JPH048529A - インフレーションフイルムの成形方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、管状フィルムの改良された製造方法に関する
ものである。

さらに、詳しく説明すると、本発明は、インフレーショ
ン成形方法により、熱可塑性樹脂、特にポリオレフィン
系樹脂の高品質の管状フィルムを高速で成形することを
可能とするために、冷却効果を高め且つ成形安定性を増
加させた、改良されたインフレーション成形方法に関す
るものである。

押出された管状樹脂に向けて吹出す冷却方法が行（従来
の技術） 従来、インフレーション成形方法により製造される熱可
塑性樹脂のフィルム、特にポリオレフィン系樹脂のフィ
ルムは、包装用、農業用、産業用資材、及び買物袋用等
として幅広く利用されている。このようなポリオレフィ
ン系フィルムの製造については、近年、生産性を高める
ために、高速でのインフレーション成形方法の開発が求
められている。

インフレーション成形方法の成形速度の高速化のために
は、溶融樹脂が環状ダイから押出され膨張変形を受け、
管状フィルムとなる間のインフレーション成形工程で効
率的な冷却方法の開発と安定した成形方法の開発とが必
要となる。

従来、ポリオレフィン系樹脂をインフレーション成形法
によりフィルムを得る場合に、−船釣な冷却方法として
、環状ダイ上面近傍から環状ダイから押出される管状樹
脂と同方向側に冷却空気をわれてきた。

しかし、このような冷却方法においては、低速の領域で
インフレーション成形を行うには支障がないが、成形速
度を増加させ多量の冷却空気の吹き付けを必要とする場
合には、成形安定性が低下し、インフレーション成形が
困難となる。

このことを改良するために、特開平１−１５２０３３号
公報に提案されているように、冷却空気の吹出口を改良
した冷却方法がある。しかし、このような方法において
も、冷却空気の吹出口が、はぼ同一場所でしかも冷却空
気の吹出し角度が同方向であるために、ある程度の成形
安定性の改良効果はあるものの、ダイより押出された溶
融管状樹脂と冷却空気との界面の温度の高い空気層が樹
脂の膨張変形終了点付近まで保持され、高速領域でイン
フレーション成形を安定して行えない。また、特公平１
−２４０５８号公報に提案されているように、ニアリン
グとダイの間に減圧域を形成させ、インフレーション成
形時の成形安定性を増加させようとした方法もあるが、
この方法も前述したような同様の理由により高速領域で
インフレーション成形を安定して行えない。

冷却効果を増加させる目的で冷却空気の吹出す方向を検
討した冷却方法が、特開昭５８−９４４３４号公報、特
開昭５８−１９１１２６号公報、特公平１−４７２８６
号公報等に提案されているが、中・低速の成形速度では
安定してインフレーション成形を行えるものの、さらに
インフレーション成形速度を増加させ多量の冷却空気の
吹き付けを行うと、バブルの振動が発生し２、安定した
インフレーション成形が行えなくなる。

そこで、特公平１−２４０５７号公報に提案されている
ように、冷却効果を改良するために、環状ダイ近傍に設
けられた第１の冷却装置よりインフレーション成形工程
下流のフロストライン近傍、すなわち、膨張変形終了点
付近の管状フィルム厚さの薄い領域で、冷却空気の第２
の吹き付けを行い冷却効果を増加させる方法、さらには
フロストライン近傍から安定板に至る間で複数段にわた
り冷却空気の吹き付けを行い、冷却効果を高める方法（
特公平１−５２１７１号公報）等が提案されている。

しかしながら、これらの方法では、冷却空気の吹出口を
改良した方法や冷却空気の吹出し方向を検討した方法に
比べて冷却効果は増加しているものの、高速で安定して
インフレーション成形を行うためには、フロストライン
位置の制御を行っていないため、成形安定性に問題があ
り、フィルムの蛇行及びたるみを解決するための充分な
方法とはいえない。

（発明が解決しようとする課題） このように、これまで種々のインフレーション成形にお
ける冷却方法が開発されているが、これらの方法では、
高速でインフレーション成形を行うのに伴い発生する冷
却不足、成形安定性の低下の問題を充分解決なし得るも
のではない。

本発明は、かかる欠点を鑑みてなされたもので、高品質
なフィルムをインフレーション成形において高速に生産
することを可能とした、冷却効果の高い、成形安定性の
優れた、改良されたインフレーション成形方法を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、熱可望性樹脂を環状ダイから押出し、環状フ
ィルムを成形するインフレーション成形方法において、
溶融状熱可塑性樹脂が環状ダイから押出されてから膨張
変形を受ける直前の膨張開始点の間に冷却装置（［１］
）を設置し、この冷却装置（［１］）により冷却を行い
、前記冷却装置（［１］）よりもインフレーション成形
工程の下流側で、冷却装置（［１］）のみで成形させた
フロストラインよりもインフレーション成形工程の上流
側の範囲内に、さらに別の冷却装置（■）を設置し、こ
の冷却装置（［２］）により冷却を行い、冷却装置（［
１］）のみで成形させたフロストライン位置よりもイン
フレーション成形工程上流側の、冷却装置（［２］）に
より冷却を受ける位置附近にフロストラインを移動・再
形成させ、しかも冷却装置（［２］）の位置を変えるこ
とにより、任意の位置にフロストラインを移動・再生さ
せる、インフレーション成形方法にかかるものである。

さらに、本発明を具体的に説明する。

本発明で使用される熱可望性樹脂としては、例えばポリ
オレフィン系樹脂；ポリスチレン樹脂、アクリロニトリ
ルとスチレンとの共重合体、アクリロニトリルとブタジ
ェンとスチレンとの３元共重合体等のポリスチレン系樹
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、ナイロン６．６等のポリアミド系樹脂；ポ
リエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ポ
リビニールアルコール系樹脂等が挙げられ、これらの中
の樹脂を１種類単独で使用してもよいし、又２種類以上
混合して使用してもよい。

前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば高密度ポリ
エチレン樹脂、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、エチレ
ンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体、ポ
リプロピレン樹脂、エチレンとプロピレンとの共重合体
、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体等が挙げられる。

前記エチレンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共
重合体を構成するα−オレフィンとしては、例えばプロ
ピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４
−メチルペンテン−１，１−オクテン、１−デセン等が
挙げられる。

これらの樹脂の中、ポリオレフィン系の樹脂を使用する
ことが好ましい。

更に好ましくは、ポリオレフィン系樹脂の中、密度（Ａ
ＳＴＭ　　Ｄ　　１５０５）０．９３０ｇノｃｊ〜０．
９８０ｇ／ｃｄの中・高密度ポリエチレン樹脂、密度（
ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１５０５）０．８６０　ｇ／ｃｄ　
〜０　、　９３０　ｇ／ｃｔｌの高圧法低密度ボ＋Ｊ　
、７−　チレン樹脂、密度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１５０
５）０゜８６０ｇ／ｃ＋ｄ〜０．９３０ｇ／ｃｄのエチ
レンと炭素数３〜１２のα−オレフィンとの共重合体で
ある線状低密度エチレン系共重合体、エチレンと酢酸ビ
ニルとの共重合体が挙げられる。より好ましくは、メル
トフローレート（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１２３Ｂ）０．０
１ｇ／１０分〜Ｏ，１ｇ／１０分の中・高密度ポリエチ
レン樹脂が好ましい。

なお、本発明で述べる膨張開始点とは、インフレーショ
ン成形を行う場合、溶融状熱可塑性樹脂を環状ダイから
押出し、管状フィルムを成形する際に、成る位置から熔
融状熱可塑性樹脂が膨張を始める位置のことを示す。

また、膨張変形とは、前記膨張開始点から始まる管状溶
融状熱可塑性樹脂の膨張・拡大変形を指す。

冷却装置とは、例えば熱可塑性樹脂を空冷インフレーシ
ョン方法で成形する際に行われるような、冷却媒体を環
状ダイより押出された管状熔融状熱可塑性樹脂に吹き付
けるシングルリップ、ダブルリップ、もしくはトリプル
リップの吹出口を備えたニアリング装置等や、また例え
ばポリプロピレンをインフレーション成形する際に使用
される水冷装置のような管状溶融状熱可塑性樹脂に液体
冷却媒体を直接接触させる装置、また管状溶融状熱可塑
性樹脂と冷却媒体の間に金属、セラミック等を介在させ
、間接的に冷却を行う装置等が挙げられる。

さらに、冷却装置は、環状ダイから押出された管状溶融
状熱可塑性樹脂の内側、外側のいずれに設置されてもよ
い。

前記した以外で冷却装置に利用される冷却媒体は、特に
制限されるものではないが、例えばオイルクーラント等
の不凍液、アンモニア、二酸化炭素、窒素等が挙げられ
る。冷却媒体は、単独で使用してもよいし、また混合も
しくは併用してもよい。

本発明に於ける冷却装置（■）には、好ましくは、冷却
媒体を環状ダイより押出された管状溶融状熱可塑性樹脂
に吹き付けるニアリング装置、及び前記管状溶融状熱可
塑性樹脂と冷却媒体の間に金属、セラミック等を介在さ
せ、間接的に冷却を行う装置を使用する。

前記ニアリング装置を冷却装置（■）に使用する場合、
さらに好ましくは、熔融状熱可塑性樹脂の押出方法と成
す角度が０°〜４５°の範囲の方向に冷却媒体を吹き出
すことが好ましい、また、前記間接的に冷却を行う装置
を使用する場合、さらに好ましくは、冷却媒体として水
、もしくは空気もしくはオイルクーラント等の不凍液を
用いる。

冷却袋Ｗ（■）には、冷却装置を単独で使用してもよい
し、また複数個同種の冷却装置、又は異種の冷却装置を
併用してもよい。

本発明で述べる、さらに別の冷却装置（■）としては、
好ましくは前記冷却媒体を環状ダイより押出された管状
溶融状熱可塑性樹脂に吹き付けるニアリング装置、もし
くは前記管状溶融状熱可塑性樹脂に液体冷却媒体を直接
接触させる装置を使用する。

前記ニアリング装置を使用する場合、さらに好ましくは
、溶融状熱可塑性樹脂の押出方法と成す角度が４５°〜
１３５°の範囲の方向に冷却媒体を吹出すことが好まし
い。さらに好ましくは、前記冷却媒体の吹出し角度が６
０°〜１２０°の範囲がよい。特に好ましくは冷却媒体
の吹出し角度８０°〜１００°がよい。また、前記液体
冷却媒体を直接接触させる装置を使用する場合、好まし
くは液体冷却媒体として水を使用する。

本発明におけるインフレーション成形工程の上流側とは
、溶融状熱可塑性樹脂が環状ダイから管状に押出され、
膨張変形を受けた後、凝固し管状フィルムとなり、案内
板を経て、ピンチロールで引き取られるインフレーショ
ン成形工程において、成形工程ラインの流れの中、環状
ダイ側を指し、又インフレーション成形工程の下流側と
は、ピンチロール側を指す。

本発明におけるフロストラインとは、環状ダイから管状
に押出された熔融状熱可塑性樹脂が膨張開始点を通過し
、膨張変形を受けた後に、凝固し、横方向の膨張変形が
終了する位置を言う。

本発明における冷却装置（［２］）により冷却を受ける
位置付近とは、インフレーション成形ラインの規模など
により一律に規定しえないが、−船釣には、例えば冷却
装置に前記ニアリング装置を使用する場合には、吹出口
から吹出し方向に向って管状フィルムと冷却媒体が最短
に接触する位置よりインフレーション成形工程の上流側
及び下流側へ、それぞれ１０１程度の範囲の位置を指す
。また、同様に、前記液体冷却媒体を直接接触させる装
置を使用する場合には、管状フィルムが液体冷却媒体と
接触し始める位置よりインフレーション成形工程の上流
側及び下流側へ、それぞれ１０印程度の範囲の位置を指
す。

本発明で用いるインフレーション成形速度としては、速
度５０ｍ／分以上、好ましくは速度７０ｍ／分以上、更
に好ましくは速度９０ｍ／分以上の成形速度が有効であ
る。

次に、添付図面に従って本発明の実施の態様を具体的に
説明する。

第１−１図に、冷却装置を１カ所設置した従来のインフ
レーション成形方法の概略を示す。

第１−２図に、本発明に係るインフレーション成形方法
の概略を示す。

通常、押出機に接続された環状ダイ１から溶融状熱可塑
性樹脂が管状に押出され、膨張開始点２を通過後、膨張
変形を受け、フロストライン４で凝固し、管状フィルム
となり、ピンチロール３で引き取られる。

本発明は、第１−２図に示されるように、基本的には溶
融状熱可塑性樹脂が管状に押出され、膨張開始点２に達
するまでの間に冷却装置（■）５を設置し、さらに別の
冷却装置（■）６を冷却装置５とフロストライン４の間
に設置する、インフレーション成形方法である。

さらに、第２図に示すように、別の冷却装置（■）６の
設置位置を変えることにより、冷却装置５のみで形成さ
せたフロストライン位置Ｐ、よりも（第１−１図）、イ
ンフレーション成形工程の上流側の、再形成フロストラ
インの位置Ｐ２から（第２−１図）冷却装置６により冷
却効果を受ける付近の位１ｐｓに（第２−２図）、フロ
ストライン４を移動・再形成させることが可能となる。

冷却装置を１カ所設置した公知のインフレーション成形
方法（第１−１図）のような従来方法では、高速インフ
レーション成形を行うと冷却不足となり、フロストライ
ンがインフレーション成形工程の下流側に移動し、管状
樹脂の溶融領域が増加し、バブルが不安定となり正常な
インフレーション成形を行うことができなくなっていた
が、本発明に係るインフレーション成形法によると、第
１−２図に示されるように、別の冷却装置（■）６は、
フロストラインをＰ２へと移動・再形成させる役割を担
っているので、第２図に示されるように、フロストライ
ン位置を例えば、さらにＰ３へと適正位置に移動するよ
う制御することになり、安定して高速でのインフレーシ
ョン成形を行うことが可能となる。

また、本発明の方法によるインフレーション成形を行う
と、フロストラインを冷却装置（■）５のみで形成させ
たフロストラインの位？＆　Ｐ　＋　よりもインフレー
ション成形工程の上流側の位置Ｐ２に形成させることに
なるので、膨張開始点における管状溶融状熱可望性樹脂
の径が、冷却装置５のみを作動させて冷却した場合より
も大きくなり、成形されたフィルムの実用物性の改良効
果も現れる。

また、これまでは、単層フィルムのインフレーション成
形方法を中心に本発明を説明してきたが、本発明では、
２層以上の積層フィルムを成形する際にも有効に適用で
きる。

さらに、本発明のインフレーション成形方法は、上吹き
インフレーション成形方法、下吹きインフレーション成
形方法、横吹きインフレーション成形方法、いずれの成
形方法に関しても有効である。

また、本発明では、成形安定性を更に高めるために、内
部安定体を使用してもよい。

（実施例） 以下に、実施例、比較例により本発明を更に詳細に説明
するが、これらの実施例に本発明は限定されるものでは
ない。

実施例１ 原料樹脂として、密度（ＡＳＴＭ　　Ｄ１５０５）０．
９５４ｇ／ｃｄ、メルトフローレート（ＡＳＴＭ　　Ｄ
１２３Ｂ）０．０６ｇ／１０分の高密度ポリエチレンを
使用し、インフレーション成形装置に関しては、スクリ
ュー径７０ｍの押出機、ダイ口径１００ＩＩＩＩ１１、
ダイギャンプ１．　３ｒｍのダイを有する装置、及び内
部安定体を使用した。また、押出機、及びダイの設定温
度は２００　’Ｃである。

第１−２図に示されるように、インフレーション成形装
置に冷却装置を装着し、冷却装置５．６として空冷用ニ
アリングを使用し、かつ冷却媒体として空気を用いて、
冷却を行った。

冷却装置の設置位置に関しては、第１−２図に示される
ように、冷却装置５は、環状ダイからインフレーション
成形工程の下流側へ冷却空気吹出口の下端が５０ａｗｍ
の位置に、別の冷却装置６は、環状ダイからインフレー
ション成形工程の下流側へ冷却空気吹出口の下端が９０
０ｍｏの位置に設置した。

先ず、冷却装置５のみ作動させてフロストラインを環状
ダイからインフレーション成形工程の下流側３，０００
ｍ近傍付近に形成させるが（第１１図）、次いで、別の
冷却装置６を作動させ、冷却風の中心がダイから９０５
ｍの位置になるように冷却風をバブルに当て、フロスト
ラインを８８０８の位置Ｐ２に移動・再形成させた（第
１−２図）。

そして、フィルム厚さ１３μ、フィルム幅４００ＩＩＩ
１１のフィルムを本発明の方法に従いインフレーション
成形を行って製造し、フィルムサイズ一定の条件で成形
速度を上げた。その結果を表１に示した。

実施例２ インフレーション成形装置、冷却装置及び原料樹脂は実
施例１と同様のものを使用し、第１−２図に示される冷
却装置５．６として空冷用ニアリングを使用し、かつ冷
却媒体として空気を用いて、冷却を行った。

冷却装置の設置位置に関しては、冷却装置５は、環状ダ
イからインフレーション成形工程の下流側へ冷却空気吹
出口の下端が５０ｍの位置に、別の冷却装置６は、環状
ダイからインフレーション成形工程の下流側へ冷却空気
吹出口の下端が７８０閣の位置に設置した。

先ず、冷却袋Ｗ５のみ作動させてフロストラインを環状
ダイから１，０００ｍの位置付近Ｐ、に形成させるが（
第１−１図）、バブルの状態は不安定ながらインフレー
ション成形可能な最高速度６０ｍ／分で成形を開始し、
次いで、別の冷却袋Ｗ６を作動させ、冷却風の中心がダ
イから７８５胚の位置になるように冷却風をバブルに当
て、フロストラインの位置を７５０ｍの位置Ｐ２に移動
・再形成させた（第１−２図）。

そして、フィルム厚さ１３μ、フィルム幅４００肛のフ
ィルムを得た。その結果を表２に示した。

比較例１ 冷却装置を除くインフレーション成形装置及び原料樹脂
は実施例１と同様に行い、第１−１図に示されるように
、冷却袋Ｗ５を装着し、冷却装置５として空冷用ニアリ
ングを使用し、かつ冷却媒体として空気を用いて、冷却
を行った。

冷却装置の設置位置に関しては、冷却装置５は、環状ダ
イからインフレーション成形工程の下流側へ冷却空気吹
出口の下端が５０ａｏｎの位置に設置し、フロストライ
ンを９８０ｍの位置Ｐ、に形成させた。

そして、フィルム厚さ１３μ、フィルム幅４００皿のフ
ィルムをインフレーション成形により製造し、フィルム
サイズ一定の条件で成形速度を上げた。その結果を表１
に示した。

比較例２ 第１−２図に示されるように、インフレーション成形装
置に冷却装置を装着し、冷却装置５．６として空冷用ニ
アリングを使用し、かつ冷却媒体として空気を用いて、
冷却を行った。

冷却装置の設置位置に関しては、冷却装置５は、環状ダ
イからインフレーション成形工程の下流側へ冷却空気吹
出の下端が５０閣の位置に、別の冷却袋Ｗ６は、環状ダ
イからインフレーション成形工程の下流側へ冷却空気吹
出口の下端が１，２８０閣の位置に設置した。

先ず、冷却装置５のみ作動させ、冷却風の中心が環状ダ
イから１，２８５ｍｍの位置になるように冷却風をバブ
ルに当てて、フロストラインを環状ダイから１．０００
＋ｍの位置付近に形成させ、バブルの状態は不安定なが
らインフレーション成形可能な最高速度６０ｍ／分で成
形を行い、次いで、別の冷却装置６を作動させた。

そして、フィルム厚さ１３μ、フィルム幅４００ＩＩＩ
１１のフィルムを得た。その結果を表２に示した。

表１ ○：成形安定性が良好であった。

Δ：バブルが振動及び脈動し、不安定であった。

×：冷却不足のために、フロストラインが案内板付近ま
で達し、正常なフィルムを得る通常の成形は不能であっ
た。

表１に示すように、本発明に係るインフレーション成形
方法を行うと、安定して高速領域まで成形を行うことが
でき、さらに表２に示されるように、別の冷却装置６の
位置を冷却装置５よりもインフレーション成形工程の下
流側で、フロストラインよりもインフレーション成形工
程の上流側の範囲内に設置し、しかも任意の位置にフロ
ストラインを形成させることにより、従来の２段ニアリ
ング装置を使用したインフレーション成形方法よりも安
定して成形が行うことができる。

（発明の効果） 本発明に提案されたインフレーション成形法によると、
高品質なフィルムを安定して高速領域までインフレーシ
ョン成形で得ることが可能である。

方法を示す概略図である。

第２図は、本発明の方法に従い、冷却装置の設置位置を
変えた場合のバブル形状の安定状態を説明する概略図で
ある。

１−環状ダイ、 ２：膨張開始点、 ３；ピンチロール、 ４：フロストライン、 ５：冷却装置（■）、 ６：冷却装置（■）、 ７：案内板、 Ｐｌ、Ｐｇ、Ｐ３　　：フロストラインの位置、

【図面の簡単な説明】

第１−１図は、従来の空冷インフレーション成形方法を
示す概略図である。 第１−２図は、本発明のインフレーション成形（ほか１
名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂を環状ダイから押出し、管状フィル
   ムを成形するインフレーションフイルムの成形方法にお
   いて、溶融状熱可塑性樹脂が環状ダイから押出されてか
   ら膨張変形を受ける直前の膨張開始点の間に冷却装置（
   ［１］）を設置し、この冷却装置（［１］）により冷却
   を行い、前記冷却装置（［１］）よりもインフレーショ
   ン成形工程の下流側で、冷却装置（［１］）のみで形成
   させたフロストライン位置よりもインフレーション成形
   工程の上流側の範囲内に、さらに別の冷却装置（［２］
   ）を設置し、この冷却装置（［２］）により冷却を行い
   、冷却装置（［１］）のみで形成させたフロストライン
   位置よりもインフレーション成形工程の上流側の、冷却
   装置（［２］）により冷却を受ける位置付近にフロスト
   ラインを移動・再形成させ、しかも冷却装置（［２］）
   の位置を変えることにより、前記冷却装置（［１］）よ
   りもインフレーション成形工程の下流側で、冷却装置（
   ［１］）のみで形成させたフロストライン位置よりもイ
   ンフレーション成形工程の上流側の範囲内の任意の位置
   にフロストラインを移動・再形成させることを特徴とす
   る、インフレーションフイルムの成形方法。
2. （２）前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である
   ことを特徴とする、請求項（１）記載のインフレーショ
   ンフイルムの成形方法。