JPH08267571A - インフレーションフィルム成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 溶融した樹脂を環状に押し出して環状フィル
ムを形成する押し出し手段と、押し出された環状フィル
ムを冷却して固化させる冷却手段と、上記環状フィルム
の内方空間に気体を供給して内圧により膨張させる内圧
付加手段とを備えてなるインフレーションフィルム成形
装置において、上記環状フィルムの溶融状態にある部分
の外周面を覆う筒状部材を設け、かつ該筒状部材の内面
の形状を、該筒状部材の内面と該環状フィルムとの間の
距離が実質的に均一に保持される形状としたことを特徴
とするインフレーションフィルム成形装置。 【効果】 インフレーション成形時のフィルムの揺動を
防止して、フィルムの冷却効率、厚さ、折幅を均一に
し、フィルムの弛みや皺の発生を抑制することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインフレーションフィル
ム成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インフレーション成形法は、装置が簡易
で安価であることから、低密度ポリエチレン、高密度ポ
リエチレン等のポリオレフィン系樹脂をはじめとする熱
可塑性樹脂からなるフィルムの製造に広く利用されてい
る。一般のインフレーション成形法では、溶融した熱可
塑性樹脂を押し出し機の環状ダイから押し出し、押し出
された環状フィルムの外表面を冷却リングから吹き出す
空気によって冷却しながら引取り、同時に環状フィルム
の内方空間に空気のような気体を供給して、内圧により
所定の大きさに膨張させ、次いで一対のニップロールに
よって環状フィルムをシート状に折り畳み、その後、折
り畳まれたフィルムの両端部をスリッタなどで切断して
平面状の２枚のフィルムとして巻き取ったり、あるいは
そのまま袋状のフィルムとして巻き取ったりする。

【０００３】インフレーション成形法では、環状ダイか
ら押し出された環状フィルムは、引取りと膨張によって
縦方向および横方向に延伸される。また、これと同時に
フィルムは冷却により溶融した無定形状態から固体状態
へ移行するが、この際にフィルムの物性が決定される。
このようにインフレーション成形法では、冷却工程が得
られるフィルムの物性を決定する上で重要な役割を果た
している。

【０００４】従来のインフレーション成形法に用いられ
る装置の概略を図３および図４に示す。図３に示された
装置では、冷却リングから吹き出された冷却用の空気は
環状フィルムの周辺で四方に拡散されるよう構成されて
おり、また、図４に示される装置では、冷却用の空気は
環状フィルムと該環状フィルムの外周を覆う筒状部材に
より形成される空間部を流通するよう構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３に示される装置で
は、溶融状態にある環状フィルムが外部環境に直接曝
されているために、また冷却用の空気が環状フィルム
の周辺で四方に拡散され、環状フィルムのフロストライ
ンを定位置に支持するに足る上昇気流が得られないため
に、環状フィルムの周囲を取り巻く大気流が乱流となり
環状フィルムの揺動を引き起こす。そして、この揺動
は、冷却用の空気と溶融状態にある環状フィルムとの相
対位置を変動させ、冷却効率の不均一化を招くととも
に、フィルム膜厚の変動、フィルムの弛み、および皺の
発生を誘発する。

【０００６】一方、図４に示される装置では、筒状部材
にて環状フィルムの外周を覆っているので、図３の装置
における上記およびの問題点は解決されている。し
かしながら、環状フィルムの外周を覆う筒状部材の内面
は内径が一定の円筒状の形状をしており、溶融状態にあ
る環状フィルムと筒状部材の内面との間の距離は上方に
向かうに従って徐々に狭くなっていく。このため、環状
フィルムと筒状部材の内面との間の距離が最も小さくな
る高さにおいて冷却用の空気が堰止められる結果とな
り、これより下部の領域では、環状フィルムと筒状部材
の間に形成される空間部における圧力が高まり、環状フ
ィルムの直径を小さくする方向の力が作用する。かかる
力は、環状フィルムの内部圧力と本来平衡するものであ
るが、環状フィルム内外の微小な圧力変動により両者の
平衡が乱され、環状フィルムの直径、膜厚、弛み量が変
動する。環状フィルムの直径が変動するとフィルムの折
幅が変動することとなり、ニップロールによって環状フ
ィルムを折り畳む際に皺が発生してしまう。

【０００７】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであって、環状フィルムの揺動を防止して、
フィルムの冷却効率を均一にするとともに、フィルム膜
厚、折幅の変動を防止し、かつフィルムの弛みおよび皺
の発生を大幅に低減することのできるインフレーション
フィルム成形装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題は、溶融した樹脂を環状に押し出して環状フィルム
を形成する押し出し手段と、押し出された環状フィルム
を冷却して固化させる冷却手段と、上記環状フィルムの
内方空間に気体を供給して内圧により膨張させる内圧付
加手段とを備えてなるインフレーション成形装置におい
て、上記環状フィルムの溶融状態にある部分の外周面を
覆う筒状部材を設け、かつ該筒状部材の内面の形状を、
該筒状部材の内面と該環状フィルムとの間の距離が実質
的に均一に保持される形状としたことを特徴とするイン
フレーションフィルム成形装置を提供することによって
解決される。

【０００９】

【実施例】本発明のインフレーションフィルム成形装置
を、その実施例を示す図面に基づいて説明する。図１
は、本発明のインフレーションフィルム成形装置の概略
断面図である。図１において、押し出し機（図示せず）
の内部で溶融された熱可塑性樹脂は、環状ダイ１から押
し出され、環状フィルム４が形成される。この環状フィ
ルム４は、上記環状ダイ１の周辺に配置された冷却リン
グ２から吹き出される空気などの冷却用の気体によって
冷却され固化されながら、上方に配置されたピンチロー
ル等の引取り手段（図示せず）によって引取られる。こ
の際、環状フィルム４は、弁３を通じてその内方空間に
導入される空気等の膨張用の気体の作用により所定の大
きさに膨張される。図中の点線は５は、フロストライ
ン、すなわち環状フィルム４の膨張が完了する位置を示
している。本発明にあっては、上記の押し出し機（図示
せず）および環状ダイ１が押し出し手段を構成し、冷却
リング２が冷却用気体供給源（図示せず）とともに冷却
手段を構成し、弁３が加圧用気体供給源（図示せず）と
ともに内圧付加手段を構成する。

【００１０】本発明のインフレーションフィルム成形装
置では、環状フィルム４の溶融状態にある部分の外周を
覆う筒状部材６が冷却リング２の上面に設置されてい
る。このため、溶融状態にある環状フィルム４は外部環
境から遮蔽される。また、冷却用の気体がフロストライ
ン５に至るまで拡散しないので、環状フィルム４の揺動
が防止される。

【００１１】本発明では、上記筒状部材６の内面形状
は、該筒状部材６の内面と該環状フィルム４との間の距
離ｄが実質的に均一に保持される形状となっている。こ
こでいう筒状部材６の内面と該環状フィルム４との間の
距離ｄとは、環状フィルム４の外周面において立てた法
線方向にて測定した両者の間隔のことをいう。図１に示
される実施例では、筒状部材６の内面形状は、環状フィ
ルム４の膨張開始点近傍から上方に向かって徐々に内径
が拡大する、いわゆるじょうご状の形状となっている。
このため、冷却用の気体は、環状フィルム４の外周面に
沿ってほぼ均一な層状の流れとなって、環状フィルム４
と筒状部材６の内面の間に形成される空間部をスムース
に流通する。このように、冷却用の気体が堰止められる
ことがないので、環状フィルム４の直径を小さくする方
向の力の発生が防止される。

【００１２】筒状部材６の内面と環状フィルム４との間
の距離ｄの大きさは、冷却リング２から吹き出される冷
却用の気体の量に応じてその最適範囲が変化するが、膨
張後の環状フィルム４の直径をＬd とするとき、一般に
はＬd 以下であることが好ましく、Ｌd ／２以下である
ことがより好ましく、Ｌd ／１０以下であればさらに好
ましい。筒状部材６の内面と環状フィルム４との間の距
離ｄがＬdを越えると、冷却効率が低下するのみなら
ず、冷却用の気体が均一な層状の流れとならず、環状フ
ィルム４の揺動を引き起こす。その結果、フィルム膜
厚、折幅が変動し、フィルムの弛みおよび皺の発生が誘
発される傾向にある。

【００１３】筒状部材６の内面と環状フィルム４との間
の距離ｄは、環状フィルム４の各部にわたって一定の値
に保持されることが理想的であるが、多少の変動は許容
される。本発明では、筒状部材６の内面と環状フィルム
４との間の距離ｄの平均値をｄave、最大値をｄmax、最
小値をｄminとするとき、下記の式（１）および式
（２）で定義される＋（プラス）の偏差および−（マイ
ナス）の偏差（以下、両者を合わせて距離ｄの偏差と略
称する）がある一定の範囲内に収まっていればよい。

【００１４】

【数１】

【００１５】

【数２】

【００１６】距離ｄの偏差は±５０％以下であることが
好ましく、±２５％以下であることがより好ましい。距
離ｄの偏差が±５０％を越えると、環状フィルム４と筒
状部材６の内面の間に形成される空間部、特にその下部
領域において、距離ｄが大きい領域では加圧状態とな
り、また距離ｄが小さい領域では負圧状態となるため、
環状フィルムの揺動が引き起こされる。その結果、フィ
ルム膜厚、折幅が変動すると共に、フィルムの弛み、皺
の発生が誘発される。

【００１７】筒状部材６の高さｈは、環状ダイ１とフロ
ストライン５との距離をＬfとするとき、Ｌf／２以上で
あることが好ましく、Ｌf以上であることがより好まし
い。筒状部材６の高さｈがＬf／２未満であれば、環状
フィルム４の溶融状態にある部分の大部分が外部環境に
直接曝され、また冷却用の空気が筒状部材６の上端を通
過すると四方に拡散されて環状フィルム４のフロストラ
イン５を定位置に支持するに足る上昇気流とならないた
め、環状フィルム４の周囲を取り巻く大気流が乱流とな
る。その結果、環状フィルム４の揺動が引き起こされ、
冷却効率の不均一化、フィルム膜厚の変動、フィルムの
弛みおよび皺の発生を誘発する結果となる。

【００１８】筒状部材６の素材は特に限定されるもので
はないが、耐久性の観点からは金属を使用することが好
ましく、また環状フィルム４の形状の観察の容易さとい
う観点からは透明耐熱性ガラスを使用することが好まし
い。

【００１９】図２は本発明の他の実施例に係るインフレ
ーションフィルム成形装置の概略断面図である。本実施
例では、冷却リング２は環状ダイ１の上方に、環状ダイ
１から離間された状態で配置されており、押し出された
環状フィルム４は、冷却リング２から吹き出す冷却用の
気体と接触するまでに膨張を開始している。その他の部
分の構成については、図１に示す実施例と同一であるの
で、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省略
する。なお、この実施例では、筒状部材６の内面形状は
円錐台状の形状となっている。

【００２０】本発明のインフレーションフィルム成形装
置において使用し得る熱可塑性樹脂としては、特に制限
はなく、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、ポリプロピレン、α−オレフィン重合体、エチレ
ン−不飽和エステル共重合体等のオレフィン系樹脂、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体樹脂、軟質塩化ビニ
ル樹脂、軟質塩化ビニリデン樹脂、熱液晶ポリエステル
等の液晶ポリマーなどが挙げられる。

【００２１】以下、この発明の実施例をさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。

【００２２】実施例１ 図１に示す装置を用い、熱可塑性樹脂として高密度ポリ
エチレン（三井石油化学工業（株）社製、ハイゼックス
５０００ＳＦ）を使用して、下記の条件でインフレーシ
ョンフィルム成形を行い、平均膜厚３０μｍ、平均折幅
５００ｍｍの高密度ポリエチレンフィルムを得た。環状
ダイ２の直径は１００ｍｍ、リップ間隔は５００μｍと
した。溶融した樹脂の吐出量は５０ｋｇ／ｈｒ、フィル
ムの引取り速度は３０ｍ／ｍｉｎに設定した。また、冷
却リング１から溶融状態の環状フィルム４に冷却用の空
気を吹き付け、環状ダイ２から２５０ｍｍの位置にフロ
ストライン５が形成されるよう、冷却用空気の温度と風
量を調節した。さらに、筒状部材６の高さを２５０ｍ
ｍ、筒状部材６の内面と環状フィルム４との間の距離ｄ
の平均値ｄaveを１０ｍｍとした。この際、距離ｄの偏
差は±１０％であった。

【００２３】得られたフィルムの膜厚の変動は±１％、
折幅の変動は±０．２％であった。また、皺の発生は観
察されなかった。

【００２４】実施例２〜５および比較例１〜３ 実施例１において、フロストライン５の形成位置、筒状
部材６の形状、該筒状部材６の高さおよび筒状部材６の
内面と環状フィルム４との間の距離ｄの平均値ｄaveを
表１に記載のとおりに変更してインフレーションフィル
ム成形を行い、平均膜厚３０μｍ、平均折幅５００ｍｍ
の高密度ポリエチレンフィルムを得た。得られたフィル
ムの膜厚の変動、折幅の変動、および皺の発生状況を表
１に併せて示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例６ 図１に示す装置を用い、熱可塑性樹脂として液晶ポリエ
ステル（ポリプラスチック社製、ベクトラＡ９５０）を
使用して、下記の条件でインフレーションフィルム成形
を行い、平均膜厚３０μｍ、平均折幅３００ｍｍの液晶
ポリエステルフィルムを得た。環状ダイ１の直径は５０
ｍｍ、リップ間隔は５００μｍとした。溶融した樹脂の
吐出量は５０ｋｇ／ｈｒ、フィルムの引取り速度は３２
ｍ／ｍｉｎに設定した。また、冷却リング１から溶融状
態の環状フィルム４に冷却用の空気を吹き付け、環状ダ
イ１から２２０ｍｍの位置にフロストライン５が形成さ
れるよう、冷却用空気の温度と風量を調節した。さら
に、筒状部材６の高さを２００ｍｍ、筒状部材６の内面
と環状フィルム４との間の距離ｄの平均値ｄaveを１０
ｍｍとした。この際、距離ｄの偏差は±１５％であっ
た。

【００２７】得られたフィルムの膜厚の変動は±１％、
折幅の変動は±０．５％であり、皺の発生は観察されな
かった。

【００２８】実施例７〜１０、比較例４および５ 実施例６において、フロストライン５の形成位置、筒状
部材６の形状、該筒状部材６の高さおよび筒状部材６の
内面と環状フィルム４との間の距離ｄの平均値ｄaveを
表２に記載のとおりに変更してインフレーションフィル
ム成形を行い、平均膜厚３０μｍ、平均折幅３００ｍｍ
の液晶ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルム
の膜厚の変動、折幅の変動、および皺の発生状況を表２
に併せて示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明のインフレーションフィルム成形
装置は、インフレーション成形時のフィルムの揺動を防
止して、フィルムの冷却効率、厚さ、折幅を均一にし、
フィルムの弛みや皺の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】 本発明の他の実施例を示す概略断面図であ
る。

【図３】 従来のインフレーションフィルム成形装置の
一例を示す概略断面図である。

【図４】 従来のインフレーションフィルム成形装置の
他の一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１・・・環状ダイ ２・・・冷却リング ３・・・弁 ４・・・環状フィルム ５・・・フロストライン ６・・・筒状部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融した樹脂を環状に押し出して環状フ
   ィルムを形成する押し出し手段と、押し出された環状フ
   ィルムを冷却して固化させる冷却手段と、上記環状フィ
   ルムの内方空間に気体を供給して内圧により膨張させる
   内圧付加手段とを備えてなるインフレーションフィルム
   成形装置において、上記環状フィルムの溶融状態にある
   部分の外周面を覆う筒状部材を設け、かつ該筒状部材の
   内面の形状を、該筒状部材の内面と該環状フィルムとの
   間の距離が実質的に均一に保持される形状としたことを
   特徴とするインフレーションフィルム成形装置。