(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸フィルムを製造する方法であって、フィルムをその降伏点を越えて１００％より大きい延伸程度にまで延伸する工程と、該延伸せしめられたフィルムの両エッジ領域を除去して実質的に均一な厚さのフィルムを生成する工程と、フィルムを部分的に弛緩させてフィルム内の弾性変形成分の一部を解放して２０％と８０％との間の弾性変形を保持させる工程と、該部分的に弛緩せしめられたフィルムを将来の使用に備えてフィルムロールの状態にて部分的に弛緩せしめられた状態で保管する工程とを具備する方法。
【請求項２】
前記フィルムがその降伏点を越えて１００％から４００％の範囲内の延伸程度にまで延伸せしめられる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルムが４０％と７０％との間の弾性変形を保持するように保管される請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルムをその降伏点を越えて延伸する工程と該フィルムを部分的に弛緩する工程とがインラインで行われる請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法に従って製造されたフィルムロールの状態にされた延伸フィルム。
【請求項６】
荷物を包装する方法であって、請求項５に記載のフィルムロールの状態にされた延伸フィルムを用意する工程と、延伸フィルムを保管状態の前記フィルムロールの状態にされた延伸フィルムから供給しつつ該延伸フィルムを荷物周りに巻き付ける工程とを具備する方法。
【請求項７】
前記荷物が植物である請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は包装用延伸プラスチックフィルムを製造するための方法および装置に関し、特にロールに保管される前に延伸された延伸プラスチックフィルムの保管に関する。
背景技術
独国特許公開番号P3409117にはウェブ状の延伸フィルムでパッケージ商品を包装する方法が開示されており、ここでのフィルムは伸張せしめられて巻かれた延伸済状態で提供され、延伸は実際の製造中またはフィルム処理後の中間工程として実行される。すなわち保管前に延伸せしめられたフィルムではフィルムを弛緩させずに伸張せしめられた延伸状態でフィルムを保管できる。
ここでのフィルムは荷物またはパッケージに巻き付けられた時に安定状態まで弛緩し、フィルム内に保持された張力が荷物またはパッケージに作用するように機能できる。ここで開示されている構成ではフィルムの過剰な延伸を避ける必要があり、またフィルムが巻き出たり弛んだりしないように保管中のフィルムに接着剤を塗布する必要もある。さらにロール内に保存される張力が比較的高いとロールの芯が潰れてしまうことが判っている。
豪州特許643902号には溶解した原料から予め延伸されたフィルムを製造し、該フィルムを冷却し、該冷却されたフィルムをその降伏点を越えて延伸し、そしてフィルムを実質的に弛緩し、該フィルム内の張力を小さくする方法および装置が開示されている。この方法および装置により達成される主な利点はフィルムが冷却配向されると共に弛緩されるのでウェブ厚を薄くでき、しかも荷物の外形にフィルムを適用する際に材料を節約するためにフィルムを延ばす必要がないことにあると開示されている。適用の際にはフィルムを単に荷物周りに締め付けるだけで従来のフィルムで同様に手で包装した場合よりも良好な荷物の封込め特性が提供される。
豪州特許出願55564/94号には延伸プラスチック材フィルムロールを提供することが開示されており、ここでのフィルムはパレット型の荷物を包装するために延伸フィルムロールからの巻き出しを容易にするために空気を捕獲するエンボス加工面を有する。フィルムは保管ロールに巻かれる前に全体的に弛緩してしまう。
発明の開示
本発明は公知の従来技術の上述した不具合を最小限にし、その主な目的は延伸フィルム製品を製造する方法および装置を提供することにある。ここでのフィルムは予め定められたかなりの量のメモリ、すなわちフィルムの回復不能な塑性変形とは異なるフィルム内の弾性変形または回復可能な応力変形を提供するために予め延伸される。
好ましくはフィルムの延伸は押出機内のフィルムの製造地点で実行され、フィルムは後の使用に備えて延伸された状態または少なくとも部分的に延伸された状態で保管される。延伸中または延伸後であって保管前にフィルムのエッジを切り取り、延伸フィルムウェブの本体に比べて厚い領域を形成してしまうフィルムの縁のエッジ部分の歪みを除去する。
本発明の特定の特徴によればフィルム内に保持されている回復可能な応力変形量はフィルム内の全メモリの約20％〜最大で約80％の範囲にある。
ここでの下限値は荷物を効果的に包装するために保持される使用可能な最小延伸量を示し、上限値は保持可能である最大延伸量であって支持用の芯に対するダメージと保管中におけるフィルムの伸縮とを避けることができる最大延伸量を示す。
本発明の一つの特定の特徴によればフィルムは公知の構造と手順とを備えた押出機内でチューブとして製造され、冷却後であってチューブを切断する前に延伸され、予め定められた幅であって延伸手順において予め定められた保持メモリのウェブが形成され、後の再使用に備えて保管される。
また本発明は上述した方法のいずれかにより製造された延伸プラスチック材フィルムを提供する。
本発明の一つの好適な特徴によれば延伸フィルムを製造する方法であって、フィルムをその降伏点を越えて100％より大きな延伸程度にまで延伸する工程と、延伸フィルムの両エッジ領域を除去し、実質的に均一な厚さを有するフィルムを製造する工程と、フィルムを部分的に弛緩させ、約20％と80％との間の弾性変形を保持するようにフィルム内の弾性変形成分の一部を解放する工程と、部分的に弛緩せしめられたフィルムを将来の使用に備えて部分的に弛緩せしめられた状態で保管する工程とを具備する方法が提供される。
本発明の別の特徴によればプラスチック材フィルムで荷物を包装する方法であって、保管状態において20％と80％との間のフィルム弾性変形量を保持するように降伏点を越えて延伸されたプラスチック材フィルムを用意する工程と、その後、該フィルムを荷物周りに包装する工程とを具備する方法が提供される。荷物は商品やパレット包装を含む包装を必要とする材料や、サイレージの製造中における植物、長い木材のような束に包装する必要のある材料、飲料缶や他の同様な製品を含む。荷物の包装は手動で扱われる包装機械または従来の動力で作動する包装機械のいずれかで使用できるロールにプラスチック材料を保管することにより達成される。達成される利点は或るレベルの弾性変形がプラスチックフィルム内に保持されているので包装すべき荷物上にかける必要がある弾性を確立するのに必要な力が実質的に小さくなることにある。
本発明の更に別の特徴によればプラスチック材フィルムを供給する方法であって、保管状態において20％と80％との間のフィルム弾性変形量を保持するように降伏点を越えて延伸されたプラスチック材フィルムを用意する工程と、その後、保管状態からフィルムを供給する工程とを具備する方法が提供される。
上述した両特徴において上述した保管状態で保管される前にプラスチック材フィルムが約100％〜400％の延伸程度の範囲でその降伏点を越えて延伸せしめられるのが有利である。
以下、例と添付図面に示した好適な実施例とを参照して本発明を詳細に説明する。
図１は押出方法とフィルムのインライン型の延伸を達成するための従来の構成を修正するための手段とを用いる延伸フィルム製造機の線図である。
図２は本発明で用いられるようにプラスチック材フィルムを延伸するための装置の詳細を示した側面図である。
図３は本発明に従ってプラスチック材フィルムを延伸するための非インライン型の構成の線図である。
図１を参照すると押出機1(a)は公知の形態で作動し、膨張せしめられた″フィルムバブル″１を生成し、このフィルムバブル１は冷却段階において押出機から非常に高い場所まで引き出され、次いで″バブル″を潰すためにニップローラ２により形成された主ローラ間隙を通され、ここからフィルム切取および／または分裂ステーション８を介してニップローラ７により形成された副ローラ間隙へ、または幾つかの延伸ローラおよび所望によりウェブ幅調節ローラからなる延伸ステーションA-AAへ通される。
押出機1(a)を有する押出ラインは主ニップローラ２の速度と略等しい速度で回転する副ニップローラ７にフィルムを供給するブローフィルムラインとして概して連続的に作動する。
例えば所望により副ニップローラ７の下流に配置されたフィルム巻取ローラ９と上方の主ニップローラ２との間で１％〜２％の間の僅かな程度だけフィルムを弛緩し、巻取工程中においてフィルム内の張力を小さくしてもよい。
副ニップローラ７において又はその直前において切取ステーション８を通過する時にフィルムの二つの外側エッジを切り取ってチューブを分離し、二つの別個のフィルムシートを形成してもよい。さらにフィルムストリップ幅を異ならせるために切取ステーション８において又はその下流のフィルム巻取ロール９の上流においてフィルムを分裂してもよい。
本発明の一つの好ましい特徴によれば図１のA-AAで示したようにインライン型の延伸装置11が提供される。図示したように延伸装置11は主ニップローラ２の下流であって副ニップローラ７の上流に配置される。このように延伸装置は従来の押出機の特徴に任意で加えることができ、そしてフィルムをインラインで延伸すると共にインラインでなく延伸するという二重作動に適する。
インライン型の延伸装置の作動ではフィルムが低速延伸ロール３と高速延伸ロール４との周りを通され、次いで遊びロール10に戻され、そこから副ニップローラ７に戻される。図面の図２を参照すると延伸装置の遊びニップローラ６はそこにフィルムを容易に通すことができるように開放位置6(a)へと調節可能である。ニップロール６を係合が解除された開放位置6(a)に維持したままでフィルムの″押出バブル″が確立され、潰れて平らになったチューブの幅が1900mmで約25ミクロンの正確なフィルム厚が生成される。次いで遊びローラ６は低速延伸ロール３と高速延伸ロール４とに係合する閉鎖位置または係合位置に移動せしめられる。
ウェブ幅調節ローラ５が設けられ、このウェブ幅調節ローラ５は例えば5(a)で示したように数々の位置の間で調節可能である。ここでの調節はフィルムに与えられて延伸フィルムの特性に影響を直接与える″ネックダウン″の量に依存する。
本発明のさらに好ましい特徴によれば非インライン型の延伸装置が設けられ、この延伸装置は図１の線図で示した従来の押出ラインと、その後の何時でもよいが図３の線図で示した延伸ラインとにより生成された延伸プラスチック材フィルムロール９を有する。図１および図２に示した延伸装置と同様な延伸装置11にフィルムが通される。延伸装置11は低速ローラ３と高速ローラ４とを有し、フィルムは概してこれら二つのローラ間で降伏点を越えて延伸される。副ニップローラ７は高速ローラ４の速度と同様な速度で駆動され、フィルムに20％〜80％の範囲の部分弾性変形が保持されるようにローラ７と巻取ローラ19との間で部分的な弛緩がなされる。降伏点を越えてフィルムを延伸するとフィルムウェブ幅を横方向に横断する方向の厚さが不均一となることが判っている。特に延伸前にエッジ部分が厚くなり、実質的に均一な厚さの広い中央領域がフィルム厚より薄くなる。エッジ領域が厚くなるとロールへフィルムを巻き取ることが非常に困難になるので本発明の好適な特徴によれば厚くなったエッジ部分を除去し、幅方向において実質的に薄くなった均一の厚さのフィルムウェブを提供する。この目的で延伸フィルムのエッジ領域を除去するための切断ステーション18が設けられる。フィルムを多数の異なる幅のストランドに切断したい場合には切断ステーション18においてまたは巻取ローラ19の前の後続の切断ステーションにおいてこれを実行してもよい。
添付の図１および図２を参照すると共に以下の例を参照して予延伸方法を説明するがここでのプラントは上述したように作動している。
例１
フィルムの移動速度は約100m/分であり、潰れて平らになったチューブ幅が1900mmで25ミクロンのフィルム厚を生成する。初期段階においては主ニップローラ２と低速延伸ローラ３および高速延伸ローラ４とは約100m/分の等しい速度で作動される。ここでの構成ではエッジ切取ステーション８でエッジが切り取られた後にチューブが巻取ロール９に巻き取られる。
ここで低速延伸ローラ３の速度が主ニップローラ２と同様な速度に維持され、高速延伸ローラ４と後続の副ニップローラ７および巻取ローラ９とは所望の予め定められた量の延伸および弛緩を達成するために所望の速度まで加速される。延伸および弛緩を正確なレベルに確保するにはローラの速度ではなく実際のフィルム速度を計測し、ロール上でのフィルムのスリップ効果に対抗するようにガードすることが好ましい。例えば高速ローラ４を300m/分の速度まで加速し、フィルム巻取ローラ９をそれより遅い約270m/分の程度にまで加速することによりフィルムが200％ほどの延伸程度にまで予延伸され、約50％の弾性変形がロールに残る。巻取ローラ９の速度を正確に達成するための式は100m/分＋(200m/分×85％)＝270m/分である。
フィルムを弛緩した時にプラスチック材の総変形(200％)の30％が伸縮自在または回復可能であるとすればこれはフィルムがフィルム巻取ローラ９に巻き取られた時に50％ほど弛緩することを示している。別の言い方をすればフィルムの50％の弾性変形が未だに機能可能であり又は解放可能である状態でフィルムが保管される。なお延伸フィルムをこの段階でさらに延伸してもよいことは明らかである。
フィルムが1mから3mへと200％ほど延伸された時には総変形は2mであり、これは塑性変形と弾性変形とに分けられる。
したがって総変形＝塑性変形＋弾性変形であり、上述したケースでは塑性変形：70％、弾性変形：30％である。
なおこれら比率を本発明の範囲を逸脱せずに変えることができることは明らかである。
したがって上記パラメータで延伸フィルムを保管するためには以下のロール速度が必要である。
主ニップローラ２    ：  100m/分
低速延伸ローラ３    ：  100m/分±１〜２％
高速延伸ローラ４    ：  300m/分
フィルム巻取ローラ９：  270m/分
さらに副ニップローラ７を270m/分より僅かばかり遅い速度で使用して巻取ローラ９に張力を生成し、フィルムの巻取りにおいて生じる可能性のあるフィルムラップの製造上の問題を最小限に抑制することもできる。
例２
主ニップローラ２    ：  70m/分
低速延伸ローラ３    ：  70m/分
高速延伸ローラ４    ：  245m/分(250％の延伸を与える)
副ニップローラ７    ：  215m/分(207％の延伸を与える)
フィルム巻取ローラ９：218.75m/分(212.5％の最終的な延伸を与える)
フィルムの速度パラメータを制御することにより保持弾性変形を約20％〜約80％の範囲にでき、ここでの上限値はロール状にされたフィルムを保管するのに用いられる芯に依存する。40％〜60％の範囲の保持弾性変形が素晴らしい結果を提供することが判った。
以下のように、すなわち、
(a)副再巻取機(図示せず)へ移送される全幅予延伸ロールを上述したように製造し、これらロールを要求幅に切り離し、次いで適切な長さ、例えば500mmの幅で400mのハンドロールと2000mの機械ロールとに再び巻き取ることにより、または、
(b)全幅の予め延伸された横たわった平らなチューブを製造し、二つのウェブの分離後に二重ウェブを再び巻き取り、エッジを切り取った後にラインから外れた別個の再巻取ステーションで各ウェブを巻き取ることにより、または、
(c)ライン上で延伸されていないシングルの、または二重の、または横たわった平らなチューブを製造し、次いで再巻取機で自動的に延伸して(a)または(b)のロールを製造することにより、
異なる幅で予延伸ロールを製造することが可能である。
部分的にのみ弛緩された予延伸フィルムを用いることにより荷物に対して同じ包装力が達成されるがそれより小さな力をフィルムに加え、延伸を適用している最中にフィルムに生じる可能性のある裂けや穴開きを最小限にする必要があることが判った。すなわち全体的に弛緩された又は全く延伸されていない場合に比べて少ない力を予延伸フィルムに加えることが必要である。
例えば1mから3mに延伸し、2.7mまで弛緩させ、それから3mまで延伸し直すには力Ｘを必要とする。
1mから3mに延伸し、2.4mまで弛緩させ(全体的に弛緩)、それから3mまで延伸し直すには力Ｘに加えて力Ｘより大きな力Ｙを必要とする。
部分的に弛緩されたフィルムの製造は種々の荷物への適用について大きな融通性と寛大さを与える。
このように部分的に弛緩されたフィルムは包装時点においてさらに延伸しなくても所望の製品または荷物周りに巻かれることができ、このケースでは保持されている弾性量が荷物にとって必要な保有力を提供するのに使用される。初期の延伸レベルを得るため、場合によっては初期の延伸レベルを越えた延伸レベルを得るために本発明の部分弛緩フィルムを更に延伸(または再延伸)してもよいが、これには初期の延伸工程中に必要とされた力より大きな力が必要である。
延伸フィルムを例えばフィルム内に張力があることに明らかに利点があるような警察保安用テープのような種々の非包装用に使用することもできる。
【図１】
0004435310.tif 000002
【図２】
0004435310.tif 000003
【図３】
0004435310.tif 000004