JPS6334119A - 管状フイルムの製法 - 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法に関するもので
ある。さらに詳しくいえば、本発明は、空冷インフレー
ション法によりポリオレフィン系樹脂の管状バランスフ
ィルムを成形する際に、たて方向及び横方向にバランス
のとれた強度を示すフィルムを得るための改良方法に関
するものである。

従来の技術 近年、空冷インフレーション法によって横方向の分子配
向を高め、たて方向と横方向の強度をバランスさせたポ
リオレフィン系樹脂特に高分子量の高密度ポリエチレン
のフィルムは、いわゆるバランスフィルムとして包装用
、農業用及び産業用資材として広く利用されている。こ
の場合、横方向の分子配向を高めるには、環状ダイがら
押出された溶融樹脂管状体を該ダイの口径に近い径を保
つたまま上昇させ、所定の高さに達したところで膨張さ
せるが、その膨張が開始する位置すなわち膨張開始点が
ダイ表面から離れているほど、また膨張比（ダイ口径に
対する膨張後のバブル径の比）が大きくなるほど横方向
の分子配向が高くなり、たて方向の強度とバランスする
ようになる。このため、強度のバランスをよくし、かつ
フィルム全体の衝撃強度を高めるには、膨張比を大きく
するか、あるいは膨張開始点を高くしなければならない
が、このようにすると膨張後のバブルの左右の揺れや上
下の揺れが著しくなり、得られるフィルムにしわ、たる
み、折中変動を生じ品質低下の原因になる。このような
膨張後のパルプの揺れを抑制し、前記のトラブルの発生
を防止するために、これまでバブルのくびれ部分を、ダ
イの口径より小さい直径をもつマンドレルに接触させる
方法（特公昭５５−２１８０号公報）、ダイの中心部に
立設した支柱の、バブルが冷却固化し始める位置にダイ
口径よシ大きい直径のマンドレルを配置する方法（特公
昭５５−１２３６７号公報）、マンドレルの下端部及び
上端部の径、これをダイに取り付ける円形基部の径を規
制し、マンドレルの円周側面に沿ってバブルを上昇させ
、上端部に至る前に急膨張させる方法（特公昭５９−５
４０８号公報）、ダイのリップ径に対し、１．０１〜１
．２倍の径と十分な長さを有し、かつ表面が粗面化され
た金属製中空円筒部を有するマンドレルの円筒部表面に
溶融樹脂管をくびれが起る前に接触させ、円筒部表面上
で膨張を開始させる方法（特公昭５９−１３９６４号公
報）などが提案されている。

発明が解決しようとする問題点 このように、これまでマンドレルを用いてバブルを安定
化し、品質を向上させる空冷インフレーション法が多数
提案されているが、これらの方法では、いずれも管状体
の膨張開始点ないしはくびれ部をマンドレルすなわち安
定体の表面に接触させているため、たてと横の強度のバ
ランスが低下するのを免れず、高強度フィルムを得るこ
とが困難である上に、マンドレル自体のバブル安定化効
果も十分に発揮されていないという欠点があった。

ところで、最近、インフレーション装置の高性能化によ
り、高吐出量で生産するようになって、溶融樹脂管状体
を空冷するのに必要な空冷リングから空気吹出量が多く
なり、そのため管状体及びバブルに対する風圧の増大に
よるバブルの揺れが起りやすく、吐出、ｉｔ高くして生
産できないという問題がある。特に膨張比を大きく成形
する場合に空気吹出量の増大によってバブルの横揺れ、
膨張開始点の上下動が起りやすく、実用に供し得る製品
を天遺し得ないことが多い。バブルの横揺れ、膨張開始
点の上下動はフィルムのしわ、たるみ、折中変動になっ
て現われるが、このようなフィルムの品質に影響を与え
るものにバブルの雰囲気温度がある。昼間、膨張開始点
の位置をセットしても夜中に雰囲気温度が下降するとそ
の位置が下がり、そのため折中が減少し、厚みが増加・
して品質が一定しないという欠点もある。

本発明の目的は、このような従来のインフレーション法
における欠点を克服し、成形開始時あるいけ成形途中で
フィルムの寸法を変化させた場合などにおいても、パズ
ルの揺れが少なく短時間にバブルを安定化するなど、バ
ブル安定化効果が大きく、声て方向及び横方向にバラン
スのとれた強度を示す高品質のポリオレフィン系樹脂の
管状フィルムを高速で生産性よく製造しうる方法を提供
することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、空冷インフレーション法における操作条
件について種々検討した結果、環状ダイから押出され庭
ポリオレフィン系樹脂管状体をグイ口径とほぼ等しい径
で上昇させたのち膨張させてバランスフィルムを成形す
る際に、ダイと膨張開始点の間の管状体の揺れを防止す
るマンドレルを使用することが膨張後のバブルを安定化
するのに有効であること、及び膨張開始点で接触させず
に、その前後において接触させるような構造のマンドレ
ルを併用すると膨張後のバブルの安定化効果があること
、さらにそれぞれのマンドレルに通気孔を設けておくと
バブル内各部の圧力が均一になり、成形開始時あるいは
成形途中でフィルムの寸法を変化させた場合などにおい
ても、バブルの揺れが少なく、短時間にバブルが安定化
することを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至った。

すなわち、本発明は、ポリオレフィン系樹脂を空冷イン
フレーション法により管状ダイと同軸に配置した安定体
に該樹脂管状体を接触させながら、管状フィルムを成形
するに当り、該ダイと膨張開始点との間の適所に設けら
れた、該ダイの口径の１．０〜１．５倍の外径で、通気
孔をもつ第一マンドレルと該管状体とを接触させ、さら
にその第一マンドレルよりも引取り側に設けられた、該
管状体とその膨張開始点の前後においてのみ接触し、膨
張開始点では接触していない外縁部を有し、その膨張開
始点の前の外縁部の外径が該ダイの口径の１．０倍以上
で、通気孔をもち、かつその膨張開始点の後の外縁部の
外径が、該ダイの口径の１．０倍以上で、通気孔をもつ
第二マンドレルとに該管状体を接触させながら膨張させ
ることを特徴とする管状フィルムの成形方法を提供する
ものである。

ここでいう膨張開始点とは管状ダイから押出され次溶融
樹脂管状体をダイ口径とほぼ等しい径で、あるいはわず
かに拡径又は縮径しながら引取り膨張する際に、管状体
が急激に拡径しはじめる点のことをいう。

次に添附図面に従って、本発明の実施態様を具体的に説
明する。第１図は、本発明の実施態様の１例を示す要部
の断面図であり、押出機に接続された環状ダイｌの同軸
上に上端部と下端部付近に空気循環用の開口部を有し、
かつ空気吹込管２と連通している中空状支柱６をネジ嵌
合で立設し、該支柱に上下移動可能な第一マンドレル４
を取付ける。ここで取付ける第一マンドレル４は外径が
ダイ口径の１．０ないし１．５倍であって円筒状、円柱
状、円錐状、円板状などの構造を有し、かつ通気孔１５
ｉｉしている。取付ける位置はダイに近いほどバブル安
定化効果が大きく、フィルムの物性バランス化への悪影
響が小さくなるが、ダイ出口からの溶融樹脂管状体を引
上げる作業が容易にできかつ、マンドレルの中央部に空
冷リングから冷却気流の中心があたる位置が好ましい。

この第一マンドレルがダイと膨張開始点９との間にあっ
て溶融樹脂管状体に接触し、揺れをなくすことにより膨
張後のバブルを効果的に安定化する。第一マンドレル４
の外径は大きいほどバブル安定化効果が大きいが、成形
ダイ口径の１．５倍を超えると安定製膜が困難になる上
に、フィルムの物性バランスが低下する。好ましい外径
はダイ口径の１．０５ないし１．３倍である。なお、本
発明は第１図に示すように支柱６と第一マンドレル４の
組合せのみに限定されるものでなく、両者を一体化した
ものも使用し得る。また、第一マンドレルの数は単数で
ある必要はなく、複数のマンドレルを使用することもで
きる。支柱６は、空気吹込管２と連通し、バブル内に空
気を注入できるような構造を有している。

次に第一マンドレルの上部の支柱に第二マンドレル５を
あらかじめ定められた膨張開始点の位置に非接触部がく
るように取付ける。第二マンドレルは膨張開始点の前後
に接触する部分１３．１４と膨張開始点９に接触しない
部分とから成る、接触する部分１３．１４の外径がダイ
口径の１．０倍以上で、かつ通気孔１６ｉ有したマンド
レルである。

各マンドレルの通気孔は、バブル内各部の圧力を均一に
できればよく、孔の数、大きさについては特に制限はな
い。通気孔を通じてバブル内の気体が容易に流動し、バ
ブル内各部の圧力が均一になるために、成形開始時や、
成形途中にフィルムの寸法を変化させた場合などにおい
てバブルの揺れが少なく、短時間にバブルを安定化する
ことになる。

第２図ないし第４図は、本発明で用いる第二マンドレル
の異なった形状のものを示す側面図、第５図は従来例の
側面図である。これらはいずれも一体止したものである
が、複数のマンドレルを組み合わせてもよい。

第二マンドレルの膨張開始点前後の接触部分１３．１４
の外径は、ダイ口径の１．０倍以上であるが、管状体の
接触通過がスムースに行われ、成形の安定性、バブルの
安定化及び膨張開始点の上下動抑制効果の点から、膨張
開始点後の接触部分１４の外径は、膨張開始前の接触部
分１３の外径と同等かより大きくした方が好ましい。

該膨張開始点前の―触部分の外径は原料樹脂及び成形条
件によって選択しなければならない。その選択の方法と
して第二マンドレルを除いて成形した場合の膨張開始点
における管状体の径を求めその径の１．２倍前後を第二
マンドレルの膨張開始点前の接触部分の外径とすること
が好ましい。なお、インフレ成形の立上シ時ＧＩ！ニマ
ンドレルに管状体が接触すると管状体は急冷される友め
、バブルが不安定になるが、マンドレル自体の温度が上
昇し、管状体の温度に近づくにつれ、バブルが安定化す
る。したがって、第一マンドレル、第二マンドレルとも
熱容量が小さくなるように、厚さを薄くしたり、肉を削
って重量を軽くしたものが好ましい。

次に、フィルムを成形する方法を説明する。支柱６の上
端開口部を閉じ、孔７ｔ−開口のま＼空気吹込管２から
空気を空間１１に供給するとともに環状ダイｌから溶融
樹脂管状体８を押出す。管状体８は空冷リング３から吹
出す空気流によって冷却されながら、孔７から供給され
る空気圧によって拡径しながら、第一マンドレル及び第
二マンドレルを通過させたのち、支柱６の上端開口部を
開口し、空気吹込管から供給される空気を空間１１゜１
２に吹込みながら拡径する。拡径した管状体全引取機ピ
ンチロールにてピンチする。次に膨張開始点の位置を空
冷リング３からの冷却空気量を調節しながら第二マンド
レルの中央部へ移動する。

そうすると管状体は第一マンドレル４を接触通過し膨張
開始点の前後は第二マンドレルに接触し、膨張開始点は
第二マンドレルに接触しない状態で膨張される。このよ
うにして管状体が第一マンドレル及び第二マンドレルを
接触通過させることによシ、膨張後のバブルの揺れが急
になくなり、極めて安定に成形できるようになる。ま念
吐出量金増やしても、空冷リング３からの冷却空気量の
増大によるバブルの揺れも抑えることができるよりにな
り、生産性を高めることができる。

また、成形途中でフィルムサイズを大きくするために、
吹込管２より空気を空間１１、及び１２に供給すると、
各マンドレルの通気孔１５　、１６を通過して極めて短
時間にバブル内各部の圧力が均一化するために、はとん
どパズルの揺れが発生しない。逆に成形途中でフィルム
サイズを小さくするために、フィルムＩＩＣ穴を開けて
空気金抜く場合も各マンドレルの通気孔１５．１６によ
り、極めて短時間にバブル内各部の圧力が均一化するた
めに、＃１とんどバブルの揺れが発生せず、生産性を高
めることができる。

本発明において用いられるポリオレフィン系樹脂として
は、低密度、中密度又は高密度ポリエチレン、ポリプロ
ピレンのようなホモポリマー、エチレン又はプロピレン
と他の単量体とのコポリマーなどを挙げることができる
が、これらの中で溶融時の粘度が高く、溶融張力が大き
い樹脂はど好ましい結果が得られるので、ポリエチレン
が好適である。

本発明方法は、約３μの薄肉フィルムから１５０μの厚
肉フィルムまで広範囲にわたって適用される。特に、有
効なのは折径の小さい薄膜フィルムで、膨張比３．８以
下、厚さ約２０μ以下の高密度ポリエチレン又は高密度
ポリエチレンを主体とするプラスチックのフィルムであ
る。

発明の効果 本発明によると、特定の形状及び大きさを有し、かつ通
気孔をもつ複数のマンドレルを使用することにより、膨
張後のバブルの揺れが少なくなり、安定化する上ｋ、吐
出量を増加しても空冷リングからの冷却空気量の増大に
よるバブルの揺れを抑制することができ、また、成形開
始時あるいは成形途中にフィルムの寸法を変化させる場
合などにおいても、バブルの揺れが少なく、短時間にバ
ブルを安定化しうるので、高品質のフィルムを高い生産
食で製造することかで′きる。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ ５（ＩＩＩφの押出機に接続したグイ径７５朋φ、ギャ
ップ１．２關のダイの中央に第１図に示すマンドレルを
立設した。第一マンドレルは外径８０１１φ、長さ８０
ｕ、外周の表面に円周方向に深さ１．２鴎、２．０ｍ１
ｍ間隔の溝をつけたアルミニウム製マンドレルを、第二
マンドレルは膨張開始点前の接触部が厚さ３．０ｆｉ、
外径７８絽φのアルミニウム製円板２枚と膨張開始点後
の接触部が厚さ３．Ｏｎ、外径９５鶴φのアルミニウム
製円板１枚とを６０１１ｍの間隔で取付けたマンドレル
を使用した。

各マントノルには、直径１５ｍ１の通気孔３個金有して
いる。原料として高密度ポリエチレンサンチックＨＤＦ
１８０（Ｍ工：　０．０６密度：　０．９５２　）を用
い、次の成形条件で成形した。樹脂温度：２１５℃、フ
ィルム厚み：１８μ、膨張比：　３．６　（フィルム折
中４２４１ｆｌｌ）、膨張開始点の高さ：ダイ表面から
６５０鵡。

押出量は２５に９７Ｈからスタートし、徐々に押出ｉｔ
増やし、バブルが安定して高品質フィルムが得られる最
大の押出量を求めたところ、４５．５に９／Ｈであった
。

次に、４３に９／Ｈの押出量で２４時間連続して成形し
たところ、フィルムの品質にほとんど変動がなかった。

また、成形をスタートしてバブルが安定して高品質フィ
ルムが得られるまでの時間は５分間であった。

比較例１ 実施例１で用いたマンドレルを取除き、第５図に示す円
錐型アルミニウム製マンドレルを膨張開始点がその中央
部になるように立設した。このマンドレルの下端部の外
径は５７籠φ、上端部の外径は８２０φである。成形条
件を実施例と同様にして成形したところ、成形スタート
後、バブルが安定して高品質フィルムが得られるまでの
時間は１５分間であった。そして高品質フィルムが得ら
れる最大押出量は４０．８にｐ　／　Ｈであった。２４
時間連続成形して折中変動は４２４ｍ−、平均厚みの変
動は１８μ−となり、品質の変動が激しかった。

実施例２ 実施例１で使用した原料、製膜機、安定体を用い押出’
Ｍ　２５　Ｋｐ／Ｈｒの押出量で、厚み１８μ、折中４
２４ｆｌのフィルムを１時間成形後、バブル内に圧力５
に９／−の空気を所定量流入し、厚み１４μ折径５５０
ｍのフィルムを成形したが、空気流入時にバブルはほと
んど揺れなかった。また空気流入停止後も鳳めて安定に
製膜することができ、不良品の発生はなかった。

比較例２ 比較例１で使用し念原料、製膜機、安定体を用い押出量
２５に９／Ｈｒの押出量で、厚み１８μ、折中４２４１
１Ｉ１１のフィルムを１時間成形後、バブル内に圧力５
にｐ　／　ｃｎｌの空気を所定量流入し、厚み１４μ、
折中５５０ｆｉのフィルムを成形したが、空気流入時に
バブルが揺れ、空気流入停止後約１分でバブルが安定し
た。したがって、約３分間所定の製品が得られなかった
。

実施例３ 実施例２と同様にして、厚み１４μ、折径５５０ｎのフ
ィルムを１時間成形後、ナイフでバブルに長さ約２０ｆ
ｉの穴を開けて空気を流出させ、厚み１８μ、折径４２
４鴎のフィルムを成形したが、空気流出時にバブルの揺
れはほとんどなかった。また、空気流出停止後も極めて
安定に製膜することができ、不良品の発生はなかった。

比較例３ 比較例２と同様にして、厚み１４μ、折径５５０誌のフ
ィルムを１時間成形後、ナイフでバブルに長さ約２０誌
の穴を開けて空気を流出させ、厚み１８μ、折径４２４
ｆｉのフィルムを成形したが、空気流出時にバブルが揺
れ、空気流出停止後約３０秒でバブルが安定した。した
がって、この約２分間所定の製品が得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管状フィルム製造装置の要部の断面図
、第２図、第３図及び第４図は本発明において使用され
る第二マンドレルの異なった例の側面図、第５図は従来
の金属マンドレルの側面図である。 図中符号ｌは環状ダイ、２は空気吹込管、３は空冷リン
グ、４は第一マンドレル、５は第二マンドレル、６は中
空状支柱、８は管状体、′９は膨張開始点、１３．１４
は第二マンドレルの膨張開始点前後で接触する部分、１
５．１６は各マンドレルの通気孔である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ポリオレフィン系樹脂を空冷インフレーション法に
   より管状ダイと同軸に配置した安定体にその樹脂管状体
   を接触させながら、管状フィルムを成形するに当り、該
   ダイと膨張開始点との間の適所に設けられた、該ダイの
   口径の１．０〜１．５倍の外径で、通気孔をもつ第一マ
   ンドレルと該管状体とを接触させ、さらにその第一マン
   ドレルよりも引取り側に設けられた、該管状体とその膨
   張開始点の前後においてのみ接触し、膨張開始点では接
   触していない外縁部を有し、その膨張開始点の前の外縁
   部の外径が該ダイの口径の１．０倍以上で、通気孔をも
   ち、かつその膨張開始点の後の外縁部の外径が、該ダイ
   の口径の１．０倍以上で、通気孔をもつ第二マンドレル
   とに該管状体を接触させながら膨張させることを特徴と
   する管状フィルムの製法。