために他の樹脂を添加してもよい。添加される樹
脂としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエ
チレン、低密度ポリエチレン、低密度エチレン−
α−オレフイン共重合体、エチレン−不飽和エス
テル共重合体、不飽和カルボン酸またはその誘導
体によつて変性されたポリオレフイン樹脂、アイ
オノマー樹脂、エチレン−プロピレンゴム、エチ
レン−プロピレン−ジエンゴム、スチレン−ブタ
ジエンブロツク共重合体などがある。さらに通常
のフイルム成形に用いられる各種添加剤、たとえ
ば酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロツ
キング剤、顔料などを必要により添加してもよ
い。 以下、本発明の実施例を図面をも参照して説明
する。 第１図には、本発明によるポリプロピレン系フ
イルムの製造法の一実施例が適用される成形装置
の要部が示されている。この図において環状押出
ダイ１内の溶融樹脂２は環状押出ダイ１の環状押
出スリツト３より管状に連続的に押出されて溶融
樹脂管状体４が形成されるとともに、この溶融樹
脂管状体４内には環状押出ダイ１の空気吐出口５
より圧縮空気が封入され、溶融樹脂管状体４は所
定のブローアツプ比で膨張されて樹脂バブル６が
形成されている。 樹脂バブル６の所定の位置にはフロストライン
Ｆが現出しており、このフロストラインＦにおい
て樹脂バブル６は結晶化温度に達しており樹脂の
性状はフロストラインＦを境に著しく異なるもの
となつている。また樹脂バブル６は冷却固化後に
ニツプロール（図示せず）によりニツプされて連
続的に巻取られ管状のポリプロピレン系樹脂フイ
ルムが得られるようになつている。 環状押出ダイ１の上部には第１のエアーリング
１１が配置され、この第１のエアーリング１１に
は第１および第２の冷却空気吹出口１２および１
３が設けられている。第２の冷却空気吹出口１３
は第１の冷却空気吹出口１２の上方に隣接して第
１の冷却空気吹出口１２を囲繞するように設けら
れ、第１のエアーリング１１はいわゆるダブルス
リツト型の構成としての一個のエアーリングとし
て示されているが、これは好ましい態様ではある
が必ずしも一体である必要はなく、それぞれの吹
出口にエアーリングの冷却空気を供給する機能を
有するものであれば、第１および第２の冷却空気
吹出口１２および１３はそれぞれ独立したもので
もよい。 ダブルスリツト型のエアーリング１１で、第１
と第２の冷却空気吹出口１２，１３から異なる風
量の冷却空気を供給するには、第２図に示したよ
うに２つの空気供給路を設け、最初からそれぞれ
に異なる風量の冷却空気を供給するようにしても
よく、または第３図に示すように、１つの空気供
給路を設け、途中から２つの供給路に分岐させて
それぞれに異なる風量の冷却空気を供給するよう
にしてもよい。 ここで第１のエアーリング１１の第１の冷却空
気吹出口１２の吹出方向については特に限定され
るものではなく、たとえば第２図、第３図に示す
ものを例示することができる。しかしながら好ま
しくは第３図に示すように第１の冷却空気吹出口
１２が樹脂押出方向に沿つて、より好ましくは樹
脂押出方向に対して溶融樹脂管状体４の径方向外
側に向けた場合に溶融樹脂管状体４の安定性が増
大する。 次に第２の冷却空気吹出口１３は樹脂押出方向
に対して前記管状体４の径方向外側向きとなるよ
うにすることが必要であり、さらに、樹脂押出方
向に対し５〜60度径方向外側に傾えられているこ
とが望ましい。ここで冷却空気吹出口が従来の１
段エアーリングや、二段エアーリングの一段目の
ように樹脂押出方向により斜め内側に向うものと
したのでは溶融樹脂管状体４の振動の原因となる
とともに、風量を増大させて冷却効果を高める成
形は不可能であり、本発明の目的を達成すること
はできない。 押出ダイ１の上部に隣接して配置された第１の
冷却空気吹出口１２と第２の冷却空気吹出口１３
から吹出される冷却空気の風量は、第１の冷却空
気吹出口１２≪第２の冷却空気吹出口１３であ
り、第１の冷却空気吹出口１２からの風量が大き
くなると成形安定性が低下するので好ましくな
い。 本発明にあつては、上記したところの２つの冷
却空気吹出口１２，１３を用いることによつて溶
融張力の低いポリプロピレン系樹脂を安定性よく
成形してフイルムを製造することがある程度可能
であるが、他の目的である透明性にすぐれたフイ
ルムを得るために第３の冷却空気吹出口を設ける
ところに大きな特徴を有している。 すなわち第２のエアーリング２１は樹脂バブル
６のフロストラインＦの近傍に配置されて、この
第２のエアーリング２１の第３の冷却空気吹出口
２２は樹脂押出方向に沿つてあるいは樹脂押出方
向に対して径方向内側に向いており、好ましくは
樹脂押出方向に対し20〜70度内側に向けられてい
るものとする。この第３の冷却空気吹出口２２の
配置位置はフロストラインＦの近傍であれば特に
限定されないが樹脂バブル６が安定する限度にお
いて押出ダイ１側に寄せて設けることが好まし
い。本発明はこの第３の冷却空気吹出口２２を設
けることによりポリプロピレン系樹脂フイルムの
透明性を改良するという本発明の目的を達成した
ものである。しかし従来透明性の改良が溶融樹脂
の急冷にもとづいて達成されると考えられていた
ことからは、本発明の効果はまつたく予想されな
かつたものであり、本発明者らの数多くの実験に
よりはじめて明らかになつたものである。 次に前記実施例の作用につき説明する。環状押
出ダイ１より管状に押出された溶融樹脂管状体４
は、一体に構成されたエアーリング１１の第１の
冷却空気吹出口１２、第２の冷却空気吹出口１３
により第１の冷却がなされるが、第２の冷却空気
吹出口１３より吐出される冷却空気は樹脂押出方
向に対して溶融樹脂管状体４の径方向外側に向つ
て傾けられており、この冷却空気流の減圧作用に
よつて溶融樹脂管状体４は拡大し、内圧によるる
膨張作用とともに膨張過程にある溶融樹脂管状体
４の安定性が高められる。この際第１の冷却空気
吹出口１２からの少量の冷却空気の吹出しにより
溶融樹脂管状体４が第１のエアーリング１１に接
触して粘着してしまうようなことはない。 このような作用により、溶融樹脂管状体４はブ
ローアツプ比を大きくしてもその安定性を損なわ
れることはない。したがつて高速成形や薄肉成形
を行なうことができる。このように安定成形が可
能になつた樹脂バブル６のフロストラインＦ近傍
において強力な第２の冷却を第２のエアーリング
２１を用いて行ない、成形安定性を損なうことな
くフイルムの透明性や物性の向上をはかることが
できる。さらに冷却効果が高いためフロストライ
ンＦの上昇がなく、装置全体の高さを低くするこ
とができると共に、ニツプロールにおいて冷却不
足にもとづくブロツキングなどの発生がない。 以上、本発明の第１の発明であるポリプロピレ
ン系樹脂単層フイルムの製造法について詳細に述
べてきたが、本発明のフイルム製造法における冷
却装置はポリプロピレン系樹脂単層フイルムに限
定されるものではなくポリプロピレン系樹脂層が
含まれる積層フイルムにも同様に適用することが
できるものである。 本発明の第２の発明はこのポリプロピレン系樹
脂を含む複数の溶融樹脂を環状押出ダイから管状
に押出し、内圧で膨張させて冷却固化後に連続的
に巻取る空冷インフレーシヨン成形による２層も
しくは３層以上の積層フイルムの製造法に関する
ものである。なお、積層方式としては特に限定さ
れるものではなく、ダイ内接着方式、ダイ外接着
方式のいずれをも採用することができる。 第２の発明の冷却に関する基本的構成はまつた
く同一であるのでその説明は省略する。 ポリプロピレン系樹脂フイルムは、それ自体す
ぐれた特性、たとえば透明性、剛性などを有する
反面、シール性、ガス透過性などが十分でない欠
点を有している。しかしポリプロピレン系樹脂の
溶融張力が小さいため他の樹脂との積層において
も単層フイルムと同様な理由により空冷インフレ
ーシヨン成形によるフイルムの製造は不可能に近
く、特に薄物積層フイルムを生産性よく製造する
ことはできなかつた。しかし本発明の第２の発明
はこれを可能にしたものである。 本発明の積層フイルムに用いられる他の樹脂と
しては特に限定されるものではなく、積層フイル
ムの使用目的などにより適宜選択すればよく、例
えば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、エチレン−酢酸ビニル共重
合体などのエチレン不飽和エステル共重合体、エ
チレンと炭素数３〜20のα−オレフインとの直鎖
状共重合体、ポリアミド系樹脂、線状飽和ポリエ
ステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアク
リロニトリル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重
合体けん化物、アイオノマー樹脂などがある。ま
たこれら樹脂との積層にあつては、不飽和カルボ
ン酸またはその誘導体によつて変性されたポリオ
レフイン系樹脂を接着剤層として用いることもで
きる。 本発明にあつては、これら樹脂の中にあつて直
鎖状エチレン−α−オレフイン共重合体、ポリア
ミド系樹脂などのように溶融張力の小さい樹脂と
の積層が効果的に行なえることが大きな特徴であ
る。本発明の積層フイルムにあつては、ポリプロ
ピレン系樹脂層としてフイルム厚みの通常40〜99
％、その他の樹脂が60〜１％で、他の樹脂層は１
層又は２層以上で、同種又は異種でもよい。 以上詳述したように、本発明は従来困難であつ
た溶融張力の小さなポリプロピレン系樹脂を原料
として、新規な冷却方法を採用することにより、
上吹きインフレーシヨン成形により、巾広いブロ
ーアツプ比で、しかも高速成形を可能にしたもの
である。特に得られたフイルムの透明性は下吹き
水冷インフレーシヨン成形により得られたものと
比較しても良好なものであり、成形操作の煩雑さ
を解消したすぐれた製造法を提供するものであ
る。したがつて生産性の向上、省エネルギー、薄
肉化、他の機能性樹脂との積層と相俟つてポリプ
ロピレン系フイルムの新たな用途への展開を可能
にするものである。 以下実施例および比較例により本発明をより詳
細に説明する。 実施例 １ ポリプロピレン（メルトインデツクス７ｇ／10
分、密度0.90ｇ／cm³）ペレツトを50mmφ、Ｌ／Ｄ
＝26のスクリユー押出機を用いて、リツプ間隙２
mmの125mmφ環状押出ダイから溶融押出し空冷イ
ンフレーシヨン成形法により15μｍ厚みのポリプ
ロピレンフイルムを成形した。 成形条件； ●成形温度 200℃ ●押出量 20Kg／ｈ ●ブローアツプ比 3.5 冷却方法；環状押出ダイ上方に第１図に示すダブ
ルスリツト型エアーリング（150mmφ）を配置
した。上段および下段の冷却空気吹出方向は押
出方向に対して、それぞれ外側20度および０度
とした。さらに環状押出ダイ上端より600mmの
高さにシングルスリツト型のエアーリング（冷
却空気吹出方向は、押出方向内側45度）を配置
した。 上記条件によりバルブの安定性がよく、フイル
ムの肉厚のむら、しわのない良好なポリプロピレ
ンフイルムを得ることができた。成形性、外観の
評価結果を第１表に示す。 実施例 ２ 内層として低密度ポリエチレン（メルトインデ
ツクス3.0ｇ／10分、密度0.924ｇ／cm³）、外層と
してポリプロピレン（実施例１と同じ）のペレツ
トを用い、それぞれの押出機（40mmφL／Ｄ＝24、
50mmφL／Ｄ＝26）を用いて溶融混練し、ダイ内
接着型の環状ダイに導入し、リツプ間隙２mmの
125mmφの環状ダイから溶融押出空冷インフレー
シヨン成形法により層厚比（内／外）＝２／８の
15μｍ厚みの積層フイルムを成形した。 成形条件； ●成形温度 ポリエチレン…180℃ ポリプロピレン…200℃ ●全押出量 20Kg／ｈ ●ブローアツプ比 4.0 冷却方法；実施例１に同じ 上記条件によりバブル安定性よく、フイルムの
肉厚のむら、しわのない良好な積層フイルムが得
られた。成形性、外観の評価結果を第１表に示
す。 比較例 １ 実施例１に準じた成形機、ポリプロピレンを用
い下吹き水冷インフレーシヨン成形法によりポリ
プロピレンフイルムを得た。結果を第１表に示
す。 比較例 ２ シングルスリツト型エアーリング（冷却空気吹
出方向……押出方向内側45度）を押出ダイ上方に
用いて冷却した以外は実施例１に準じてポリプロ
ピレンフイルムを得た。結果を第１表に示す。 比較例 ３ シングルスリツト型エアーリング（比較例２に
同じ）を押出ダイ上方および押出ダイ上端面から
600mmの高さに配置して冷却した以外は実施例１
に準じてポリプロピレンフイルムを得た。結果を
第１表に示す。 比較例 ４ 押出ダイ上端面より600mmの高さにシングルス
リツト型エアーリングを配置しなかつた以外は実
施例１に準じてポリプロピレンフイルムを得た。
結果を第１表に示す。

【表】 以上の実施例および比較例から、本発明の製造
法によれば巾広いブローアツプ比で透明性、光沢
にすぐれたポリプロピレンフイルムを安定性よく
高速成形することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明製造法に用いるインフレーシ
ヨンフイルム成形法の一実施例が適用される装置
の要部を示す正面図である。第２図および第３図
は、第１、第２の冷却空気吹出口のそれぞれ異な
る例を示す部分拡大断面図である。 １……環状押出ダイ、２……溶融樹脂、３……
環状スリツト、４……溶融樹脂環状体、６……樹
脂バブル、１１……第１のエアーリング、１２…
…第１の冷却空気吹出口、１３……第２の冷却空
気吹出口、２１……第２のエアーリング、２２…
…第３の冷却空気吹出口、Ｆ……フロストライ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリプロピレン系溶融樹脂を環状押出ダイか
   ら管状に押出し、内圧で膨張させて冷却固化後に
   連続的に巻取るポリプロピレン系フイルムの製造
   法において、前記環状押出ダイ上部近傍に第１の
   冷却空気吹出口を配置するとともに、この第１の
   冷却空気吹出口のさらに上部に第２の冷却空気吹
   出口を近接して配置してそれぞれの吹出口にエア
   ーリングの冷却空気を供給し、第２の冷却空気吹
   出口からの風量を第１の冷却空気吹出口からの風
   量より大きくした状態で樹脂押出方向に対して溶
   融樹脂環状体の径方向外側に向つて吐出させて第
   １の冷却を行い、ついで、フロストライン近傍に
   第３の冷却空気吹出口を配置し、この第３の冷却
   空気吹出口から樹脂押出方向に向つて、または樹
   脂押出方向に対して溶融樹脂管状体の径方向内側
   に向つて冷却空気を吐出させて第２の冷却を行う
   ことを特徴とするポリプロピレン系フイルムの製
   造法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第１の
   冷却空気吹出口からは樹脂押出方向に向かつて、
   または樹脂押出方向に対して溶融樹脂管状体の径
   方向外側に向つて冷却空気を吐出させることを特
   徴とするポリプロピレン系フイルムの製造法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記第１および第２の冷却空気吹出口は同一
   のエアーリングに設けられていることを特徴とす
   るポリプロピレン系フイルムの製造法。 ４ ポリプロピレン系溶融樹脂を含む複数の溶融
   樹脂を環状押出ダイから管状に押出し、内圧で膨
   張させて冷却固化後に連続的に巻取りポリプロピ
   レン系樹脂層を含む積層フイルムを得るポリプロ
   ピレン系フイルムの製造法において、前記環状押
   出ダイ上部近傍に第１の冷却空気吹出口を配置す
   るとともに、この第１の冷却空気吹出口のさらに
   上部に第２の冷却空気吹出口を近接して配置して
   それぞれの吹出口にエアーリングの冷却空気を供
   給し、第２の冷却空気吹出口からの風量を第１の
   冷却空気吹出口からの風量より大きくした状態で
   樹脂押出方向に対して溶融樹脂環状体の径方向外
   側に向つて吐出させて第１の冷却を行い、つい
   で、フロストライン近傍に第３の冷却空気吹出口
   を配置し、この第３の冷却空気吹出口から樹脂押
   出方向に向つて、または樹脂押出方向に対して溶
   融樹脂管状体の径方向内側に向つて冷却空気を吐
   出させて第２の冷却を行うことを特徴とするポリ
   プロピレン系フイルムの製造法。 ５ 特許請求の範囲第４項において、前記第１の
   冷却空気吹出口からは樹脂押出方向に向かつて、
   または樹脂押出方向に対して溶融樹脂管状体の径
   方向外側に向かつて冷却空気を吐出させることを
   特徴とするポリプロピレン系フイルムの製造法。 ６ 特許請求の範囲第４項または第５項におい
   て、前記第１および第２の冷却空気吹出口は同一
   のエアーリングに設けられていることを特徴とす
   るポリプロピレン系フイルムの製造法。