(57)【特許請求の範囲】
【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、樹脂発泡体を構成部材として含む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。
【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樹脂発泡体を構成部材として含む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。
【請求項３】
前記樹脂発泡体がシリコーン樹脂、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。
【請求項４】
バブル安定体を保持する支柱（１）に、支柱の伸縮機構もしくは支柱上を接触部を移動させる機構を設けることにより、接触部の高さを変更させることができる機構を有することを特徴とする請求項２または３に記載のバブル安定体。
【請求項５】
前記安定体を、樹脂発泡体を熱伝導率の小さいグラスウールからなる内層と外層の間に挟んだ構造とすることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のバブル安定体。
【請求項６】
前記安定体が、複数個のドーナツ型の樹脂発泡体からなる弾性体からなる構造とすることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のバブル安定体。
【請求項７】
前記安定体が、複数個の球状の樹脂発泡体からなる弾性体からなる構造とすることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のバブル安定体。
【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６２−６４５２４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、樹脂発泡体を構成部材として含む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樹脂発泡体を構成部材として含む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２５〜７０ｍ／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５０ｍｍ、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２２３ｇ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１５ｋｇ／ｈｒ  とした。更に、くびれ部をダイス上面から４００ｍｍ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２８．６ｋｇ／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７０ｍ／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】
0003549925.tif 000002
【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
【図１】
0003549925.tif 000003
【図２】
0003549925.tif 000004
【図３】
0003549925.tif 000005
【図４】
0003549925.tif 000006