JPH0425859B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔利用される技術分野〕 この発明はインフレーシヨン方式により合成樹
脂フイルムを製造する方法に係るもので、主とし
てHMW−HDPEフイルムの製造に関するもので
ある。 〔従来技術〕 一般にこの種のフイルム成形法において、フロ
ストラインの高さを一定と考えたとき、ダイ環状
吐出口より急速にバブル直径を大きく膨脹させる
方式と、フロストライン近傍までバブル直径を余
り変化させずに導き、後急速に膨脹させる方式と
に大きく分けられ、前者の方式で成形されたフイ
ルムは縦配向性が大きく、後者の方式ではその傾
向が少ないとされている。 而して縦配向傾向を少なくする意味で後者の方
式により高ブロー比の方法が近年採用される傾向
にはあるが、前記バブルが膨脹を開始する高さ
（ネツクハイト）は前記環状吐出口より、その直
径の４〜６倍程まで高くし、ブロー比2.5乃至５
倍バブルの吐出量は環状吐出口の円周方向の長さ
１cm当り1.0〜2.0Kg／ｈ程度までの製造方法が一
部において実施されており、前記ダイの環状吐出
口のギヤツプは１〜２mmになつている。 このような公知の方法において、引き取り速度
と縦横引裂強度比（Tear Stnength Ratio
TD／MD）及びダートインパクトストレングス
（Dart Impact Strength）との関係は第１図グラ
ム実線で示すような傾向にあり、引き取り速度が
100ｍ／min近傍のところが、ダートインパクト
ストレングス値が高く、縦横引裂強度比も低い値
となるが、他の引き取り速度のときは、前記これ
らフイルムの性質に関する２つの値は急速に悪化
する。 しかしながら現実に引き取り速度を100ｍ／
minと高速にすることは、冷却風量の増加などを
伴いバブルが振動を起し、実現し難い。 次に前記のバブルの中に安定体を設ける方法が
一部に発表されているが、上記の公知の方法及び
装置において、安定体を用いると、前記縦横引裂
強度比及びダートインパクトストレングスの曲線
は第１図グラフの点線にみられるように、なだら
かな曲線となるが、全体としてこれらの性質は低
下する。 従つて、安定体を使用することは、バブルの安
定には寄与するが、フイルム強度にはむしろ負の
効果を奏するものとされていた。 他方、ネツクハイトとダートインパクトストレ
ングス及び縦横引裂強度比との相関関係は第２図
グラフに示すように、何れも、ネツクハイトが高
くなるほどよくなる傾向を一般的に示しているが
図示のデータのものはダイの環状吐出口の直径も
小さく、ブロー比も小さいときのもので、大口径
高ブロー比、高ネツクハイトのときどのような傾
向になるか従来全く知られていなかつた。 〔問題点〕 しかしながら、最近においては更に高吐出量産
がフイルム成形メーカーから要望されているが前
記ダイの環状吐出口のダイギヤツプをそのまゝと
し、高速引き取りを行うことは、益々配向性が大
きくなると共に、ダイ中を流れる溶融樹脂の流速
が高まり溶融樹脂の発熱が大きくなり樹脂温度が
上昇し、かつバブルが不安定になつたり、メルト
フラクチユアが発生し、良品質フイルムの成形が
困難になる。 他方前記ダイギヤツプを単に拡げると、吐出直
後のバブルは流動性に富み厚さの増大に伴い相当
の重量となるため、ダイ出口直後の溶融状バブル
が所謂すわり込み現象を起す。よつて前記ネツク
ハイトまでのバブルを多量の冷却風と接触させて
急速冷却させる必要があるが、風速の増加はバブ
ルに振動を与えることになり冷却斑が起り、ひい
てはバブル表面の肌荒、折径幅の不揃、偏肉厚な
どが起り、またバブルのすわり込み現象を防止で
きる程度まで冷却できたとしても、その肉厚の内
部はなお相当に高温（170〜190℃）であり膨脹さ
せるときの温度が高く、２軸配向の効果が発揮さ
れず、膨脹後の縦方向の配向性が成形後のフイル
ムに強く残り、縦横の引き裂強度が著しく異な
り、縦方向に引き裂れ易いフイルムとなり、吐出
量が環状吐出口の円周方向１cm当り2.0Kg／ｈを
越える高吐出成形は困難乃至不能と考えられてい
た。 〔目的〕 この発明は前述のような吐出量の限界を更に向
上させ、ダイの環状吐出向の円周方向１cm当りの
吐出量を一気に４Kg／ｈまで可能とし、しかも、
縦横の引き裂き強度もバランスよく、折径寸法、
肉厚寸法の均一化の高品位フイルムを成形するた
めの方法である。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明はインフレーシヨン成形用ダイの環状
吐出口より吐出したバブルを、その直径を殆んど
変えることなく下流方向に導き、この直径とほゞ
等しい外径の円筒外周面をもち、前記環状吐出口
位置よりこの環状吐出口直径の約0.5乃至１倍の
高さに配置した下側安定体と、この下側安定体と
ほゞ同径の円筒外周面をもち、環状吐出口位置よ
りこの環状吐出口の直径の２乃至５倍の高さに配
置した上側安定体に順次通し、更に前記上側の安
定体を通過したバブルの径を殆んど大きくするこ
となく軸方向に延伸し、かつ前記環状吐出口の周
りよりバブル表面に沿つて下流方向に吹く冷却風
によつて前記バブルを徐々に冷却して、前記安定
体を過ぎたバブルの軸方向延伸する区間の下流端
位置において、前記バブル温度が配向残留上限温
度附近になるまで冷却して、バブルの半径方向に
膨脹を開始するまでの前記環状吐出口よりの高さ
（ネツクハイト）を前記環状吐出口の直径の７乃
至12倍とし、次にバブルの温度が配向残留温度内
にあるうちに、バブルを一気に所期の膨脹比まで
膨脹させることを特徴とする高吐出量フイルム成
形法とすることによつて問題点を解決した。 次にこの発明の方法を具体的に第３図に基ずき
説明する。 先ずこの方法を実施するための装置としては、
ダイ１０の軸線上に垂直に起立する心棒（通常は
バブル内圧の調整、内面冷却のための空気の供給
パイプを兼ねている）１１に、安定体１３が取付
けられており、第３図に示すものにおいてはこの
安定体１３は更に下部安定体１３ａと上部安定体
１３ｂに分かれており、下部安定体１３ａの直径
は前記環状吐出口１２の直径Ｄ乃至これよりも約
10％増とし、全体円盤形状をしており、前記環状
吐出口１２より前記直径Ｄの1/2乃至これと同等
程の寸法離れたところに下部安定体１３ａが設け
てある。 上部安定体１３ｂは、外径がほゞ直径Ｄと等し
く、長さがＤ寸法の２乃至３倍の円形外周面１
４をもつもので、全長に亘つて等しい直径でも、
下端側の直径がＤ寸法より若干小さい傾斜角２〜
5゜のテーパー状をなしたものでもよい。この上部
安定体１３ｂの下端は前記Ｄ寸法の２乃至３倍、
前記環状吐出口１２より離反して心棒１１に固着
してある。もつとも上部安定体１３ｂは上記の形
状に限定されず、下部安定体１３ａと同様の形状
でもよい。上部安定体１３ｂは前記環状吐出口１
２より前記直径の２乃至５倍離れた所に設けられ
ている。 これら安定体１３はアルミニユーム製であり、
外周面には細かい円周方向の溝、又はスパイラル
の溝を刻設、不織布、紙などを貼付したものを用
いる。 〔実施態様〕 先ず環状吐出口１２のダイギヤツプ1.5〜３mm
のものを用い、この環状吐出口１２の円周方向１
cm当りの溶融樹脂の吐出量を２乃至４Kg／ｈとし
て吐出し、ブロー比（B.U.R）を４乃至７と定め
て前記環状吐出口１２より吐出させたばかりのバ
ブル１５を先ず下部安定体１３ａに次いで上部安
定体１３ｂに前記位置で接触させ、上記条件に最
適の引き取り速度によつてバブル１５を下流方向
に牽引すると共に内部圧力も調整しエアリング装
置１６から吹き出す風量の調整を行い、ネツクハ
イトＨが前記Ｄ寸法の７乃至12になるようにし、
成形する。 〔効果〕 このようにすると、先ず環状吐出口１２より吐
出した厚みのある高温のバブル１５は、軸方向に
若干牽引されながら、外部からは冷却風によつて
その外周面温度を低下させながら先ず、安定体１
３に接触することによつて、不安定なバブルはそ
の軸線の横ゆれや、バブルの半径方向の振動が阻
止されると共に、引き取りによる引張力は安定体
１３以下の部分のバブル１５には安定体１３とバ
ブル１５の摩擦力によつて減殺されて作用すると
同時に、これ以下のバブルの重量を安定体１３と
の摩擦力によつてある程度支持する。 次に上下２個の安定体１３ａ，１３ｂ部分を通
過するバブル１５は、その厚さが環状吐出口１２
のギヤツプ寸法の1/2乃至1/3にまで減少し、従つ
て、その軸方向の速度は２乃至３倍に速められか
つバブルの温度は７乃至20％程度低く、２個の安
定体１３ａ，１３ｂを通過したバブル１５は更に
軸方向に延伸され、ネツクハイトＨの上端部附近
においては前記ダイギヤツプ寸法の1/5乃至1/15
程度にまで薄くなるが、分子配向が残留する温度
よりも高温領域であるため、このバブル１５の軸
方向の延伸によつても、成形後のフイルムに軸方
向の配向は残留しない。 而して、分子配向が残留する温度領域の範囲に
おいて一気にバブルが膨脹されるため、この区間
で縦及び横方向に伸展され、よつて成形後のフイ
ルムは縦横の引裂強度差の少ないフイルムとな
る。 また前述のような方法においては高吐出量の成
形であつても、バブル１５は流動状態に近い部分
において安定体１３ａ及び１３ｂを含む安定体１
３によつて支持されるため、この部分のバブルに
過度の引張力が作用せず、かつバブルの振動は少
量の冷却風量と、前記２個の安定体１３ａ，１３
ｂとの接触の共同作用により全くと云つてよい程
なく、成形されたフイルムの折幅の安定、肉厚の
均一性に優れたフイルムが生産できる。 前記安定体１３ａ，１３ｂが前述の範囲より環
状吐出口１２に接近し過ぎると安定体１３を通過
後のバブル１５が不安定となり、離れ過ぎるとこ
れに到達するまでのバブルが不安定となる。これ
らの距離や、外径寸法は目的に応じて上記範囲中
で最適値を選定する。 ネツクハイトＨの高さを前記の範囲よりも低く
するには、冷却風の風量の増加を必要とし、必然
的に風速が速くなるためバブル１５が振動を起す
し、バブル１５の内部の温度が配向残留程度の上
限近傍まで低下せず、膨脹時の温度が高すぎ、後
の軸方向の引張による配向残留が強く残り良質の
フイルムを得られない。またネツクハイトＨを高
くすることは装置自体がいたずらに大型化するだ
けでなく、やはりバブルが不安定となり、或はバ
ブルを構成しているフイルム中の樹脂の結晶が成
長して、品質を低下又は不均一にしかねない。 また安定体１３ａ，１３ｂの外径が大きすぎた
り、長すぎるものを用いるとバブル１５内面に傷
がついたり或は摩擦抵抗が大きすぎて、バブル１
５が破断するおそれがあり、細すぎたり、短かす
ぎたりするときは、安定効果は期待できない。 〔実施態様の効果〕 環状吐出口１２の円周方向１cm当りの吐出量が
約1.5乃至４Kg／ｈとする方法においては、生産
性が著しく向上する。 ブロー比が４乃至７とする方法においては特に
縦横の引き裂き強度の差が少ないフイルムが得ら
れる。 ダイギヤツプを1.5乃至３mmとする方法におい
ては吐出速度が余り速くならず、ダイ中での樹脂
流速も無闇に速くならず溶融の劣化をきたさな
い。 次にこの発明の方法により実験したデータを次
に示す。

【表】

【表】 上記の条件により平均分子量15〜20万の高密度
ポリエチレンを用いて実験を行つたところ次の結
果を得た。

【表】 【図面の簡単な説明】

図は、この発明に関するもので、第１図は、引
き取り速度と、縦横引裂強度比と、ダートインパ
クトストレンクスの関係を示すグラフ、第２図
は、ネツクハイトと、ダートインパクトストレン
グスと、縦横引裂強度比の関係を示すグラフ、お
よび第３図は、本件発明を実施する装置の概略図
である。 図中、１０……ダイ、１２……環状吐出口、１
３ａ，１３ｂ……安定体、１５……バブル、Ｄ…
…環状吐出口の直径、Ａ……フロストライン、Ｈ
……ネツクハイト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インフレーシヨンフイルム成形用ダイの環状
   吐出口より吐出したバブルを、その直径を殆んど
   変えることなく下流方向に導き、この直径とほゞ
   等しい外径の円筒外周面をもち、前記環状吐出口
   位置よりこの環状吐出口直径の約0.5乃至１倍の
   高さに配置した下側安定体と、この下側安定体と
   ほゞ同径の円筒外周面をもち、環状吐出口位置よ
   りこの環状吐出口の直径の２乃至５倍の高さに配
   置した上側安定体に順次通し、更に前記上側の安
   定体を通過したバブルの径を殆んど大きくするこ
   となく軸方向に延伸し、かつ前記環状吐出口の周
   りよりバブル表面に沿つて下流方向に吹く冷却風
   によつて前記バブルを徐々に冷却して、前記安定
   体を過ぎたバブルの軸方向に延伸する区間の下流
   端位置において、前記バブル温度が配向残留上限
   温度附近になるまで冷却して、バブルの半径方向
   に膨脹を開始するまでの前記環状吐出口よりの高
   さ（ネツクハイト）を前記環状吐出口の直径の７
   乃至12倍とし、次にバブルの温度が配向残留温度
   内にあるうちに、バブルを一気に所期の膨脹比ま
   で膨脹させることを特徴とする高吐出量フイルム
   成形法。 ２ 前記方法において、環状吐出口の円周方向１
   cm当りの吐出量は約15乃至４Kg／ｈとする方法で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の高吐出量フイルム成形法。 ３ 前記方法におけるブロー比は４乃至７とする
   方法であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項の高吐出量フイルム成形法。 ４ 前記バブルを吐出するダイの環状吐出口のダ
   イキヤツプを1.5〜３mmのものを用いる方法であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   高吐出量フイルム成形法。