ポリエチレンフィルムの押出ブロー成形

ポリエチレン (PE) フィルムは、プラスチック フィルムの中で最も生産され、広く使用されているタイプです。無毒、無臭で、高い強度と靭性を持ち、耐湿性、耐水性、開封性、耐低温性、ある程度の透明性にも優れています。-ヒートシール温度が比較的低く（約 100 度）、優れたヒートシール性を備えています。これにより、電気加熱によるヒートシールが可能となり、製袋が容易になります。{{8}ポリエチレンフィルムは、通常、添加剤を必要とせず、ポリエチレン樹脂ペレットを使用して押出ブロー成形によって直接製造されます。カラーマスターバッチを混合して染色することができます。ブロー成形フィルムに使用されるポリエチレン樹脂ペレットには、低密度ポリエチレン (LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE)、高密度ポリエチレン (HDPE) などがあります。-

1. 農業用温室フィルム

農業用温室用フィルムは、水平押出上向きブロー成形法を使用して、LDPE またはLDPE と LLDPE 樹脂のブレンドからブロー成形された広-幅-フィルムです。フィルムの折り径は幅広く（1000mm以下または5000mm以上）、厚さは0.03～0.14mm、引張強度は12MPa以上、破断伸びは300％以上です。

農業用温室用フィルムは、防雨性、透光性、断熱性を備えており、温室シェルター内でさまざまな野菜、果物、その他の作物を一年中栽培できます。{0}{0}{1}{2}農業のニーズに基づいて、現在、次のような機能性農業用温室フィルムがいくつかあります。
(1) 強化温室フィルム: これらのフィルムは、LDPE に 25% (質量分率) 以上の LLDPE 樹脂を添加して作られており、引張強度が 20MPa に、破断点伸びが 400% 以上に増加します。 LLDPE樹脂のみをフィルムブローに使用すると、強度がさらに高くなり、耐突き刺し性やフィルム表面が平滑になるなどの利点があり、フィルム厚を20～30％薄くすることができます。
(2) 長寿命の温室効果フィルム-: 通常の温室用フィルムの耐用年数は 0.5 ～ 1 年ですが、長寿命の温室用フィルムの耐用年数は 2 ～ 3 年と 2 倍以上になります。- LDPE樹脂に光安定剤0.3～0.5質量部、酸化防止剤0.1～0.3質量部を添加して製造されます。まず、ホワイトオイルを使用してLDPEの表面を湿らせ、次にそれと混合し、最後にフィルムを押し出し、ブロー成形します。-
(3) -滴下防止温室効果フィルム: これらのフィルムは表面に水ミストや水滴がないため、光の透過率が向上し、作物の成長を促進します。適切な量​​の界面活性剤または滴下防止マスターバッチがポリエチレン樹脂に添加され、フィルムの水との親和性が高まり、フィルム表面上の多数の小さな水滴が合体してフィルムの壁を伝って地面に流れる大きな水滴になります。-これによりフィルム内面の水ミストがなくなり、フィルムの透明性が向上し、作物への水滴の直接滴下を防ぎます。

2. 農業用マルチフィルム

農業用マルチ フィルムは、農業用の「地被フィルム」と略されます。{0}これらは、LDPE からブロー成形された超薄フィルムで、厚さ 0.008～0.014 mm、幅 600～1000 mm です。-通常の無色透明のマルチ フィルムは、主に育苗フィルムや作物被覆フィルムとして使用されます。{{10}これらは、作物の早熟を促進し、収量を増やし、病気や害虫を予防する効果があります。これらは通常、上向き吹き込み法を使用して製造されます。-

機能性マルチフィルムは、ポリエチレン樹脂に着色剤を3～5％（質量分率）加えて染色し、赤、黄、青、灰色、黒などの多彩な色のフィルムを製造します。これらの着色フィルムにより、さまざまな野菜や果物が必要な光スペクトルを取得できるようになり、作物の早期成熟、収量増加、害虫駆除、雑草の成長抑制という目標を達成できます。

3. 包装用フィルム

ポリエチレン製包装フィルムは、軽包装用フィルムと重包装用フィルムに分けられます。{0}}
(1) 軽包装用フィルム：LDPE樹脂から作られ、主に食品、菓子、キャンディー、野菜、果物、医薬品、繊維、日用品、衣料品などのさまざまな製品の包装に使用されています。自動包装ラインでの生産を容易にするために、少量のスリップ剤や帯電防止剤を添加する必要があります。主に上吹き-法または横吹き-法で製造されます。フィルムの折り曲げ径は70mm以下または1000mm以上と幅広く、厚みは0.02～0.20mm、引張強度は10MPa以上となります。

HDPE樹脂を使用したベストバッグやガーメントバッグなどは、さまざまな商品の買い物袋として使用されており、使用量も非常に多いです。これらは主に上向き吹き込み法で製造され、折り畳んだときの直径は 70 ～ 1000 mm、厚さは 0.007 ～ 0.10 mm、引張強度は 25MPa 以上です。-

(2) 耐久性の高い-包装用フィルム: これらのフィルムは、上向きブロー法を使用して比較的高分子量のLDPE樹脂から製造され、厚さは0.2～0.35mmです。{0}} 1つのバッグには20〜30kgの荷物を入れることができます。主に農産物、化学原料、化学肥料、農薬、食品、砂糖、塩、医薬品、繊維など様々な製品の包装に使用されています。

ブロー成形フィルムに使用されるLDPE樹脂のメルトフローレート（MFR）は0.5～7g/10分の範囲であり、選択は主にフィルムのさまざまな用途に基づいています（表6-8を参照）。{0}

LLDPE フィルムに使用される樹脂の MFR は 1 ～ 2g/10 分、HDPE フィルムの場合は 0.2 ～ 1g/10 分です。 HDPE 樹脂は、せん断速度変化の範囲内で比較的高い溶融温度と高い粘度を持っています。直線的な分子構造のため、強い流動配向性を持っています。

1. 押出機

折り曲げ直径が 300 mm を超える通常のLDPE フィルムは、スクリュー径 45 ～ 150 mm の水平押出上向きブロー法で成形されます。-折り畳まれた直径が 1m を超える場合は、2 台の単軸押出機を使用して共押出-し、幅の広いフィルムを製造できます。-スクリューの長さ-径の比は 20 ～ 30、圧縮比は 3 ～ 3.5 です。ネジ構造は緩やかな-タイプのネジです。

HDPE フィルムの製造には、スクリューの長さ-直径比が 16 ～ 25 の小型押出機が適しています。-スクリュー構造はシャー部とミキシング部を備えています。

2. ダイヘッド

LDPE フィルムでは、主にスパイラル ダイヘッドまたはスパイダー ダイヘッドが使用され、ダイ オリフィスの直径は 100 ～ 1000 mm です。良好な厚み均一性が必要な場合は、回転ダイヘッドを選択できます。主なプロセスは上吹き法と横吹き法です。{4}

HDPE フィルムはスパイラル マンドレル ダイヘッドを使用します。流路、スパイラルライン、ダイオリフィスの構造と寸法において、過度のせん断速度を避ける必要があることに注意してください。そうしないと、メルトフラクチャーが発生する可能性があります。 HDPE の上記の成形特性により、HDPE フィルムのダイ オリフィス サイズは比較的小さく、一般に 30 ～ 200 mm です。

3. 冷却

主にエアリング冷却方式が採用されています。ブロワー圧力は4000～8000Pa、流量は15～75m3/minです。

1. 押出温度

押出温度は主にポリエチレンのメルトフローレートによって決まります。メルトフローレートが高くなるほど、押出温度は低くなります。押出機の温度は供給口からフィルタープレートに向かって徐々に上昇し、ダイヘッドの温度は基本的にスクリューヘッドの温度と同じか、またはわずかに10〜20度低くなります。これにより、安定した厚膜ブランクスと良好な膜透明性が確保されます。ポリエチレンフィルムの押出温度を表6-9に示します。

2. ダイオリフィスギャップ

ダイオリフィスのギャップの大きさは樹脂によって異なりますが、その範囲を表 6-10 に示します。

樹脂のメルトフローレートが増加すると、より小さなダイオリフィスギャップが選択されます。膜厚が厚くなると、より大きなギャップが選択されます。たとえば、LDPE-耐久性の高い包装フィルムの場合、MFR は比較的小さく、フィルムは厚いため、1mm のダイ オリフィス ギャップが選択されます。 LDPE 軽量包装フィルムの場合、MFR は比較的大きく、フィルムは薄いため、ダイ オリフィスのギャップは 0.5 ～ 0.6 mm になります。

LLDPE 樹脂は溶融粘度が高く、その溶融粘度はせん断速度の変化の影響を受けません。したがって、LLDPEの押出温度はLDPEよりも高く、ダイオリフィスギャップもLDPEよりもはるかに大きくなります。ギャップを大きくしないと、フィルム表面にザラザラした「サメ肌」模様が現れます。

HDPE 樹脂はメルトフローレートが比較的小さいため、ダイオリフィスのギャップはLDPE よりもわずかに大きくなります。

3. ブロウアップ率-

フィルムブランクがダイヘッドから出た後、圧縮空気が厚膜ブランクを吹き上げ、その直径を増加させ、厚さを減少させます（横方向の延伸）。ブローアップ率は通常 2～5 です。-爆発率は大きすぎてはなりません。-そうしないと、気泡管が揺れ、気泡の形状が不安定になり、膜厚が不均一になり、膜が破れやすくなります。ブローダウン比が増加すると、フィルムの横方向の引張強度、引裂強度、衝撃強度はすべて増加しますが、透明性と光沢は低下し、縦方向の引張強度は減少します。ポリエチレンフィルムのブローアップ率を表 6-11 に示します。

表6-11 ポリエチレンフィルムのブローアップ率

4. ドロー率

ポリエチレンフィルムが押出ダイヘッドを出てプルロールに案内された後、フィルムは縦方向に延伸されます。プルロールの線速度は一般に押出線速度の3～5倍であるため、フィルムは縦方向に3～5倍延伸され、縦方向の引張強度が大幅に向上します。フィルム包装袋は主に縦方向の引張力を受けるため、このことはフィルム包装袋の使用に有利です。