JP2004284270A - インフレーションフィルムの成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バブルの振動を抑制可能でかつ冷却効率の高い成形装置を提供することを目的とする。
【解決手段】チャンバ壁２０の外側と内側とを連通する開口５５を形成すると共に開口５５の面積を調節可能なバルブ装置５０を設ける。そしてスリット部３３ａから供給されるガスの流量が多い場合等、ベンチュリ効果が高すぎる場合には、チャンバ壁２０の外と内とを連通するバルブ装置５０の開口５５の面積を大きくし、チャンバ室４０内に吸引されるガスの量が増加させてバブルの振動の発生を抑制できる。一方、ベンチュリ効果が低すぎる場合には、開口５５の面積を小さくし、チャンバ室４０内に吸引されるガスの量を減らして、チャンバ室４０内の減圧度を高めバブルを十分に安定化する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状の熱可塑性樹脂成形品、特に、インフレーションフィルムを成形する成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にインフレーション成形により熱可塑性樹脂のインフレーションフィルムを製造する場合は、インフレーション成形用の環状ダイから溶融させた熱可塑性樹脂を上方に円筒状に排出させ、この円筒状の熱可塑性樹脂（バブル）内に空気等を吹き込んでバブルを膨張させると共に、外側から冷却用の空気をバブルに吹き付けてバブルを冷却する。そして、冷却により固化したバブルを１対の安定板により偏平に折りたたんだ後、１対の引取ロールで引き取り、更に巻取機で巻き取る。
【０００３】
このようなインフレーションフィルムの成形装置として、外側からバブルに吹き付けられた冷却用の空気をバブルの排出方向に導く筒状のチャンバ壁と、チャンバ壁で排出方向前方の先端に設けられその内径が可変なアイリスリングと、を有した成形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような成形装置においては、バブルに吹き付けられた冷却用空気が、アイリスリングによって絞られて再び樹脂に吹き付けられるので、バブルを効率的に冷却できる。また、バブルの膨張度合いの指標であるブロー比を変化させて様々な幅の製品を作る場合でも、バブルの径に対応してアイリスリングの内径を変化させることにより高い冷却効率でバブルを冷却することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５９−３９５２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような成形装置において、冷却用の空気の風量が高い場合にはバブルが振動する場合がある。バブルが振動するとインフレーションフィルムの成形においてしわが発生したり折径が変動する等、不具合を生ずる場合があり好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、バブルの振動を抑制可能なインフレーションフィルムの成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインフレーションフィルムの成形装置は、溶融した熱可塑性樹脂を筒状に排出する環状ダイと、上記環状ダイから排出された筒状の熱可塑性樹脂の外側を筒状に取り囲むチャンバ壁と、上記チャンバ壁と上記環状ダイから排出された筒状の熱可塑性樹脂との間にガスを供給するスリット部と、上記スリット部よりも上記環状ダイからの上記熱可塑性樹脂の排出方向前方に位置するように上記チャンバ壁の内周面に設けられ、その内径を調節可能な絞りリングと、上記チャンバ壁に設けられ、上記チャンバ壁の外側と内側とを連通する開口を形成すると共に上記開口の面積を調節することができるバルブ装置と、を備える。
【０００８】
本発明のインフレーションフィルムの成形装置においては、環状ダイから排出された熱可塑性樹脂（以下、バブルと呼ぶ）にスリット部から供給されるガスが吹き付けられ、バブルが十分に冷却される。また、ガスの流れが絞りリングで絞られることによるベンチュリ効果によってチャンバ壁とバブルＢとの間の領域であるチャンバ室内に減圧域が発生し、バブルが絞りリング側に引き寄せられる。
【０００９】
そして、特に、本発明のインフレーションフィルムの成形装置によれば、スリット部から供給されるガスの流量が多い場合等ベンチュリ効果が高すぎる場合に、チャンバ壁の外側とチャンバ壁の内側とを連通するバルブ装置の開口の面積を大きくすることができる。これにより、開口からチャンバ室内に吸引されるガスの量が増加されてチャンバ室内の減圧度が緩和され、ベンチュリ効果が低くなってバブルの振動の発生が抑制される。
【００１０】
一方、ベンチュリ効果が低すぎる場合には、開口の面積を小さくすることができる。これにより、チャンバ室内に吸引されるガスの量が減らされてチャンバ室内の減圧度が高められ、ベンチュリ効果が高められてバブルが絞りリングに十分に引き寄せるようになる。このためバブルが十分に安定化される。
【００１１】
ここで、上記バルブ装置の開口は、上記環状ダイからの上記熱可塑性樹脂の排出方向において上記絞りリングと上記スリット部との間に形成されることが好ましい。
【００１２】
これによれば、ベンチュリ効果による減圧が生じやすいチャンバ室におけるスリット部と絞りリングとの間の部分と、チャンバ室の外とが短い距離で連通されるので、チャンバ室内の減圧度の調整が容易となる。
【００１３】
また、上記絞りリングよりも上記環状ダイからの熱可塑性樹脂の排出方向前方に、さらに、別の絞りリングが上記チャンバ壁の内周面上に設けられることが好ましい。
【００１４】
これによれば、絞りリングが複数あるので、膨張により排出方向に形状の変わるバブルに合わせて、排出方向の複数の部分でベンチュリ効果によるバブルの安定化が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る成形装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明に係るインフレーション成形装置１の概略構成図である。インフレーション成形装置１は押出機２を有し、この押出機２は、ヒータ２ａで熱可塑性樹脂を加熱して溶融すると共に、その溶融樹脂をスクリュー２ｂにより押し出す。押出機２の先端部にはインフレーション成形用の環状ダイ３が連結されている。
【００１７】
この環状ダイ３は、図２に示すように、押出機２から押し出されるべき熱可塑性樹脂が通る環状の環状通路３ａを形成している。また、環状ダイ３は、環状通路３ａ上端の開口部から円筒状に押し出される樹脂（以下バブルＢとする）を膨張させるための空気等を導入する空気導入路３ｂを形成している。
【００１８】
環状ダイ３の上面部には、環状ダイ３における環状通路３ａの開口部から押し出されたバブルＢに対して外側から冷却用空気を吹き付けてバブルＢを冷却する冷却装置（詳しくは後述）３０が設置されている。この冷却装置３０には、冷却装置３０に空気を供給するブロワー７が空気導入管６ａを介して接続されている。
【００１９】
冷却装置３０の上方には、冷却固化されたバブルＢ（筒状のフィルム）を偏平に折りたたむ１対の安定板１２が配置され、この１対の安定板１２の上方には、偏平状態のフィルムを引き取る１対の引取ロール１３が配置されている。１対の引取ロール１３で引き取られたフィルムは、複数のロール１４を介して図示しない巻取機に送られて巻き取られる。
【００２０】
次に、図２〜５を参照して、本実施形態に係る冷却装置３０について詳しく説明する。
【００２１】
この冷却装置３０は、環状ダイ３における環状通路３ａの開口部から押し出された直後のバブルＢに対して外側から冷却用空気を吹き付けるためのエアリング３３を有している。エアリング３３は、バブルＢを環状に取り囲む吹出スリット３４を形成するスリット部３３ａを備えている。また、エアリング３３には、スリット部３３ａに接続されスリット部３３ａから吹き出す空気を所定容量保持するための空間３３ｂが形成されている。そして、このエアリング３３は環状ダイ３の上面部上に設けられている。また、空間３３ｂには上述の空気導入管６ａが接続されている。
【００２２】
また、冷却装置３０は、吹き出しスリット部３３ａの吹出スリット３４からバブルＢに吹き付けられた後の空気をバブルＢの排出方向に向かって導くチャンバ壁２０を有している。このチャンバ壁２０は、エアリング３３から上方に延び、バブルＢを外側から取り囲む形状を有している。具体的には、チャンバ壁２０は、所定の内径で排出方向に延在する円筒部２０ａと、円筒部２０ａの環状ダイ３側の端の外周側に設けられた円環状板である鍔部２０ｂと、を有している。エアリング３３のスリット部３３ａからバブルＢに吹き付けられた後の冷却用空気はチャンバ壁２０とバブルＢとの間のチャンバ室４０内を上方に向かって流れるようになっている。
【００２３】
チャンバ壁２０の排出方向前方の端部の内周面には、アイリスリング３１が設けられている。このアイリスリング３１は、バブルＢを外側から取り囲む水平な円環板状の絞りを形成すると共に、その絞りの内径を調節可能としている。このアイリスリング３１は、図３に示すように、複数の絞り羽根３１ａを軸３１ｂ周りに回動させることによって、絞り羽根３１ａが協働して絞りの内径を可変とするものである。
【００２４】
そして、本実施形態に係る成形装置１において、冷却装置３０のチャンバ壁２０には、図２〜図５に示すように、チャンバ壁２０の鍔部２０ｂに設けられ、チャンバ壁２０の外側からチャンバ壁２０の内側、すなわち、チャンバ室４０内へ空気を取入れるための開口５５を形成するバルブ装置５０が設けられている。
【００２５】
このバルブ装置５０は、チャンバ壁２０の鍔部２０ｂと、鍔部２０ｂ上に設けられ、鍔部２０ｂと略同じ大きさの円環形状で、かつ、その中心軸回りに回動可能とされた回転鍔部５１とを有して構成されている。
【００２６】
回転鍔部５１には、図３〜図５に示すように、上下に貫通する貫通孔５２が円環の周方向に沿って等間隔に複数形成されている。また、図４及び図５に示すように、チャンバ壁２０の鍔部２０ｂにも、回転鍔部５１の各々の貫通孔５２に対応する位置に、貫通孔５２と同程度の径で上下に貫通する貫通孔５３が複数形成されている。そして、図４及び図５に示すように、鍔部２０ｂの貫通孔５２と回転鍔部５１の貫通孔５２とが重なる部分によってチャンバ壁２０の外と、チャンバ室４０内と、を連通する開口５５が形成されると共に、固定側である鍔部２０ｂに対して回転鍔部５１が回転することにより、開口５５の面積を可変としている。なお、貫通孔５２及びこれに対応する貫通孔５３の数は多い方が好ましく、これにより、チャンバ室４０内の冷却用空気の流れに偏りが発生しにくくなる。また、貫通孔５２及びこれに対応する貫通孔５３の数は円周方向に等間隔で配置されている方が好ましく、これにより、上述と同様に、チャンバ室４０内の冷却用空気の流れに偏りが発生しにくくなる。
【００２７】
次に、このような成形装置１の動作について説明する。
【００２８】
本実施形態に係る成形装置においては、種々の熱可塑性樹脂をインフレーション成形することができ、例えば、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２９】
まず、上述のような熱可塑性樹脂を押出機２で溶融し環状ダイ３の環状通路３ａの開口部から筒状に押し出してバブルＢを形成すると共にバブルＢの内部に空気を吹き込んで膨張させる。また、エアリング３３のスリット部３３ａからバブルＢに対して冷却用の空気を供給すると共に、アイリスリング３１の内径を調節して、アイリスリング３１の内側端が、膨張したバブルＢの外表面から所定距離離間するように設定する。
【００３０】
エアリング３３から供給された冷却用の空気は環状ダイ３から押し出された直後のバブルＢに吹き付けられた後、バブルＢの排出方向に沿って流れ、続いて、アイリスリング３１によって、絞られてバブルＢの外表面に再び吹き付けられてからチャンバ室４０外に排出される。これによって、バブルＢが効率よく冷却され、透明性の高いインフレーションフィルムを形成できる。また、アイリスリング３１によってガスが絞られるので、ベンチュリ効果によってバブルＢとチャンバ壁２０との間のチャンバ室４０内に減圧域が生じ、バブルＢがアイリスリング３１に引き寄せられてバブルＢが安定化する。
【００３１】
このとき、熱可塑性樹脂の押し出し速度が比較的高くエアリング３３のスリット部３３ａからの冷却ガスの流量が比較的高い場合等において、ベンチュリ効果が高くなりすぎる場合がある。この場合、バブルＢが振動することがある。
【００３２】
ところが、本実施形態に係る成形装置１においては、このような場合にバルブ装置５０の回転鍔部５１を回動することにより、開口５５の開口５５の面積を大きくさせ、この開口５５からチャンバ室４０内に吸い込まれる空気の量を増やすことにより、チャンバ室４０内の減圧度を低下させてベンチュリ効果を低下させることができる。これによって、バブルＢの振動が抑制され、適切な強度のベンチュリ効果によってバブルＢが安定化される。
【００３３】
一方、熱可塑性樹脂の押し出し速度が比較的低くエアリング３３のスリット部３３ａからの冷却ガスの流量が比較的低い場合等において、ベンチュリ効果が低くなり過ぎる場合がある。この場合、バブルＢが不安定化する。ところが、本実施形態に係る成形装置１においては、バルブ装置５０の回転鍔部５１を回動することにより、開口５５の面積を小さくさせ、開口５５からチャンバ室４０内に吸い込まれる空気の量を少なくさせることができる。これにより、チャンバ室４０内の減圧度が高められてベンチュリ効果を強めることができ、バブルＢがアイリスリング３１に十分に引き寄せられてバブルＢが安定化される。
【００３４】
また、バルブ装置５０の開口５５がチャンバ壁２０でアイリスリング３１よりも環状ダイ３側かつスリット部３３ａよりも排出方向前方に設けられているので、ベンチュリ効果による減圧が生じやすいスリット部３３ａとアイリスリング３１との間の空間とチャンバ壁２０の外とが短い距離で連通されるので、チャンバ室４０内の減圧度の調整が容易となっており、ベンチュリ効果の制御を迅速に行うことができる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る成形装置の変形例について説明する。
【００３６】
本変形例に係る成形装置１Ａが、上述の成形装置１と異なる点は、冷却装置３０がアイリスリング３１，３１，３１を排出方向に複数備えている点である。具体的には、アイリスリング３１，３１，３１は、円筒部２０ａの内側に、排出方向にほぼ等間隔に離間されて設けられている。
【００３７】
このような成形装置１Ａにおいては、上述の成形装置１と同様の作用効果を奏する。また、アイリスリング３１を複数備えていることにより、バブルＢの排出方向の複数の位置において、ベンチュリ効果によってバブルＢが外側に引き寄せられるので、バブルＢがより安定化される。また、バルブ装置５０の開口５５がチャンバ壁２０で最下部のアイリスリング３１よりも環状ダイ３側かつスリット部３３ａよりもバブルＢの排出方向前方に設けられているので、ベンチュリ効果による減圧度が最も高くなりやすい最下部のアイリスリング３１とエアリング３３のスリット部３３ａとの間の空間とチャンバ壁２０との間が短い距離で連通されているので、チャンバ室４０内の減圧度の調整が容易となっており、ベンチュリ効果の制御を上述の成形装置１と同様にと同様に迅速に行うことができる。
【００３８】
なお、上記実施形態においては、貫通孔５２，５３同士を重ね合わせるようにして開口５５の面積を調節しているが、これに限られず、例えばニードルや、バタフライ等によって開口の面積を調節しても良い。
【００３９】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る成形装置によれば、チャンバ壁の外側とチャンバ壁の内側とを連通するバルブ装置の開口の面積を調節することにより、開口からチャンバ室内に吸引されるガスの量を増減でき、ベンチュリ効果を適切な程度に調節出来る。これにより、バブルの不安定化や振動等を抑制できる成形装置が実現され、品質の高い筒状の熱可塑性樹脂成形品を高い生産性で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る成形装置の概略構成図である。
【図２】図１の冷却装置及びその周辺を説明する断面図である。
【図３】図２の上面図である。
【図４】図３のバルブ装置の拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】本実施形態に係る成形装置の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ…インフレーションフィルムの成形装置、３…環状ダイ、３３…エアリング、３３ａ…スリット部、２０…チャンバ壁、３１…アイリスリング（絞りリング）、５０…バルブ装置、５５…開口。

Claims (3)

1. 溶融した熱可塑性樹脂を筒状に排出する環状ダイと、
   前記環状ダイから排出された筒状の熱可塑性樹脂の外側を筒状に取り囲むチャンバ壁と、
   前記チャンバ壁と前記環状ダイから排出された筒状の熱可塑性樹脂との間にガスを供給するスリット部と、
   前記スリット部よりも前記環状ダイからの前記熱可塑性樹脂の排出方向前方に位置するように前記チャンバ壁の内周面に設けられ、その内径を調節可能な絞りリングと、
   前記チャンバ壁に設けられ、前記チャンバ壁の外側と内側とを連通する開口を形成すると共に前記開口の面積を調節することができるバルブ装置と、
   を備えるインフレーションフィルムの成形装置。
2. 前記バルブ装置の開口は、前記環状ダイからの前記熱可塑性樹脂の排出方向において前記絞りリングと前記スリット部との間に形成された請求項１のインフレーションフィルムの成形装置。
3. 前記絞りリングよりも前記環状ダイからの熱可塑性樹脂の排出方向前方に、さらに、別の絞りリングが前記チャンバ壁の内周面上に設けられた請求項２に記載のインフレーションフィルムの成形装置。

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