JPH0857952A - 空冷インフレーションフィルムの成形法およびそれに用いるバブル安定体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂管状体をバブル安定体に接触させながら
バランスフィルムの空冷インフレーション成形を行う場
合に、バブルの揺れ等を防止してフィルムの厚みを均一
化し、かつバブルの引取速度の高速化を図る。 【構成】 バブル安定体２の少なくとも上部に設けた樹
脂管状体１のくびれとの接触部３を、膨張開始点の直前
で生ずる樹脂管状体１のくびれの径の変化に追随して局
部的に弾性変形させることにより、接触部３と樹脂管状
体１とが接触を保った状態で操作を行うことを特徴とす
る空冷インフレーションフィルムの成形法、およびそれ
に用いるバブル安定体２。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空冷式インフレーショ
ン法によるフィルムの成形方法およびそれに用いるバブ
ル安定体に関するものである。詳しくは、熱可塑性樹脂
を環状ダイから樹脂管状体として押し出し、空気で冷却
しながら引取り、ダイリップの口径よりも大きく膨張さ
せ、漏斗状の樹脂バブルを形成して管状フィルムを成形
する空冷式インフレーション法において、バブルの揺れ
等の不安定な状態を防止することによって、フィルムの
厚みを均一にし、かつ冷却を均一化して、縦横強度の高
いフィルム（バランスフィルム）の製造およびバブルの
引取速度の高速化を達成する方法およびそれに用いるバ
ブル安定体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インフレーションフィルムによる縦横強
度の大きいバランスフィルムの製造や高速成形等を実現
するためには、さまざまな問題がある。例えば、バラン
スフィルムを製造する場合においては、膨張比を大きく
したり、膨張開始点を高くする必要があるが、このとき
バブルの横揺れや上下揺れが著しくなるために、その対
策としてダイから押出された溶融状態の樹脂管状体をバ
ブル安定体の側面に接触させる方法が用いられる。上記
の問題を改善する方法として、板片を渦状に組んでバブ
ル安定体の直径を広げるもの（実公平５−３８９１３号
公報）、空気の圧力を利用し安定体の直径を広げるもの
（特公平２−４７３３８号公報）、膨張開始点の上昇お
よび下降に合わせテーパー状あるいは円盤状の安定体が
上下に移動するもの（特開昭６３−２１８３３４号公
報、特開昭６３−７１３３１号公報）、安定体がくびれ
部に当たらないようにくびれ部の上下に安定体を設ける
もの（特開昭６１−２８６１１６号公報、特開昭６１−
２８６１１７号公報）、上下２点で固定した弦巻バネを
樹脂管状体の流れ方向に配置する構造を有する安定体
（特公平３−６６１４２号公報、特開昭６２−６４５２
４号公報））等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記改善技術のうち、
バブル安定体の直径を広げる方法では、安定体全体が均
一に広がるため安定化の点では効果が低く、必要の都度
調整をしなくてはならないという欠点があった。また、
膨張開始点の変動に合わせて安定体を移動させる方法
や、安定体をくびれ部の上下に設ける方法では、最も安
定し難いくびれ部に対して安定化の効果が得られず、十
分な改良とはならなかった。またこれらの方法では、押
出し量や温度等の因子により、バブルの膨張開始点の直
前で２箇所以上のくびれ部が発生するなど複雑な形状と
なった場合には、対応が困難である。更に、樹脂管状体
の内部に設置するバブル安定体の径が、押出し用の環状
ダイの径よりも大きいときは、フィルム成形を始める際
に樹脂管状体の内部にバブル安定体を挿入することが困
難である。本発明は、上記の各種問題点を解決し、樹脂
管状体の膨張開始点の直前のくびれが複雑な形状となる
場合にも、十分な安定化を達成し得るバブル安定体およ
びそれを使用したインフレーションフィルムの成形方法
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的に沿って、樹脂管状体の内部に設けたバブル安定体に
ついて鋭意検討した結果、バブル安定体の樹脂管状体の
くびれに接触する部分を弾性変形する緩衝部材で構成す
ることにより目的を達成し得ることを見出して本発明を
完成した。すなわち、本発明の第１は、押出機の環状ダ
イから押出した樹脂管状体の内部に設けたバブル安定体
に、樹脂管状体のくびれを接触させながら成形するバラ
ンスフィルムの空冷インフレーション成形法において、
バブル安定体の少なくとも上部に設けた樹脂管状体のく
びれとの接触部を、膨張開始点の直前で生ずる樹脂管状
体のくびれの径の変化に追随して局部的に弾性変形させ
ることにより、接触部と樹脂管状体とが接触を保った状
態で操作を行うことを特徴とする空冷インフレーション
フィルムの成形法に関するものである。また、本発明の
第２は、上記の空冷インフレーション成形に用いるバブ
ル安定体において、（１）バブル安定体を保持する支
柱、（２）支柱の一端をダイに固定する固定手段および
（３）支柱の上部に設けた樹脂管状体のくびれとの接触
部からなり、接触部が膨張開始点の直前で生ずる樹脂管
状体の径の変化に追随して局部的に弾性変形する緩衝部
材により構成されたことを特徴とするバブル安定体に関
するものである。

【０００５】以下、本発明について詳細に述べる。本発
明において用いる樹脂としては、インフレーション成形
が可能なすべての熱可塑性樹脂を挙げることができる。
具体的には、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、線状低密度ポリエチレン等である。

【０００６】図１は、インフレーションフィルムの成形
装置における本発明のバブル安定体の例を示す略示縦断
面図である。図１において、樹脂管状体１の内部に支柱
４を介して装着したバブル安定体２は、緩衝部材からな
る接触部３を有し、支柱４の下端は、例えば支柱固定ネ
ジ５などの固定手段により、環状ダイ６のダイリップ７
の中心に固定されている。支柱の固定手段としては、環
状ダイ６に溶接してもよいが、ねじ込み式、はめ込み
式、ボルト締め等により取り外し可能に固定してもよ
い。接触部３は、ネジ等の安定体固定具８により支柱４
に固定してもよいが、接触部３を構成する緩衝部材自体
の弾性を利用して支柱へ圧接することにより固定しても
よい。ただし、樹脂管状体の流動に伴って移動すること
は好ましくない。原料樹脂は環状ダイ６のダイリップ７
から押出されて樹脂管状体１を形成する。樹脂環状体１
は、必要により補助安定板９に接触した後、バブル安定
体２の接触部３に到達する。上記補助安定板９は必要に
応じ複数個設けることができ、更に内部安定体２の上下
に使用することも可能である。樹脂管状体１は、バブル
安定体２の接触部３に接触しながら、その表面に沿って
移動し、その後、内部安定体の上において、内部の空気
の圧力により径が膨張する。以下、膨張後の樹脂管状体
を「バブル」（１０）という。

【０００７】上記のバブル安定体２の接触部３は、膨張
開始点の上流側において樹脂管状体１に内接する部分で
あり、樹脂管状体１の流れを安定化する機能を有する。
本発明において、樹脂管状体１の径が膨張する際に、膨
張開始点の直前で樹脂管状体１の径にくびれが生ずる
が、そのくびれに応じて、これに接するバブル安定体２
の接触部３が局部的に圧縮され、その応力により樹脂管
状体１の径が過度に小さくなることはなく、これによっ
て樹脂管状体１の安定した膨張を行うことができる。従
って、樹脂管状体１の径の拡張は、バブル安定体２の接
触部３の上で行われなければならない。バブル安定体２
の接触部３が圧縮されるためには、例えば、接触部３の
径が電気信号等により局部的に収縮し得るような構造に
する方法も考えられるが、本発明のように、接触部３を
緩衝部材で構成する方法が最も簡単である。

【０００８】本発明において、上記接触部に用いる緩衝
部材としては、樹脂弾性体、金属弾性体、植物性弾性体
など、樹脂管状体のくびれに追随して径が圧縮され得る
程度の弾性を有するものが使用される。好ましくは、樹
脂発泡体、ゴム、綿、グラスウール、弦巻バネ、板バ
ネ、竹等により製造した弾性体が用いられ、具体的に
は、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂あるい
はそれらのゴム等の耐熱性樹脂発泡体、弦巻バネをコイ
ル状にまいたもの、板バネや竹をシート状に編みさらに
それらを丸めたもの等を成形加工して用いる。本発明で
用いる緩衝部材は、溶融樹脂に接触することを考慮し
て、耐熱性を有する材料からなるものが望ましい。弾性
を示し、かつ耐熱性を有する点で、シリコーンゴムの発
泡体が特に好ましく使用される。

【０００９】上記バブル安定体の接触部において、樹脂
管状体の流れ方向に垂直な断面の形状は、樹脂管状体の
流れに支障がなく、かつ径の膨張に問題がない限りいか
なる形状であってもよいが、好ましくは円形である。接
触部の表面に、流れ方向あるいは斜めに縞状の切れ込み
を入れてもよい。接触部全体の形状は、通常、円柱形、
または円錘形もしくは上底面と下底面の大きさが異なる
円錘台形などが使用される。上記円錘台形の場合は、下
底面が上底面より小さいことが望ましい。具体的には、
下底面の直径がダイリップ径の０.６〜１.５倍、好まし
くは０.８〜１.２倍、上底面の直径が同１.０〜２.０
倍、好ましくは１.１〜１.５倍である。

【００１０】樹脂管状体１は、上記バブル安定体２の接
触部３と接触する間に径が膨張してバブル１０を形成す
る。径の膨張は樹脂管状体の内部と外部の気圧差により
行われる。この気圧差を保つために、バブル安定体２の
支柱４として中空管を用い、その上端の空気吹出口１１
から空気を補給する方法が通常用いられる。なお、支柱
４の下方壁部に均圧孔１２を設けることもできる。形成
されたバブル１０は、必要により空冷リング１３を用い
て外部から冷却空気を吹き付けることにより急激に冷却
され、その後、ロール等に巻取られる。巻取速度は、樹
脂の種類、物性、樹脂の押出速度、バブルの膨張比など
により異なるが、本発明においては、従来の１〜２.５
倍、具体的には２０〜９０ｍ／分、好ましくは２５〜７
０ｍ／分程度で行われる。

【００１１】なお、図１について更に補足すれば、支柱
４に伸縮機構を設けたり、あるいはバブル安定体２に支
柱４上を移動させる機構を設けることにより、接触部３
の高さを変更することができる。また、支柱４として熱
伝導性の低い物質を使用したり、あるいは支柱４の周囲
を断熱材で被覆することにより、環状ダイ６からの伝熱
量を減少して、樹脂管状体１の冷却を促進することがで
きる。更に、本発明のバブル安定体２の接触部３の底部
を球状に加工したり、細くすることによって、成形開始
時における樹脂管状体中への挿入を容易にすることがで
きる。また、必要に応じて、膨張管状体１０の外側に補
助安定具を設置することもできる。

【００１２】図２に、本発明のバブル安定体の接触部
に、緩衝部材として低融点の発泡弾性体を使用する場合
の一例を示す。図２（ａ）はバブル安定体の部分縦断面
図であり、図（ｂ）は図（ａ）のｂ−ｂ線における断面
図である。図のように、低融点発泡弾性体１４を、熱伝
導率の小さいグラスウール１５からなる内層と外層の間
に挟むことによって伝熱を防ぎ、また通気孔１６を設け
て放熱面積を増大し熱の除去を図る。通気孔１６の代わ
りに波板や小径パイプなどを加工して用いることもでき
る。更に、通気孔１６の外面に金属光沢メッキ１７を施
すことにより熱の伝播を抑制し、また最外部を耐熱性の
ゴム、網、チューブ等の耐熱性部材１８で被覆して耐熱
性を補強する。

【００１３】図３は、バブル安定体の接触部に、緩衝部
材として複数個の弾性体を積み重ねて使用する場合の例
を示す。図のように、ドーナツ型の弾性体からなる接触
部３ａを積み重ねることにより、バブル安定体の長さを
任意に変更することができ、長いバブル安定体であって
も経済的に作製することができる。また、各弾性体の形
状やその組合わせを変えることにより、膨張部分のテー
パー角を自由に変更することができる。

【００１４】図４は、バブル安定体の接触部に、緩衝部
材として複数個の球状の弾性体を積み重ねて使用する場
合の例を示す。球状の弾性体からなる接触部３ｂを重ね
ることにより、樹脂管状体との接触面積が小さくなり、
両者間の摺動抵抗を低減することができる。

【００１５】

【作用】インフレーションフィルムの成形に当たり、本
発明のバブル安定体の接触部は樹脂管状体に内接し、そ
の弾性により、膨張開始点の直前の樹脂管状体のくびれ
に追随して圧縮される。その結果、樹脂管状体の膨張開
始点における複雑な形状変化が自動的に吸収され、バブ
ル安定体の位置の調整を行うことなく、バブルをきわめ
て安定に維持することができる。接触部を樹脂発泡体で
作製することにより、バブル安定化の効果に加えて断熱
の効果も得られ、接触部の温度上昇が抑制される。また
軽量であるから、支柱やバブル安定体の交換も容易であ
る。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらによって限定されるものではない。 ＜実施例１＞原料として、メルトフローレート（１９０
℃、２.１６ｋｇ荷重）０.０４g/10分、密度０.９４６g
/cm³のフィルム用の高密度ポリエチレン（商品名：日石
スタフレン Ｅ９０３(Ｆ)、日本石油化学(株)製）を用
い、シリンダー内径５０ｍｍの押出機（モダンマシナリ
ー(株)製）により溶融押出しを行った。押出部にスパイ
ラル型ダイス（ダイスリップ内径 ４０ｍｍ、リップク
リアランス１.２ｍｍ）を上方に向けて設置し、樹脂温
度２１５℃、押出量１７kg/hrとした。上部直径５０ｍ
ｍ、下部直径４０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円錐台形のシ
リコーンゴム発泡体からなる接触部を有する本発明のバ
ブル安定体を、接触部の最下部からダイス面までの距離
が２５０ｍｍになるように、ダイスと同軸の管状支柱に
固定した。管状支柱を通して空気を送入し、ブロー比
４.０にブローアップし、径のくびれ部がダイス上面か
ら４００ｍｍの高さになるように冷却空気を調節して成
形を行った。その結果、樹脂管状体は、発泡弾性体から
なる接触部を多少絞るようにしながら、その面上を滑る
ように流れて、揺れることなく安定したバブルを形成
し、厚み１５μｍ、折幅２５０ｍｍのフィルムを引取速
度４５m/min で成形することができた。得られた管状フ
ィルムのダート衝撃強さ（ＡＳＴＭ Ｄ１７０９）は２
２３ｇであり、比較的均一な強度を有するものであっ
た。偏肉は公差４μｍであり、良好であった。結果を表
１に示す。

【００１７】＜比較例１＞アルミニウム製の円柱をフェ
ルトで覆って作製した従来のバブル安定体を用い、実施
例１と同様にしてインフレーションフィルムを成形し
た。結果を表１に示す。

【００１８】＜実施例２＞実施例１の成形を行った後、
運転を継続したまま、フィルムの厚みを２５μｍに変更
するため、引取速度を２３m/min に下げ、押出量を１５
kg/hr とした。更に、くびれ部をダイス上面から４００
ｍｍの高さにするため、冷却空気を調整した。このよう
に成形条件を変えても、樹脂管状体はバブル安定体の接
触部に接触しており、接触部の面上を滑るように流れ、
揺れることなく安定した成形を行うことができた。また
得られた製品の性状も良好であった。結果を表１に示
す。

【００１９】＜比較例２＞比較例１で用いた従来のバブ
ル安定体を使用し、実施例２と同様にしてインフレーシ
ョンフィルムを成形した。樹脂管状体がバブル安定体に
接触せず、成形が不安定であり、不均一な製品が得られ
た。結果を表１に示す。

【００２０】＜実施例３＞実施例２の成形を行った後、
運転を継続しながら、押出量を約２１kg/hr（スクリュ
ー回転数６０ｒｐｍ） とし、冷却空気量を調節しなが
ら引取速度を徐々に増大し、８７.８m/min（試験機の最
高限度）とした。樹脂管状体の膨張開始部の角度はやや
鋭角になったが、揺れはなく安定していた。更に、この
状態からスクリュー回転数を上げたところ、押出量２
８.６kg/hr（スクリュー回転数８０ｒｐｍ）まで安定し
た成形を行うことができた。なお、この点で試験機の冷
却限界に達し、スクリュー回転数を更に増大すると、フ
ロストラインの上昇を冷却空気により抑制することが困
難であった。サンプルを採取した後、フィルムの厚みを
１５μｍに設定するため、引取速度を６７m/min まで下
げたが、バブルは安定していた。結果を表１に示す。

【００２１】＜比較例３＞比較例１で用いた従来のバブ
ル安定体を使用し、実施例３と同様にしてインフレーシ
ョンフィルムの成形を試みた。しかし押出量２８.６kg/
hr、引取速度６０m/min においては、樹脂管状体の膨張
開始点が短い周期で変動を示す、いわゆるノッキングが
生じて、フィルムを成形することが不可能であった。

【００２２】＜実施例４＞実施例１で用いたバブル安定
体を使用し、同様にして押出量２４kg/hr、引取速度７
０m/min の条件でインフレーションフィルムの成形を行
った。安定した成形を行うことができ、また得られた製
品の性状も良好であった。結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明のバブル安定体を使用してインフ
レーションフィルムを成形することにより、従来よりも
高速の成形が可能となる。またバブルの安定性に優れて
いるため、均一なフィルムを製造することができ、従っ
てフィルムの物性においても優れたものが得られる。ま
た、ノッキングが起こり難く、この点においても安定性
に優れ、また成形開始時に樹脂管状体がバブル安定体に
引っかかりを生じても刃物で切る必要がなく、樹脂の損
失が少ないので資源の節約となる。更に、バブル安定体
は、材料を選ぶことにより、従来のものに比べて著しく
容易かつ安価に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバブル安定体の実施例を示す略示縦断
面図である。

【図２】本発明のバブル安定体の別の実施例を示す断面
図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は図（ａ）
のｂ−ｂ線における断面図である。

【図３】本発明のバブル安定体の他の実施例を示す略示
縦断面図である。

【図４】本発明のバブル安定体の更に他の例を示す略示
縦断面図である。

【符号の説明】

１ 樹脂管状体 ２ バブル安定体 ３、３ａ、３ｂ 接触部 ４ 支柱 ５ 支柱固定ネジ ６ 環状ダイ ７ ダイリップ ８ 安定体固定具 ９ 補助安定板 １０ 膨張管状体 １１ 空気吹出口 １２ 均圧孔 １３ 空冷リング １４ 低融点発泡弾性体 １５ グラスウール １６ 通気孔 １７ 金属光沢メッキ １８ 断熱性部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機の環状ダイから押出した樹脂管状
   体の内部に設けたバブル安定体に、該樹脂管状体のくび
   れを接触させながら成形するバランスフィルムの空冷イ
   ンフレーション成形法において、バブル安定体の少なく
   とも上部に設けた樹脂管状体のくびれとの接触部を、膨
   張開始点の直前で生ずる樹脂管状体のくびれの径の変化
   に追随して局部的に弾性変形させることにより、該接触
   部と樹脂管状体とが接触を保った状態で操作を行うこと
   を特徴とする空冷インフレーションフィルムの成形法。
2. 【請求項２】 押出機の環状ダイから押出した樹脂管状
   体の内部に設けたバブル安定体に、該樹脂管状体のくび
   れを接触させながら成形するバランスフィルムの空冷イ
   ンフレーション成形に用いるバブル安定体において、
   （１）バブル安定体を保持する支柱、（２）該支柱の一
   端をダイに固定する固定手段および（３）該支柱の上部
   に設けた樹脂管状体のくびれとの接触部からなり、該接
   触部が膨張開始点の直前で生ずる樹脂管状体の径の変化
   に追随して局部的に弾性変形する緩衝部材により構成さ
   れたことを特徴とするバブル安定体。
3. 【請求項３】 前記緩衝部材がシリコーンゴム発泡体か
   らなることを特徴とする請求項２に記載のバブル安定
   体。