JPH09109253A - インフレーションフィルムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製膜工程における高速化が可能、すなわち、
生産性に優れ、省資源、省エネルギーになるインフレー
ションの製造技術を提供する。 【解決手段】 インフレーション法において、環状ダイ
３から溶融押し出した熱可塑性合成樹脂管状体内に空気
を吹き込んで、前記管状体を一定の大きさに膨張させた
後、該管状体４を形成する前記熱可塑性合成樹脂がピン
チロール６の加圧により熱融着可能な温度範囲内におい
て、強制的に折りたたみ、ピンチロール６により加圧し
て１枚のフィルム状に固形化させるか、または、管状ダ
イから溶融押出した熱可塑性合成樹脂管状体が、少なく
とも２基以上の押出機から押し出された樹脂の多層構成
からなるフィルムを前記の方法により、１枚のフィルム
状に固形化させる製膜法であって、さらに、前記ピンチ
ロール６がマットな表面を有することを含むインフレー
ションフィルムの製法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】主としてフレキシブルパッケ
ージに用いられる各種フィルム類を製造する技術に関
し、安定した品質のフィルムとすると同時に、生産性の
よい製膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来技術によるインフレーショ
ン製膜法を示す説明図である。空冷式インフレーシヨン
法による製膜法は、押出機１の先端に環状のスリットを
有するダイ３を用い、溶融樹脂を押し出して管状体を形
成し、上端をピンチロール６で挟んでその中に一定量の
空気９を吹き込んで所定のサイズに膨張させる（膨張さ
せた管状体をバブルという、以下同じ）一方、バブル４
の外周には、エアリング１０から空気９′を吹き付け冷
却しながらフィルムをつくる方法である。この時にバブ
ル内に吹き込む空気量を加減することによって、バブル
４の直径を変えることができ、押し出し量を一定にして
引っ張る速さを変えると、得られるフィルムの厚さを変
えることができる。

【０００３】他の製膜法と比較してインフレーション製
膜法には多くの特徴がある。たとえば、Ｔダイキャスト
法による製膜においては、必要なフィルム仕上げ巾以上
の長さの直線状のダイを必要とし、厚みの調整は、ダイ
リップのクリアランスの調整と引取速度の調節によるた
め、特に、生産において、厚み変更をする場合、前記ダ
イリップの調整に時間と手間がかかる。インフレーショ
ン法においては、前述のように、ブロー比と引取速度の
条件変更などにより厚み調整が簡単であり、生産活動に
おいては、規格変更が比較的簡単で、そのため、小ロッ
ト生産に適している。また、インフレーション法では、
前記吹き込み空気量により調節できるため、同じダイに
より生産できる巾の範囲も広い。逆に、インフレーショ
ン法の製膜においては、製膜速度が遅く、生産性が悪
い、また、バブルが不安定で、調整に手間取り、製膜途
中でも、バブルが安定して形成される様に細心の注意を
注ぐ必要がある等の問題もある。

【０００４】インフレーション製膜法においては、バブ
ルの内面同士がブロッキングしないように、エアリング
１０等によりバブル４を十分に冷却させてから、安定板
５によりバブルを折たたみ、ピンチロール６により、折
たたみチューブ状として、そのまま巻き取るか、また
は、該チューブの両端各数ｍｍを除去し、前記折りたた
まれたフィルムを分離して、２本７、７′に巻き上げて
いた。製膜したフィルムを２本の単体の巻き取りとする
ために、前記除去された両端のフィルムは、再度、当該
製膜機械の原料ホッパーにフィードバックするか、別の
機械において、再度原料（リプロ原料という）として用
いる。いずれの場合にも再度加熱する必要があり、エネ
ルギー消費の観点からは、好ましくないことであった。

【０００５】バブルを十分に冷却されていないと、前記
ピンチロールにより折たたまれたバブルの内面同士が密
着ブロッキングするトラブルとなるため、必然的にバブ
ル状態を長く保つことになり装置としてスペースをとる
ものとなっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】製膜工程における高速
化が可能、すなわち、生産性に優れ、品質がよく、省資
源、省エネルギーになるインフレーションフィルムの製
造技術を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】インフレーション法にお
いて、環状ダイ３から溶融押出した熱可塑性合成樹脂管
状体内に空気９を吹き込んで、前記管状体を一定の大き
さに膨張させ、バブルとした後、該バブル４を強制的に
折りたたみ、該バブルを形成する前記熱可塑性合成樹脂
が加圧により熱融着可能な温度範囲内において、ピンチ
ロールにより加圧して一枚のフィルム状に固形化させる
か、または、前記管状体が、少なくとも２基以上の押出
機から押し出された樹脂の多層構成よりなるフィルムを
前記の方法により、１枚のフィルム状に固形化させる製
膜法であって、さらに、前記ピンチロールがマットな表
面を有することを含むインフレーションフィルムの製法
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるインフレー
ションフィルムの製法について示す説明図であり、図２
は本発明によりバブルをおりたたみ、１枚のフィルム状
に固形化する状態を、単層と多層のそれぞれのバブルの
断面で段階的に示したもので、（５）は（４）のＸ部分
の拡大図である。本発明のインフレーションフィルムの
製法とはインフレーション法において、環状ダイ３から
溶融押出しをした熱可塑性合成樹脂管状体内に空気９を
吹き込んで、前記管状体を一定の大きさに膨張させた
後、該管状体（以下、バブル４という）を形成する前記
熱可塑性合成樹脂が一定の範囲内の温度に下がった時に
膨張したバブル４を、強制的に折りたたみ、１枚のフィ
ルム状に固形化させた事を特徴とするインフレーション
フィルムの製法であり、また、前記管状体が少なくとも
２基以上の押出機から押し出された樹脂の多層構成より
なる、いわゆる共押出多層フィルムに対しても実施可能
である。

【０００９】本発明においては、前記バブル４の温度
（内面温度）が一定の範囲に下がった段階において、折
りたたみ、ピンチロール６により加圧することにより、
バブルの折りたたまれたフィルム２枚をその内面同志ａ
で熱融着ｍし１枚のフィルムとするものである。前記バ
ブルの温度降下が一定の温度範囲に下がった段階とは、
言い換えれば、ピンチロール６により圧着する時点にお
いて、バブル４を形成している熱可塑性樹脂の温度、特
にその内面温度は、前記ピンチロール６によって加圧し
て、内面同志が熱融着する温度を保持することが必要で
ある。なお、この温度降下のコントロールには、空気、
水等による冷却が可能である。その必要な温度は、バブ
ル内面に位置する素材の種類およびそのグレードによっ
て異なり、市販されている各種の樹脂のなかで、本発明
の実施に必要な樹脂温度範囲は、概ねつぎの通りであ
る。 LDPE: 120〜60℃ L-LDPE: 120〜60℃ EVA: 120〜50℃ S-PE： 120〜50℃ 本発明の実施においては、少なくとも、なお、この温度
以上に保持したバブル４をピンチロール６により圧着す
る必要がある。｛略号は、LDPE: 低密度ポリエチレン、
L-LDPE: 直鎖状低密度ポリエチレン、EVA:エチレン−酢
酸ビニル共重合体、S-PE: シングルサイト系触媒を用い
て重合したエチレン−α・オレフィン共重合体｝

【００１０】本発明においては、単層バブルにより製膜
してもよいが、多層のバブルにより製膜することも可能
である。例えば、バブルを２層構成とし、外層をｂ、内
層をｃとした多層により製膜する場合は、バブルの内面
に熱融着温度の低い樹脂ｃを選択することにより、安定
した製膜が可能となる。例えば、 LDPE/AD/EVOH (i) L-LDPE/EVA (ii) 等である。｛略号は、AD: 接着性樹脂層｝(ii)の場合、
L-LDPEが外層ｂであり、EVA が内層ｃである。熱融着さ
せる温度を安定して保持させるために、ピンチロールの
加熱（ピンチロールに熱媒体を循環させる等により）あ
るいは加熱ピンチロールを連続して設ける等の方法は有
効であり、また、バブル内に吹き込む空気の加温など製
膜条件によるサポートも可能である。また、加熱融着
後、空気あるいは水等により冷却することができる。

【００１１】２枚のフィルムを１枚にすることにより、
局部に存在する残留歪みが減少し、安定したフィルムを
得ることができる。例えば、前記(i) のようなバリア樹
脂(EVOH)を内面とした多層フィルムのバブルを形成し、
本発明による方法で、EVOH面において熱融合させること
により１枚のフィルムにすることにより、従来法で発生
したフィルムとしてのカールやシワなどのない、安定し
た複合フィルム(LDPE/AD/EVOH ・EVOH/AD/LDPE (・点が
加圧融着面、以下、同じ) とすることができた。また、
EVOH等、大気中に放置すると吸水により物性変化の生ず
る材料に対しては、他の材料にて端部を被覆することが
できるので、例えば、巻き取りでの保管中における劣化
もなく品質面からも有効である。前記(i) の構成であれ
ば、EVOHの端部は、LDPE/AD の層で被覆されている。さ
らに、本発明により製膜したフィルムは、ピンホールが
極めて少ない。バブルの状態において存在する極く微少
なピンホールも２枚のフィルムを熱融着する本発明の方
法であれば、フィルムを貫通するピンホールの発生は限
りなく零に近く、実際に、リークチェツカー等による確
認においても、ピンホール発生はなかった。

【００１２】従来の技術による製膜機械に対し、本発明
による製膜法の場合、環状ダイからピンチロールまでの
間隔は短くして、バブルの過度の温度降下を避ける。装
置としては、上向き、下向きにかかわらず、装置の上下
の総高さを低く設定できる利点がある。本発明による製
膜の生産性は、押出機からの樹脂の押出量が一定であれ
ば、従来技術と同じ生産性であるが、前記のように、バ
ブルの冷却が殆ど必要ないため、大巾にスピードアップ
できる（押出量を増すことになる）が、LDPEを用いて、
厚さ40μｍ仕上がり巾800mm のフィルムを製膜したが、
製膜のスピードは従来のスピードの５倍(8m/min.→40m/
min.) で製膜することがが可能であった。即ち、従来法
と比較して５倍の生産量となった。

【００１３】製膜と同時にフラットフィルムとしてロー
ル巻きをするのに、従来の方法においては巻き上げ装置
が２セット（フィルムに表面処理を施す場合には、コロ
ナ処理装置ｔも２台）必要であったが、本発明によれ
ば、前記巻き上げ装置は１セットあればよく、また、コ
ロナ処理表面処理をする場合はその処理装置ｔは１台あ
ればよい。

【００１４】本発明の製膜方法においては、吹き上げた
バブルを折りたたみ、一枚のフィルムとしてそのまま使
用できるので、バブルを安定させた状態で案内板により
折りたためば、ピンチロールで圧着したフィルムは、折
りたたんだフィルムの巾が仕上げ巾として、そのまま利
用できる。本発明は、従来のＴダイキャスト法やインフ
レーション法のように製膜したフィルムの両端を除去す
る必要がなく、省資源、省エネルギーのフィルム製造方
法である。

【００１５】フレキシブルパッケージにおいて、シーラ
ント材（シール層）として用いられるフィルムに対して
要求される物性に、フィルム表面（積層されたフィルム
としては内面となる）の滑り性がある。他の製膜法、例
えば、Ｔダイキャスト法や押し出しコート法（ＥＣ法）
などでは、ダイの直下に冷却ロールがあり、該冷却ロー
ルの表面をマット（粗面）にしておけば、溶融樹脂に、
前記冷却ロールの表面のマット状態が、得られるフィル
ムの表面に転移し、結果として滑り性のよいフィルムを
得ることができる。ところが、従来のインフレーション
法による製膜の場合は、ダイから押し出された溶融樹脂
が、前記ダイからピンチロールまでの間において、前記
Ｔダイキャスト法やＥＣ法のようなマット表面との接触
がなく、フィルムの表面に凹凸を設けることが困難であ
った。インフレーション製膜の段階でのフィルム表面の
粗面化技術に関して種々の方法が提案されてはいるが、
一般的に普及している技術はないといっても過言ではな
い。滑り対策として、利用される技術は、スリップ剤、
ブロッキング防止剤等を添加物として、樹脂に添加し、
表面物性を改良している。しかし、添加物による臭い等
が味覚を重視する内容物へ移行するなどの影響、また、
季節的な要因やフィルムとしての保管の期間等により、
前記添加物のブリードアウト（フィルム層内からフィル
ム表面にうきでる現象）等の問題もある。

【００１６】従来のインフレーション製膜においては、
バブルの温度を一定の温度まで冷却してから、安定板に
より、フラット状にたたみ込み、ピンチロールにより、
圧着しており、環状ダイから樹脂を溶融押し出しをし
て、バブルを形成し、前記バブル内に空気等を吹き込ん
で膨張させる段階においては、フィルムの表面に凹凸を
形成させることが困難であった。又、バブルを前記のよ
うに、冷却してからピンチロールにより加圧しても、バ
ブルを形成している樹脂は、冷却されており塑性変形を
させることもできなかった。本発明によれば、バブルを
折りたたむ段階において、前記バブルを形成している樹
脂は塑性変形しうる温度を保っているので、前記ピンチ
ロールの表面をマット化しておき、フィルムを加圧する
ことにより、前記ピンチロールのマット形状がフィルム
表面に賦型されることになり、その結果、得られるフィ
ルムは滑り性のよい表面となり、ロール巻き上げの際の
シワ発生防止、包装機械における各種フォーマー（成形
部）での、機械との滑りがよく、使いやすい材料とな
る。ピンチロールの表面のマット状態と得られるフィル
ム表面のマットの程度は次の通りであった。いずれも、
表面凹凸の測定は、三次元表面粗さ・輪郭形状測定機
（日本電計株式会社製）によった。この方法は、物体の
表面を直接触針方式で三次元測定するものである。 ピンチロール表面粗さ 得られるフィルム表面の凹凸 10 μｍ 1〜 3μｍ 50 μｍ 3〜10μｍ 100 μｍ 5〜20μｍ

【００１７】多層バブル方式による本発明においては表
面層と芯層との組合わせにより製膜することにより次の
ようなフィルムを作成することができる。 ＜表面層＞ ＜芯層＞ ＜フィルム特性＞ 無機物含有 NB・PE EOフィルム マットフィルム NB・PE EVOH／ａ−PE バリアフィルム S-PE ａ−PE／MDPE 紙容器用シーラント 抗菌剤・PE NB・PE 抗菌フィルム ｛略号、NB・PE：ノンブレンドポリエチレン、EO: イージーオープン、ａ−PE ：接着性ポリエチレン、MDPE: 中密度ポリエチレン｝

【００１８】以上のように、本発明によって得られる多
層フィルムの構成は、バリア層の内臓されたフィルム、
帯電防止剤などの添加物を含有させた層を有する表面層
の改質、色材添加層を設けることによる加飾、無機化合
物の混練樹脂による表面層の形成による粗面化等の種々
の可能性を含むものである。

【００１９】［実施例１］本発明の方法により、L-LDPE
樹脂をフィルム化したがその製膜条件は下記の通りであ
る。 使用樹脂: L-LDPE M0238N (出光石油化学株式会社
製) 最終目的のフィルム厚さ: 50μｍ 最終目的のフィルム巾: 1000mm 押し出し温度: 200 ℃ 環状ダイス: 300 φ ブロー比: 2.1 引取速度: 80m/min. ピンチロール圧着時のバブル内面温度: 95℃ ピンチロール表面凹凸: 100μｍ ［比較例１］実施例１と樹脂により最終製品として、同
じ厚さ、巾のフィルムを得るための製膜条件は下記の通
りである。 使用樹脂: L-LDPE M0238N (出光石油化学株式会社
製) 最終目的のフィルム厚さ: 50μｍ 最終目的のフィルム巾: 1000mm 押し出し温度: 200 ℃ 環状ダイス: 300 φ ブロー比: 2.1 引取速度: 20m/min. ピンチロール表面凹凸: 100μｍ （結果）実施例の引取速度は80m/min.であり、比較例で
は20m/min.であった。生産性としては、２倍である。実
施例と同じ 100μｍの凹凸のピンチロールを用いたが、
それぞれの例において得られたフィルムの凹凸は、実施
例では、10〜20μｍであり、包装材料として必要とする
滑り性を充分発揮する効果を期待できるのに対し、比較
例では0 〜2μｍであり、凹凸の賦型効果はなかった。
また、実施例では、ピンチロールにおいて熱融着したフ
ィルム巾がそのまま製品巾(1000mm)となった。しかし、
比較例では、バブルを折りたたんでピンチロールにて挟
んだ時の巾は1060mmであり、両端のトリミング巾として
本発明の巾よりも60mm広くする必要があり、両端30mmず
つをカットし細断して、原料ホッパーに戻した。 ［実施例２］本発明による多層バブルでの実施例とし
て、次の条件により製膜した。 材質構成 : LDPE/AD/EVOH ・EVOH/AD/LDPE (最終時点で
の厚さは75μｍであり、各層の厚さは、 20/10/15/10/2
0 μｍであった。) 押出機及び多層用ダイ：３種３層共押出方式 製品フィルムの厚み: 75μｍ 押し出し温度 220℃ 環状ダイス 300 φ ブロー比 1.7 引取速度 80m/min. ピンチロール表面凹凸 50μｍ ピンチロール圧着時のバブル内面温度 120℃ 使用した樹脂名 LDPE: NUC 8160 ( 日本ユニカー株式会社製 商品名) AD :アドマーNF-500( 三井石油化学工業株式会社製
商品名) EVOH: EP-H (クラレ株式会社製 商品名) ［比較例２］実施例１により得られるフィルムと同じ機
能を示す次のフィルム構成とした。 LDPE/AD/EVOH/AD/LDPE( 巻き取り後の各層の厚さは、20
/10/15/10/20μｍ) 押出機及び多層用ダイ：３種５層共押出方式 製品フィルムの厚み: 75μｍ 押し出し温度 ooo℃ 環状ダイス 300 φ ブロー比 1.7 引取速度 20m/min. ピンチロール表面凹凸 50μｍ 使用した樹脂名 LDPE: NUC 8160 ( 日本ユニカー株式会社製 商品名) AD :アドマーNF-500( 三井石油化学工業株式会社製
商品名) EVOH: EP-H (クラレ株式会社製 商品名) （結果）比較例２では３種５層の複雑なダイを用いる必
要がある。生産性の比較としては、引取速度が実施例で
80m/min.比較例では20m/min.であった。フィルム生産性
としては、本発明による実施例２の生産性は、従来法
（比較例２）の２倍であった。さらに、製膜の結果とし
ては、仕上がったフィルムにカールはなく、使いやすい
フィルムとして仕上がったが、比較例においては、カー
ル現象が見られた。実施例２、比較例２ともに50μｍの
凹凸を有するマツト表面のピンチロールを用いたが、得
られたフィルムの表面には、実施例では 5〜10μｍの凹
凸を賦型することができたが比較例２のフィルムには凹
凸はなく、両フィルムの滑り性は、静摩擦係数として、
実施例２：0.34、比較例２：0.46であった。

【００２０】

【発明の効果】従来のインフレーション製膜法と比較し
て高速製膜性があり、カールがなく、また、ピンホール
のない等、品質の安定したフィルムを得ることができる
ようになった。従来技術による製膜工程において、フラ
ットフィルムを巻き上げる際に、両端のトリミングが必
要であったが、本発明によれば、前記環状ダイから、押
し出した樹脂の全部が製品となり、従来の方法のよう
に、両端をトリミング除去することなく、フィルムとし
て利用できるので、無駄がなく、環境対応型の製膜方法
である。冷却工程が短くなり、省エネルギーとなり、か
つ、製膜スピードのアップが図れるとともに機械のコン
パクト化が可能となる。フィルム表面に微細な凹凸を設
けることができ、インフレーションフィルムでありなが
ら、滑剤等の添加剤を使用せずに、滑り性の良いフィル
ムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製膜機械の説明図。

【図２】本発明により得られるフィルムの断面拡大図。

【図３】従来の技術によるインフレーション法の製膜機
の説明図。

【符号の説明】

１ 押出機 ２ 原料樹脂ホッパー ３ ダイ（ダイス） ４ バブル ５ 案内板 ６ ピンチロール（加熱ロール） ７ アニールロール（冷却ロール） ８ 巻き上げ部 ９ ９′空気，冷却空気 １０ エアリング ａ 樹脂ａ ｂ 樹脂ｂ ｃ 樹脂ｃ ｍ 熱融着部 ｔ コロナ放電／表面処理装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インフレーション法において、環状ダイ
   から溶融押出した可塑性合成樹脂管状体内に空気を加圧
   封入して、前記管状体を一定の大きさに膨張させた後、
   該管状体を形成する前記熱可塑性合成樹脂が加圧によ
   り、その内面同志が熱融着可能な温度範囲内において、
   前記膨張させた管状体を、強制的に折りたたみ、ピンチ
   ロールにより加圧して一枚のフィルム状に固形化させた
   事を特徴とするインレーションフィルムの製法。
2. 【請求項２】前記管状体が、少なくとも２基以上の押出
   機から押し出された樹脂の多層構成よりなることを特徴
   とする請求項１記載のインフレーションフィルムの製
   法。
3. 【請求項３】前記ピンチロールが、マットな表面を有す
   ることを特徴とする請求項１または２記載のインフレー
   ションフィルムの製法。