JPS5942612B2 - インフレ−シヨンフイルム製造法におけるフロストラインの自動調節 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂材料からフィルム又はシートを製造す
るインフレーシヨンフイルムの製造方法に関する。

フィルムは熱可塑性樹脂のチューブを連続的に押出しそ
のチューブを密閉された空気又はガスのバブルの周囲で
延伸し外部又は内部冷却手段で同時に冷却して製造され
る。特に本発明は調節区域が限定せられ、調節温度が定
められて調節区域に対しては可変的冷却手段を通して維
持せられ、これによりフィルムの品質の改良と生産速度
の増大が達せられるが如き方法に関するものである。

また本発明はチューブ状インフレーシヨンフイルム上に
調節フロストライン位置を限定し、かゝる位置を監視し
、可変的冷却手段を与えてそれからの片寄りを修正して
改良された成果をうることにある。ィンフレーシヨンフ
イルムの最終的な特性と品質は特に操業条件の周期的変
化によつて悪影響を受けるのであつて、押出される樹脂
に関しては完全な一定不変性に影響されることはない。

例えば押出装置の温度は固有の周期的性質をもつ傾向が
ある。また冷却源によるものか或いは周囲の空気からと
られるかいずれにせよ在来のフィルム冷却システムにお
いて周期的条件は発生するものである。さらにフィルム
押出機はしばしば濾過方式を必要とするが、これは徐々
に不純物で詰まり、フィルターを通過する樹脂に変動的
な影響特にメルトインデックスに変化を生じる。樹脂自
体は品質において全く不変ではないかも知れず、そして
メルトインデックスの価及び／また溶融温度は変化する
かも知れない。上記タイプの操業の不整合及び材料の変
化は、フィルムの平滑性が劣る（即ちフィルムにしわが
現れる）という意味で劣等の品質のフィルム並びにゲー
ジ輪郭が不均一なフィルムを製造することがありうる。

ゲージ輪郭は厚さを測定する装置及びシステムによつて
若干調節されることはできる。それはゲージ輪郭が悪化
したとき適切な調節がなされるように操業者に指示と警
告を与えるものである。しかしながら、操業条件が悪化
したときにはフイルムにしわが現れる。かくして操業者
に適切な修正をするに適した警告を与えるために、近づ
く条件悪化を予知する確実な調節装置は未だ開発されて
いない。熟練した操業者による綿密な注意をもつてして
も最高生産速度以上でフイルムの品質を調節することは
困難であつた。

周期的なそして／叉は変動的な操業条件に対する不正確
で不十分な管理のため、熟練した操業者によつて管理し
うると思われる製造範囲内で操業する時でもフイルムの
品質は期待できず、仕 許容の規定以下のことがある。
従つて本発明のインフレーシヨンフイルム製造方法はフ
イルムの品質及び／叉は特性に対するより精密なより正
確な調節をなしとげるものである。特に本発明は変動的
なそして／又は周期的な操業条件を自動的に平衡して調
節し製造されるフイルムに許容されうる水準の品質を保
持しつつ、押出速度の著るしい増大を可能ならしめそし
て／又は一貫して良質なフイルムを製造する方法を提供
するものである。本発明はフイルムの選択された調節範
囲の監視或いはそれと交替的にフイルムのフロストライ
ンの位置の監視とを含むインフレーシヨンフイルム製造
方法を提供する。

良好で最適の品質のフイルムが製造される条件をもたら
す調節温度又はフロストラインの位置は与えられた一連
の操業条件により決定される。監視装置から受けた信号
に応答して可変的冷却源装置が制御されて調節温度又は
調節位置を適用通り本質的に一定の操業条件として安定
にし維持する。このシステム調節はフイルム特性に対す
る正確な自動調節を提供する。フィルムの平滑性が損わ
れる条件の接近に対して従来は不充分な警告と予知のシ
ステムがあつたのであるが、本システム調節はこれに対
し迅速な修正の応答を提供する点で特に利益がある。特
に、本発明の好ましい具体化を図示する図面について述
べると、合成樹脂材料の形体のフイルムはホツパ一１２
を通り加熱された押出機１０に導入され、そこからフイ
ルムは熱で可塑化された状態で連接する導管１６を通り
、ダイヘツド１４に送り出される。

樹脂は連続的なチユーブ状フイノルム又はチユーブ状筒
１８となつてダイから出る。

チユーブは密閉されたバブルの周囲で延伸される。この
バブルは調節された量の空気又はガスをチユーブ内に導
入する制御された圧力管路２０により維持され補充され
る。へこみラツク２２及び協同するニツプロール２４と
２６はテユーブをダイヘツドから離れた区域で最終的に
へこませ平にする。この工程は又典型的な場合ニツプロ
ール２４と２６のかなたに設けられた駆動ロール（図に
ない）を含みチユーブをダイから前進させる引張力を提
供している。駆動ロールの速度はチユーブを縦に延伸す
るように調節され、そしてこの速度要因は他の調節要因
と共にこのチユーブの周辺のサイズ（即ちそれが膨張さ
れ、引張られ或いは維持されても押出されたサイズと同
一）を決定する。延伸の範囲は本来ダイヘツドと、２８
で示されるフイルムフロストラインとの間でおきる。フ
ロストラインの上方ではフイルムは凝固又は半凝固の状
態に進んでいる。温度感応装置３０はフロストライン２
８の下方ダイヘツド１４の上方にまたがる調節叉は目標
区域におけるフイルムの温度を読み取つて断えず監視す
るように調整されている。

フロストラインに近接するフイルム区域は予知叉は調節
区域としては良くない。これは多分フロストライン付近
のフイルムの結晶化の結果によるもので、そしてこれは
安定した温度の読み、即ち自動的に修正するよう調節シ
ステムが設計されている変化に対しその条件を充分子知
することができない読みを与えることになりやすい。し
かしながらフロストライン付近における結晶化の結果の
影響が少なく叉は全くないように予知に良好な調節区域
はダイから離れ、フロストラインから充分下方に間隔を
置かれた区域に存するであろう。温度感応装置によつて
生ずる信号或いはこの装置からの出力は電気の導線叉は
接続３４を通じコントローラー叉はコントロール機関３
２に、そしてまた電気の導線又は接続３８を通し温度読
み取り記録器３６に送られる。

温度読み取り器は信号をダイヤル読み取りに変換しかく
して調節区域における温度が操業中いかなる時でも数字
的に測定されることを可能ならしめる。コントローラー
の出力はそれと接続する空気導管又は電線４２を通しバ
ルブ位置決め装置４０を操作するように取付けられてい
る。

バルブ位置決め装置はちよう形弁４６を操作し位置を定
めている適当なリンク装置４４に接続している。ちよう
形弁は旋回又は回転できるように冷却空気又はガス供給
路４８の中に置かれており、供給路は送風機又はコンプ
レツサ一装置５０から、チユーブ１８の下端でダイヘッ
ド１４のちようど上に置かれた冷却リング５２に空気を
送る。このシステムは調節区域についての調節又は目標
温度の選定又は決定にかかつている。

それは経験的に最適な品質のフイルムを製造する与えら
れた一連の操業条件に到達することによつて決定される
のが最も便宜である。一連のこのような条件を決定した
とき調節区域の温度は調節温度として読みとられ確定さ
れる。ダイヤル読み取゛りは調節の操作に本質的ではな
いが、もし望まれるならば操業者が調節区域の温度を観
測して記録することを可能とする。コントローラーは感
応装置３０から受けた信号を調節温度或いはそれと同様
に予め定められた調節信号と継読的に比較するようにセ
ツトされている。もし信号が監視区域の温度が上昇して
いることを示す場合コントローラー３２はその差を観測
しバルブ位置決め装置４０に指令し、ちよう形弁を相応
して動かして冷却リング５２への逆風を増大し調節区域
の温度が指定された調節温度に達するまでそれを下げる
ことを可能とする。今度、調節区域の温度低下が感応さ
れたとき、コントローラーはちよう形弁４６を制御して
応答し冷却リング５２への冷却空気の送風又は出力を減
少させる。必然的に無感応点即ち安定した温度条件を読
み取るときのバルブがとる位置はちよう形弁の最大開放
点と最大閉鎖点との中間点にある。本発明はまた調節標
識としてフロストラインの高さ又は位置を利用すること
によつても実施されることができる。監視装置はフロス
トラインの高さを視覚又は他の方法で読み取りそしてそ
れからの片寄りを示す信号を発するように改造されよう
。調節フロストラインの位置は以前のようにして即ち経
験的に操業して良質のフイルムが製造される与えられた
一連の条件を限定し、次いで調節位置をかかる条件下で
フロストラインが存する位置として定めることができる
。監視装置から出る信号はコントローラーに送られ調節
信号と比較される。それから必要な場合供給路４８を通
る冷却空気の供給を制御する修正の処置がとられ、これ
によりフロストラインの位置を維持し安定する。本発明
において教示される調節方式はインフレーシヨンフイル
ム製造方法によるフィルム形成合成樹脂からのフイルム
の製造に広く適用可能である。

典型として本方法により製造されるところのフイルム形
成材料の代表例は、ポリエチレン又はエチレンと他の共
重合剤例えばポリエチレン、アクリル酸又はアクリル酸
エチルとの公知の共重合体、ポリプロピレン又は公知の
その共重合体、フイルム形成ポリエステル、ポリスチレ
ン又は公知のその共重合体、例えばポリ塩化ビニルサラ
ンＲの如きビニル類、又はフイルム形成ポリアミドであ
る。本発明での使用に適する監視装置は、特に合成樹脂
材料の非常に薄くて繊細なウエブに適用可能な光高温計
叉は放射温度計、ＦｅａｔｈｅｒｓｅｓＯｒタイプの熱
電対又は電熱調節器の如き熱感応装置であろう。

調節が調節されたフロストラインの位置を基準とすると
き、フロストラインの位置を読み取りそして源からの冷
却空気の供給を制御するための信号を発生させるために
くもり測度計が使用されることができる。コントローラ
ー３２は監視装置３０からの入力信号を調節信号と比較
し調節信号と関係して入力信号のいかなる片寄りにも比
例する出力信号を供給するように取り付けられている。

バルブ位置決め装置４０は入力信号、それ又はバルブタ
イプに利用されるスペースによつて電気又は空気で駆動
されることができる。

ちよう形弁は他の調整弁タイプ或いは冷却リング５２に
供給される冷却ガス又は空気の流れ（又は温度）を制御
するために取付けられた他の装置におきかえられること
ができる。送風機は、与えられたいかなるインフレーシ
ヨンフイルム製造方法又は選択された樹脂に対しても必
要とされる冷却された叉は周囲のガス又は空気を供給す
ることができる。冷却リング５２は監視区域のフィルム
温度に最も効果的な影響を及ぼすことができる位置又は
フロストラインの高さにおかれる。空気リングは図面に
示されているようにダイヘツド１４に近接して置かれる
のが好ましい。他の冷却装置は冷却リング５２におきか
えられ又はそれと一緒に使用されることができる（即ち
内部に置かれた冷却装置の如く公知の各種のタイプのも
の）。公知のインフレーシヨンフイルム製造方法の中あ
るものは、上述の教旨をこのような方法に適用するため
には若干修正を必要とするような操業方式を含むものが
ある。

例えば回転ダイヘツド、或 ５いは回転巻取装置叉は同
様物（即ちチユーブ１８を連続的に回転するためのもの
）はしばしばある樹脂そしてある最終製品を製造するた
めにインフレーシヨンフイルム製造方法に使用されてい
る。上記の方法は本質的に修正なしに上記と同様な調
１（節手順で回転インフレーシヨンフイルム製造方法に
使用されることができ使用されてきた。しかしながらあ
る条件の下では回転するチユーブのいくつかの調節区域
を読み取り監視すること、そして／又監視区域の温度を
平均化するために積算計を １！用いること、そして／
又特定の間隔をおいて、例えばある特定のフイルム系列
において望ましく又有利であると見られているように、
フイルムが完全に一回転した毎に冷却変化を制御するこ
とが望ましい。
２上記で明らかに記述されたフイルムの特性叉は
品質の調節に加えて、調節温度及び／又は調節フロスト
ラインの位置が又引き裂き強度及び衝撃強度特性並びに
フイルムの収縮性に関するようなフイルムの品質を一貫
して達成するのに有利な影響２を及ぼすように定められ
ることができる。実施例 １ 記述された発明は直径２０インチのダイヘツドを有する
ポリエチレンの「回転チユーブタイプ」のインフレーシ
ヨンフイルム製造方法に用いられ５た。

登録商標１ｒｃ０ｎｍ０ｄ１１ｎｅの非接触光高温計（
放射温度計）、″ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｅｒｉｅｓ３
４Ｏ『゛がフイルムの温度を感応し監視する器具として
用いられた。調節範囲はフロストラインよりも少くとも
３インチ下で最適にはフロストラインより約５９インチ
下そしてダイヘツドより少くとも６インチ上と定められ
た。約２４０ＣＦの調節温度が設けられた。登録商標１
ｒｃ０ｎ比例動作コントローラー０１ｎｓｔｒｕｍｅｎ
ｔＳｅｒｉｅｓｅ３４００″が使用された〇これは光高
温計の電気出力を継続的に受け比例的・に空気の出力に
変え、空気出力は積分動作ちよう形弁を有する空気ピス
トンモーターを調節する。後者のユニツト又は組立品は
″ＶａｌｔｅｋＶｅｃｔＯｒＯｎｅＢｕｔｔｅｒｆｌｙ
Ｖａｌｖｅ″の商標で市販されている。約１５００ＣＭ
Ｆ（立方米／分）能力の送風機が使用され、た〜ちよう
形弁の制御位置によつて制御されるだけで能力ーぱいに
操作される。第１表は調節状態と非調節状態とを比較し
た結果を要約したものである。ここにおいて「最高速度
」とは可能なフイルム生産の達成可能な最高速度をいい
、営業的操業にとつて実際的なものではない。そして「
最高優良生産］とは許容可能なフイルム平滑性基準なら
びにゲージ輪郭に準拠し「優良な」フイルムが生産され
る最高速度をいう。後者の数字はポンド／時で示される
。実施例 ２ 本発明の調節方法はまた直径３０インチのダイを有する
より大量のポリエチレンィンフレーション方式叉は生産
ラインでテストされる。

この方式も同じく回転チユーブタイプである。これを行
うための調整方法と装置は本質的に上記と同一である。
調節温度と調節区域は実施例１と殆んど同一である。「
無調節の状態」と比較して生産能力の著るしい増大が本
テストにおいても示された。その結果は下表の通りであ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の具体例を示す概略図である。 １０・・・押出機、１２・・・ホツパ一、１４・・・ダ
イヘツド、１６・・・導管、１８・・・チユーブ、２０
・・・圧力管路、２２・・・へこみラツク、２４，２６
・・・ニツプロール、２８・・・フロストライン、３０
・・・温度感応装置、３２・・・コントローラー、３４
・・・電気の導線叉は接続、３６・・・温度読み取り記
録器、３８・・・電気の導線又は接続、４０・・・バル
ブ位置決め装置、４２・・・空気導管又は電線、４４・
・・リンク装置、４６・・・ちよう形弁、４８・・・冷
却空気叉はガス供給路、５０・・・送風機又はコンプレ
ツサー装置、５２・・・冷却リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ チューブ状フィルムのフロストラインと押出ダイヘ
   ッドとの間に広がつている調節区域中のチューブ状フィ
   ルムの温度を監視する工程、その調節区域は熱可塑性フ
   ィルム材料の結晶化による影響を少なくするようにフロ
   ストラインから離れており、そして十分に間隔を置いて
   いる；調節区域の調節温度を定める工程；監視温度を調
   節温度と比較する工程；及び監視温度に反応して調節区
   域で押出ダイヘッド上部のフィルム周辺の温度を調節し
   、インフレーシヨンフイルムの調節区域の温度を実質的
   に一定に安定する工程とからなることを特徴とするフィ
   ルムを形成する熱可塑性合成樹脂材料の連続的チューブ
   を押出し、チューブ状フィルムを密閉された空気又はガ
   スのバブルの周囲で延伸するインフレーシヨンフイルム
   製造方法。 ２ 上記温度調節工程が、押出ダイヘッド上部の調節区
   域に定置された空気リングを通る冷却ガス又は空気の流
   速を変化することからなる特許請求範囲第１項記載の方
   法。