ブローングラスフィルムの仕組みは？

現代のプラスチック製品の中で、プラスチックフィルムは食品包装、工業包装、農業用被覆フィルム、医療用品など多くの分野で広く使用されています。プラスチックフィルムの製造方法はいくつかありますが、その中でブロー成形は重要かつ広く用いられているプロセスであり、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）などの熱可塑性フィルム製品の製造に広範に利用されています。では、ブロー成形フィルムの仕組みはどのようになっているのでしょうか。その工程の特徴、装置構造および制御パラメータにはどのようなものがあるのでしょうか。この記事では、ブロー成形の作動原理および技術プロセスについて詳しく解説します。

1. 什么是 ブローングラビングフィルム ?

ブローントフィルムとは、熱可塑性プラスチックを加熱溶融し、チューブ状のフィルムに押出し、中心部を膨らませながら冷却および延伸することによって、縦方向および横方向の両方に延長および成形されたプラスチックフィルムです。ブローントフィルムは一般的に優れた機械的特性、熱封性および耐久性を持っており、最も一般的なフィルム製造方法の一つです。

2. 動作原理

ブローントフィルムの核心は、押出・吹脹・冷却・引取り・巻取りという連続的なプロセスであり、装置の精密な制御および原材料の熱可塑性挙動に依存しています。
要するに、その基本的な動作原理は以下の通りです：

• プラスチック原料（例えばPE粒子）を押出機で加熱溶融します；
• 溶融したプラスチックをダイヘッドから押出し、チューブ状の溶融胚を形成します；
• 圧縮空気をチューブ胚の中心部に充填して、それをバブルフィルムに吹き膨らませます；
• 同時に空気環を使用して外部から冷却し、フィルムバブルを固化させます；
• フィルムバブルは、トラクショーローラーを通じて引き伸ばされ、平らにされてから巻き取られます。
• このプロセスは成形を達成するだけでなく、同時にフィルムの厚さ、幅、透明度および機械的特性を制御します。

3. ブローントフィルム押出プロセスの力学

3.1 フィルム形成のためのポリマー溶融

ポリマーペレットはエクストルーダーバレル内に供給され、回転するスクリューとバレルヒーターによって、160〜260°Cで熱可塑性樹脂が溶融します。±5°C以内の温度勾配を維持することで、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなどの材料の分子構造を保持します。

3.2 空気膨張によるバブル形成

ダイの中心開口部から空気を注入することで、ポリマーチューブが制御されたバブルに変化します。戦略的に配置されたエアーリングによって構造を冷却しながら、内部圧力によりバブルの直径を調整し、最大40層までのフィルム特性を決定します。

3.3 ディー内で生じる材料の流動力学

スパイラルマンドレル分配装置は、360°のダイ内周上でポリマーフロー速度を均等にすることで、溶接線や厚みむら（±5％の許容差）を防止します。最新のダイ形状は、LLDPEなどの樹脂に対して流体力学的解析を用いて最適化されています。

3.4 プロセス制御パラメーター

自動フィードバックシステムにより、生産シフト中でもバブルの安定性を維持するために押出速度を0.2%の精度で調整します。

4. エアーリングシステムの設計原理

エアーリングは正確な角度が設定された空気流によって主に外部冷却を行う。最新のシステムには温度層を管理する複数のチャンバーが組み込まれており、高速生産に不可欠な均一な表面冷却を維持する。

4.1 内部バブル冷却メカニズム

内部バブル冷却（IBC）システムは、冷却空気をバブルコア内に循環させることで放熱効率を2倍にします。これにより、従来の装置よりも30％以上高速な押出速度を実現しつつ、エネルギー消費を削減します。

4.2 結晶化制御方法

ポリエチレンフィルムには、結晶成長を15µm以下に抑えるために40°C/分以上の冷却速度が必要です。共押出構造では、層ごとに異なる冷却ゾーンが結晶化の発展を管理します。

4.3 均一な厚さの達成

温度偏差が5°Cを超えると、ゲージのバラつきが8％以上発生します。リアルタイムの赤外線モニタリングと自動エアリングアクチュエーターにより、厚さの許容差を±3％の業界標準内で維持します。

5. 業界における応用

5.1 パッケージング技術の革新

ブロー押出フィルムは汎用性の高い性能によりフレキシブル包装分野で主流である。食品用途では優れたバリア特性を活かし、医療包装では滅菌可能なフィルムが点滴バッグや手術器具のラップに利用されている。

5.2 農業および産業分野での用途

農業分野では温室用カバーやUV安定化マルチフィルムなどの特殊ブローフィルムが使用されている。工業用途には建設用防湿シートや輸送保護用の高耐久バッグが含まれる。

FAQ

1. 吹込押出フィルムとは何か？

ブローントフィルム押出法は、ポリマー樹脂を溶融し、円形ダイを通して連続的なチューブ状フィルムを形成し、その後空気で膨らませてバブル状にするプロセスです。

2. 吹込押出フィルムで一般的に使用される材料は？

一般的な材料には、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、PVCがあり、それぞれ異なる特性を持ち、さまざまな用途に適しています。

3. 吹込フィルムの主な用途は？

柔軟性のある包装材、農業用フィルム、工業用ラップ、医療用包装材など多岐にわたります。

4. 吹込フィルムを鋳造フィルム押出よりも使用する利点は？

ブローントフィルムは一般的に優れた引張強度および貫通耐性を備えている一方、キャストフィルムは高い透明性と生産効率に優れている。