(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル状物及び（又は）異物を含むポリエチレン系樹脂を１１５〜１９０℃の温度で押出機より溶融状態で押出し、次いで高粘度樹脂溶融体輸送用ギヤーポンプにより該溶融ポリエチレン系樹脂を、繊維径が１〜１００μｍの金属微細繊維からなる厚さ０．１〜１０ｍｍの不織布の少なくとも一層と、この不織布層の片側又は両側に設けた金属メッシュ層とからなり、かつ不織布層と金属メッシュ層とは互いに一体内に焼結されている焼結体フィルターに圧送し通過させて該ゲル状物及び異物を除去し、次いで、環状ダイより該溶融ポリエチレン系樹脂を１５０〜２２０℃の温度で押出して溶融状のチューブラーフィルムとし、次いでこれを冷却固化させることを特徴とする、ゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法で製造したゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルム。
【請求項３】
ポリエチレン系樹脂を溶融するための押出機と、押出された溶融ポリエチレン系樹脂を圧送するための高粘度樹脂溶融体輸送用ギヤーポンプと、ギヤーポンプにより圧送された溶融ポリエチレン系樹脂を通過させると共にゲル状物及び（又は）異物を除去するための、繊維径が１〜１００μｍの金属微細繊維からなる厚さ０．１〜１０ｍｍの不織布の少なくとも一層と、この不織布層の片側又は両側に設けた金属メッシュ層とからなり、かつ不織布層と金属メッシュ層とは互いに一体内に焼結されている焼結体フィルターと、溶融ポリエチレン系樹脂から溶融状のチューブラーフィルムを押出すための環状ダイと、溶融状のチューブラーフィルムを冷却するための冷却デバイスを順次に配置してなる、ゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルムの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルムの製造方法及びその製造装置に関する。
このように製造されたポリエチレン系樹脂チューブラーフィルムはゲル状物及び（又は）異物を含まないので高品質であり、食料品、果物、野菜、花卉、魚貝類、穀物、衣料品、機械、電子部品、薬品、プラスチック、化成品、肥料等の各種物品の包装資材として利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエチレン系樹脂を押出機中で溶融混練し、次いで、環状ダイから溶融状態のチューブラーフィルムとして押出し、空気又は水で冷却し、固化したチューブラーフィルムを得る方法は公知技術であり、広く行われている。
しかしながら、原料のポリエチレン系樹脂の製造時に異常反応が起こった場合、架橋反応が局部的に進行し、微量ながら、直径０．０１〜２ｍｍの架橋体（これをゲル状物という）が生成する。この架橋体は、ポリエチレン系樹脂の大部分が加熱により溶融するにもかかわらず、溶融しないで環状ダイより押出されるので、環状ダイの表面に付着し、チューブラーフィルムの表面にすじをつけて不良品としたり、又はチューブラーフィルム中に入っていった場合には、フィシュアイとして不均一なフィルムとなり、不良品となる弊害が生じる。
一方、ポリエチレン系樹脂はポリエチレン系樹脂の製造工程においてパイプ、貯蔵タンク、ポンプ、空気、水等に接触したり、輸送用のコンテナー、紙袋等に入れられ、加工工場でコンテナー、紙袋等からあけられ使用されるが、これらの場合において金属粉、無機物粉、紙くず、糸くず、空気中のほこり等の異物が混入することがあり、これらもゲル状物と同様に悪い作用を及ぼし、チューブラーフィルムを不良品とする弊害が生じる。
従来、これらのゲル状物及び（又は）異物がポリエチレン系樹脂中に混入しないようにするため、重合条件を厳密にコントロールしたり、輸送工程、貯蔵工程で異物が混入しないように、装置の製作時に残存する金属粉を完全に除去したり、装置内面の浄化を十分に行ったり、コンテナー、紙袋等が呼吸することにより外部から異物が入らない構造としたり、紙袋の開封時に紙からのファイバー、糸くず等が混入しないような形態としたりする等、対策がとられてきたが、完全に混入を防止することは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ポリエチレン系樹脂中にゲル状物及び（又は）異物が微量混入していても、これを完全に除去し、高品位のポリエチレン系樹脂で作ったチューブラーフィルムが製造できる方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ポリエチレン系樹脂中のゲル状物及び異物を除去するため、まず初めに、焼結体フィルターのみを使用して実験を行ったが、しかしこの方法はゲル状物及び異物は除去できたが、焼結体フィルターにより大きな抵抗を生じ圧力損失が甚だしく、電力消費の点でコストアップとなり、生産性も低下し、実用的ではなかった。これを解決するため、一般に、高粘度流体輸送用としてよく知られているギヤーポンプを焼結体フィルターの前に設置することにより圧力損失の補償を行わせればよいことに想到し、本発明を完成させた。
【０００５】
【発明の概要】
すなわち、本発明は
（１）ゲル状物及び（又は）異物を含むポリエチレン系樹脂を１１５〜１９０℃の温度で押出機より溶融状態で押出し、次いで高粘度樹脂溶融体輸送用ギヤーポンプにより該溶融ポリエチレン系樹脂を、繊維径が１〜１００μｍの金属微細繊維からなる厚さ０．１〜１０ｍｍの不織布の少なくとも一層と、この不織布層の片側又は両側に設けた金属メッシュ層とからなり、かつ不織布層と金属メッシュ層とは互いに一体内に焼結されている焼結体フィルターに圧送し通過させて該ゲル状物及び異物を除去し、次いで、環状ダイより該溶融ポリエチレン系樹脂を１５０〜２２０℃の温度で押出し溶融状のチューブラーフィルムとし、次いで冷却固化させることを特徴とするゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルムの製造方法、
（２）上記の方法で製造したゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルム、及び
（３）ポリエチレン系樹脂を溶融するための押出機と、押出された溶融ポリエチレン系樹脂を圧送するための高粘度樹脂溶融体輸送用ギヤーポンプと、ギヤーポンプにより圧送された溶融ポリエチレン系樹脂を通過させると共にゲル状物及び（又は）異物を除去するための、繊維径が１〜１００μｍの金属微細繊維からなる厚さ０．１〜１０ｍｍの不織布の少なくとも一層と、この不織布層の片側又は両側に設けた金属メッシュ層とからなり、かつ不織布層と金属メッシュ層とは互いに一体内に焼結されている焼結体フィルターと、溶融ポリエチレン系樹脂から溶融状のチューブラーフィルムを押出すための環状ダイと、溶融状のチューブラーフィルムを冷却するための冷却デバイスを順次に配置してなる、ゲル状物及び（又は）異物を含まないポリエチレン系樹脂チューブラーフィルムの製造装置に関する。
【０００６】
【発明の具体的な説明】
本発明において、ゲル状物とは、ポリエチレンの重合反応時に異常反応によって局部的に架橋反応が進行し、直径０．０５〜２ｍｍの球状又は回転楕円体状の熱によって溶融されず、かつ、押出機中の加熱混錬によっても小さな粒子に分割されないポリエチレン架橋体をいう。このものは、インフレーションフィルム中に残存した場合、魚の目（フィッシュアイ）状にフィルムの内部又は表面に分散しており、光学的屈折率がフィルム部分と異なって大きく、特に表面に存在しているものは表面に球面として盛りあがっているので、フィルムの手ざわりや見かけを著しく悪くするので、除去する必要がある。
【０００７】
本発明において、異物とは、ポリエチレンの製造工程、輸送工程等、例えばパイプ輸送ライン、貯蔵タンク、輸送用フレキシブルコンテナー、輸送用アルミニウムコンテナー、輸送用紙袋、輸送用ポリエチレン袋等に接触、充填、排出したりするとき、混入する直径０．０１〜５ｍｍの金属、無機物、セラミックス、繊維、紙等の粒子又は破片をいう。これがフィルムに入っていくと表面に凹凸部を形成し、フィルムの光学的特性を不均一とし、商品価値をなくするので除去する必要がある。
【０００８】
本発明において、ポリエチレン系樹脂とは、高圧法低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度エチレン−α−オレフィン共重合体、超低密度エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、アイオノマー等を意味する。
【０００９】
本発明において、ゲル状物及び異物を含むポリエチレン系樹脂は１１５〜１９０℃で押出機より押出される。１１５℃未満では均一に流動できる粘度に溶融できず、１９０℃以上では熱分解が一部で進行し、品質を低下させるので望ましくない。
【００１０】
本発明において、高粘度樹脂溶融体輸送用ギヤーポンプとは、ポンプ本体内に相互に外回りに回転するギヤーが対設され、その周辺部に圧縮部（空間）が設けられた構造となっており、従って押出機からくる高粘度のポリエチレン溶融体を、脈動させることなく、高圧で、高吐出量でかつ定量で次工程の焼結体フィルター部門に押出すことができる装置であり、例えば、ＭＡＡＧ社のｅｘｐａｃ型、川崎重工社のＫＨＰ・ＢａＳ型、ゼニスポンプ社のＨＬＢ型等として市販されている。
このギヤーポンプを使用しないと、ゲル状物や異物がつまった焼結体フィルターの高い抵抗に対抗してダイよりポリエチレン系樹脂溶融体を押出すことが困難となり、低生産性となり、工業的生産は不可能となる。
【００１１】
本発明において、焼結体フィルターとは、繊維径が１〜１００μの金属微細繊維からなる厚さ０．１〜１０ｍｍの不織布を少なくとも一層有し、その片側又は両側に金属メッシュ層があってもよく、不織布層と金属メッシュ層は多層の組合せとなっていてもよく、不織布のみ又は不織布と金属メッシュ層を合体させた後、金属の融点前後の温度で一定時間維持することにより金属繊維内で各接点間に原子拡散現象を起こさせ、接点間をまたいで結晶を形成させ、完全に一体化する、いわゆる焼結により一体化させた耐熱、耐蝕性、耐圧性のフィルターである。この金属不織布層、金属メッシュ層と、多孔質の金属又はセラミックスの焼結体層を追加して用いてもよい。このような焼結体フィルターとしては富士フィルター（株）のＦＰＦシステムが市販されている。
【００１２】
本発明において使用する押出機、環状ダイ、冷却装置等は、ポリエチレンチューブラーフィルムの製造用として一般に使用されているものを採用すればよい。
環状ダイとしては、米国ＤＡＶＩＳ社製等の低滞留ダイが特に望ましい。
【００１３】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１４】
実施例１
密度０．９２０ｇ／ｍｌ、メルトインデックス２．５ｇ／１０分の高圧法低密度ポリエチレン１００重量部（日本ユニカー製、ベースレジン）にヒンダードフェノール系酸化防止剤（チバガイギー社製、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）０．０５重量部、リン系酸化防止剤（サンド社製、Ｓａｎｄｓｔａｂ  ＰＥＰＱ）０．０５重量部、スリップ剤０．１重量部（エルカ酸アミド０．０７重量部、ステアリン酸アミド０．０３重量部）をバンバリミキサーにより１６０℃で１０分間混錬した後、造粒機により直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状ペレットを作った。
次に、φ４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ  ２５の押出機（株式会社プラコー製）に供給し、シリンダー供給部１２０℃、圧縮部１３０℃、計量部１７０℃、吐出量３０ｋｇ／時間で押出し、次に高粘度樹脂溶融体輸送用ギヤーポンプ（ＭＡＡＧ社製、ｅｘｐａｃ型ポンプサイズ７０／４５）に供給し、ポンプ回転数１５ｒｐｍ、吸入圧１５０ｂａｒ、吐出圧３１０ｂａｒとして運転し、次いで、ステンレス針金からなる保護メッシュ層／粗いステンレスファイバー層／密なるステンレスファイバー層／ステンレス針金からなる支持メッシュ層を同時に焼結して完全に一体化したリーフディスクタイプ金属繊維焼結体フィルター要素（富士フィルター工業製、商品名フジメタルファイバーフィルターエレメントＦＡ−２５）を３段に重ね、これをケースの中に入れたフィルター装置にギヤーポンプからの溶融樹脂を導入し、ゲル状物を除去し、次いで、φ７５ｍｍのダイ（ダイギャップ＝１．０ｍｍ押出し温度＝１５０〜１７０℃、モダンマシナリー社製）より１６０℃で押出し、エアーリングで空冷し、膨張比２．０、フロストライン２００ｍｍで厚さ３０μｍのインフレーションフィルムを得た。
評  価
（１）加工性：良好。バブル安定性があり、膜厚精度が一定である。
（２）曇り度（ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠）：２．９％（非常に良好）。
（３）ＦＡＲ（フィルム外観、ＮＵＣ法に準拠：フィルム面積１．８ｍ２  中のフィッシュアイ又はレンズの数（Ｘ）を測定し、（１００−Ｘ）をＦＡＲ値とする）：８５（非常に良好）。
【００１５】
比較例１
実施例１の高圧法低密度ポリエチレンを使って、ギヤーポンプを使用しなかった以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、時間の経過とともに焼結体フィルターにゲル状物が蓄積し目づまりを起こし、流通量が減少していき、押出機のシャフトの回転トルクが増大していった。
【００１６】
比較例２
実施例１の高圧法低密度ポリエチレンを使って、焼結体フィルターを使用しなかった以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、ゲル状物がそのままフィルム中に入っていったのでＦＡＲが１０〜２０となり、フィルムとしては商品価値は全くなかった。
【００１７】
実施例２
密度０．９２３ｇ／ｍｌ、メルトインデックス０．８ｇ／１０分の直鎖状低密度エチレン−ブテン−１共重合体（日本ユニカー製、ユニポール法によるベースレジン）１００重量部に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（実施例１と同じ）０．０５重量部、リン系酸化防止剤（実施例１と同じ）０．０５重量部、スリップ剤（実施例１と同じ）０．１重量部をバンバリミキサーにより１８０℃で１０分間混錬した後、造粒機により直径３ｍｍ、長さ３ｍｍの円柱状ペレットを得た。
次に、実施例１と同様な押出機、ギヤーポンプ、焼結体フィルター、環状ダイ冷却装置でチューブラーフィルムを作った。
評  価
（１）加工性：良好。バブル安定性があり、膜厚精度が一定である。
（２）曇り度：１２．８
（３）ＦＡＲ：８２（非常に良好）
【００１８】
比較例３
実施例２においてギヤーポンプを作用しなかった以外は実施例２と同様な実験を行ったところ、時間の経過とともに、焼結体フィルターにゲル状物が蓄積し、目づまりを起こし、流通量が減少していき、押出機のシャフトの回転トルクが増大していった。
【００１９】
比較例４
実施例２において、焼結体フィルターを使用しなかった以外は実施例２と同様な実験を行ったところ、ＦＡＲが−１０〜２０となり、フィルムとしては商品価値は全くなかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、ポリエチレン系樹脂中に５μ以上のゲル状物及び（又は）異物が存在していても、これらは高密度に重ねられた極細金属繊維焼結体フィルターにより捕捉され、ポリエチレン系樹脂はきれいにされ、フィルムとなるので、フィッシュアイやレンズがなく、表面にすじや傷のない良好な品質のフィルムが得られる。しかも、焼結体フィルターのみであると、捕捉されたゲル状物及び（又は）異物によりフィルターの目づまりを起こし、ポリエチレン系樹脂の流通が非常に困難となるが、ギヤーポンプを配置しているので、フィルター部の抵抗に抗して、一定量で多量の溶融ポリエチレンを流通させることができ、高品位のチューブラーフィルムが生産性よく低コストで得ることができるという効果がある。