JP2593820B2 - 熱可塑性材料からなるチューブの冷却装置 - Google Patents

熱可塑性材料からなるチューブの冷却装置

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JP2593820B2 JP62075745A JP7574587A JP2593820B2 JP 2593820 B2 JP2593820 B2 JP 2593820B2 JP 62075745 A JP62075745 A JP 62075745A JP 7574587 A JP7574587 A JP 7574587A JP 2593820 B2 JP2593820 B2 JP 2593820B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱可塑性材料からなるパイプの冷却方法お
よびそのための装置に関するものである。
従来の技術 流動状態の熱可塑性材料をを筒状の押出−吹出用ダイ
スを通過させて得られるチューブを冷却する方法は既に
公知である。冷却の初期段階では、チューブはダイスの
直径とほぼ同じ直径の円筒である。
例えば、ヨーロッパ特許第0,041,803号と第0,077,661
号には、どちらにも、円筒状で閉じており、ダイスの出
口でチューブを取り囲む下部チェンバと、冷却用空気を
該下部チェンバの出口でチューブに対して垂直方向に向
ける吹出リングとを備える装置が記載されている。前者
の特許に記載の装置は、さらに、吹出リング上に設置さ
れた上部チェンバを備える。この上部チェンバは、チュ
ーブが膨張した後に冷却用空気をこのチューブに沿った
方向に向けるためのものである。後者の特許に記載の上
部チェンバは、吹出リングと直接接してはいないため、
2次誘導空気流が浸入できるという特徴をもつ。
フランス国特許出願第1,421,490号には、ダイスの出
口のすぐ近傍に配置された空気吹出用の回転リングと、
この回転リングを冷却するチューブの間に挿入されたフ
ランジとを備える装置が記載されている。フランジに
は、冷却用空気流をチューブに沿った方向に偏向させる
機能がある。アメリカ合衆国特許出願第3,307,218号に
は、チューブの径が最大となるときにこのチューブを取
り囲む鉛直方向の円筒状スリーブと、チューブを変形温
度よりも低い温度に冷却するためにチューブに平行な空
気流を吹込む手段とを備える装置が記載されている。
ヨーロッパ特許第0,130,909号には、中間部に、強力
吹出リングを備え、上部に上部チェンバを備える装置が
記載されている。強力吹出リングは、空気流をチューブ
の方向に向ける機能がある。上部チェンバ内では、チュ
ーブが引張られる方向を向いた空気流がチューブに衝突
する。この装置はさらに、下部に下部チェンバを備え
る。この下部チェンバは閉じられておらず、少なくとも
ひとつの開口部を有している。
発明が解決しようとする問題点 冒頭に引用した2つの特許に記載の装置には以下の欠
点がある。すなわち、チューブから得られるフィルムの
光学的特性を向上させることができるのは、従来の冷却
システムを用いて得られたフィルムでもすでにかなり満
足のゆく光学特性を備えているような熱可塑性材料を使
用して製造したチューブから得られるフィルムの場合に
限られるという欠点である。
最後に引用した特許に記載の装置を用いると上記の欠
点を解決することができる。しかしこの装置を実際に使
用した結果、チューブからフィルムを作成した場合に厚
さがわずかに不均一になるという欠点が現われる可能性
のあることがわかった。
本発明の方法および装置は、チューブの肉厚の均一性
を高めるとともに、このチューブから得られるフィルム
の光学特性を維持、さらには向上させることを目的とす
る。
問題点を解決するための手段 本発明は、熱可塑性樹脂を環状ダイを通過させて溶融
押出し、インフレーションして得られるチューブの冷却
方法であって、このチューブは冷却の第1段階では環状
ダイとほぼ同じ直径の筒状であり、冷却の第2段階では
ほぼ円錐台形であり、冷却の第3段階では冷却の第1段
階のチューブと同軸かつ直径がより大きい筒状であり、
チューブは加圧した主空気流と主空気流によって誘起さ
れる2次空気流とで冷却され、主空気流の流れの方向は
チューブが引張られる方向と同じであり、2次空気流は
主空気流とチューブとの間を流れ、主空気流は冷却の第
2段階でチューブに当てられるチューブの冷却方法にお
いて、2次空気流を冷却の第1段階の間を通してチュー
ブと平行にチューブの進行方向と同じ方向に、流路の大
部分で層流となるように流し、冷却の第1段階での筒状
のチューブの直径に対する長さの比率を2〜7とするこ
とを特徴とする方法を提供する。
熱可塑性材料は、特に、遊離基法により得られる低密
度ポリエチレン、エチレンと極性をもつコモノマーとの
コポリマー、あるいは、エチレンとα−オレフィンとの
コポリマーの中から選択する。極性をもつコモノマーと
しては、例えば、ビニルアセテート、アクリル酸のエス
テル、メタクリル酸のエステル、無水マレイン酸、一酸
化炭素がある。また、α−オレフィンとしては、チーグ
ラー触媒を用いて得られる、炭素数が3〜12個であり、
直線状低密度ポリエチレンと呼ばれるものを用いる。熱
可塑性材料としては、さらに、上記のポリエチレンとコ
ポリマーのいろいろな混合物を用いることができる。た
だし、この場合には、使用する混合物の、ASTM D1238−
78に基づいて190℃で2.16kgの荷重をかけて測定するメ
ルトインデックスが、0.01〜1g/分という当業者に周知
の条件を満たしていなくてはならない。
主空気流は普通室温である。この主空気流は、冷却の
第2段階の間を通じてチューブに当たり続ける。ことろ
で第2段階とは、チューブの直径が、膨張率に応じてダ
イスの直径にほぼ等しい値から最終的な直径に対応する
値に変化するときである。主空気流がチューブの壁面と
なす角度は90゜〜0゜であり、流れの方向はチューブが
引張られる方向と同じである。
主空気流により2次空気流が誘起されるが、この2次
空気流は、冷却の第1段階でチューブに当たる。2次空
気流は、押出ダイスのできるだけ近くでチューブに当た
ることが望ましい。
チューブがなす円筒の長さと直径の比の値は、冷却の
第1段階を通じて1〜10であることが好ましい。この比
の値は2〜7であることがさらに好ましく、ほぼ4であ
ることがもっとも望ましい。
誘起された2次空気流は、行程の少なくとも80%にわ
たって層流となっていることが望ましい。これは、2次
空気流中に乱流が発生することがあっても押出ダイスの
出口付近にのみ限られることを意味する。主空気流に対
する誘起2次空気流の体積比は0.01〜0.2であることが
望ましい。2次空気流は、チューブが膨張するときに主
空気流と合流することが望ましい。この場合、合流した
主空気流と誘起2次空気流は、冷却の第3段階の間を通
じてチューブの方に向けられていることが望ましい。
本発明の方法を用いると、上記ヨーロッパ特許第0,13
0,909号に記載の装置を使用して得られるフィルムのす
ぐれた光学特性を保持したまま、厚さの均一性が非常に
よいフィルムを得ることができる。
本発明によれば、さらに、上記の冷却方法を実施する
ための、押出機2の端部に取り付けられた筒状ダイス1
を備える装置であって、さらに開口度が調節可能であ
り、上記筒状ダイス1と同軸に設置された少なくともひ
とつのオリフィス4を備える筒状リング3と、上記筒状
ダイス1と同軸で、該筒状リング3上に設置された筒状
第1スリーブ5と、該第1スリーブ5と同軸で、該第1
スリーブ5よりも大きな直径を有する筒状第2スリーブ
6とを備え、第1スリーブと第2スリーブの間の空間に
圧縮空気供給源との接続装置7を少なくともひとつ備え
ることを特徴とする装置が提供される。
筒状ダイス1と押出機とからなる装置は当業者に周知
である。この筒状ダイス内を導管9が貫通している。導
管9は、チューブ内の所定の高さ位置に圧縮空気を吹き
込んでチューブを膨脹させるためのものである。
筒状リング3のオリフィス4の開口度は、公知の任意
の方法を用いて調節することができる。調節には、例え
ば、やはり筒状のすべり弁を用いる。誘起2次空気流が
通過できるようにするため、オリフィス封鎖装置でオリ
フィス4の開口度を最大に絞った状態でも本装置内に空
気流がわずかに侵入できるようにしておく。
筒状の第1スリーブ5は、筒状ダイス1と同軸にして
筒状リング3上に設置されている。第1スリーブ5の高
さは直径以上の長さであり、その比は1〜10であること
が好ましい。この比の値は2〜7であることがさらに好
ましく、約4であることがもっとも望ましい。第1スリ
ーブ5と筒状リング3は気密に接続されていることが望
ましいため、両者を溶接あるいははんだ付けする。第1
スリーブ5と筒状リング3とは、機械加工により直接成
形した単一の部材とすることも可能である。
第1スリーブ5と第2スリーブ6はそれぞれ単一の部
品で構成することが可能である。しかし両スリーブとも
複数の部分からなることが望ましい。第1スリーブ5の
下部は、筒状リング3と一体の単一部材とすることがで
きる。第1スリーブ5の中間部と上部は、下部の上に順
次組立てる構成のはめ込み式の筒とすることが望まし
い。
この装置を簡単に分解できるようにするためには、第
1スリーブ5と第2スリーブ6の一方または両方に、開
閉装置を母線に沿って取り付けることが望ましい。例え
ば、2つの半筒を片側をヒンジで接続し、反対側を留め
金で留める。第1スリーブ5と第2スリーブ6いずれも
がはめ込み式の筒で構成されている場合には、各筒に母
線に沿って開閉装置を取り付けることになる。
第1スリーブ5の上端は、熱可塑性材料からなるチュ
ーブが冷却の第2段階に入る位置、すなわちチューブが
膨脹し始める位置である。チューブが重力により下がる
のを防ぐため、第2スリーブ6の上端は第1スリーブ5
の上端よりも高い位置にくるようにすることが好まし
い。この場合、2つのスリーブの上端で画成される仮想
面は、冷却の第2段階でチューブを取り囲む円錐台を形
成する。
本発明の変形例によれば、第1スリーブ5と第2スリ
ーブ6の一方または両方の上部が上方に向けて広がる円
錐台を形成する。
本発明の別の変形例のように、第2スリーブ6の上端
に(はめ込み式の)整流壁8を設けることが望ましい。
整流壁とは、合流した空気流と誘起2次空気流を、冷却
の第3段階の初期にチューブに沿って導く装置のことで
ある。整流壁は例えば上方に広がる円錐台状のスリーブ
とする。このスリーブの先端には、冷却の第3段階にお
けるチューブの直径よりも大きな直径の筒状スリーブを
延長部として取り付けることもある。
また、整流壁は、筒状ダイスと同軸で、直径が順番に
大きくなる一連の筒状リングを積み重ねて構成すること
もできる。この場合、筒状リングの下部の直径を所定の
値に決めて、直下の筒状リングの上部にはめ込むことが
可能である。さらに、少なくともひとつの筒状リング、
好ましくは各筒状リングが、一平面を介して上方の筒状
リングと接続される構成にすることもできる。
好ましい別の変形例によれば、筒状リングは少なくと
も2つの固定部材10により互いに接続されるとともに第
2スリーブ6の上部に接続されている。固定部材10は縦
断面が「階段」状であり、鉛直方向に細長い穴を備えて
いる。筒状リングは、高さ位置を調節してこの穴にネジ
で固定する。この変形例においては、空気流が各筒状リ
ングの間を下方から上方に向けて鉛直にわずかに流れ
る。
本発明の装置にはさらに、先に引用したヨーロッパ特
許第0,130,909号の第2図に記載したのと同様の内部冷
却装置を備え付けてもよい。この場合、第1スリーブ5
と第2スリーブは、はめ込み式の部材で構成し、母線に
沿って開閉可能にすることが好ましい。
本発明を、添付の図面を参照して以下に説明する。
図面に示した装置は単なる一例であって本発明を限定
するものではない。
実施例 第1図に示した装置は、以下の構成要素を備える。
− チューブを膨脹させるための圧縮空気を送り込む導
管9を備える筒状ダイス1。この筒状ダイス1は押出機
2の端部に取り付けられている。
− 複数のオリフィス4を備える筒状リング3。各オリ
フィス4の開口度は、すべり弁装置を用いてすべて同時
に制御することができる。このすべり弁装置は、穴のあ
いた筒状リング11を備えている。ストッパにより、オリ
フィス4が完全に閉鎖されることのないよう筒状リング
11の動きを制限する。
− ひとつのベース51とはめ込み可能な4つの筒状部材
52、53、54、55とからなる筒状第1スリーブ5。
− ひとつのベース61とはめ込み可能な4つの筒状部材
62、63、64、65とからなる筒状第2スリーブ6。
− 第1スリーブ5と第2スリーブ6の間の空間に圧縮
空気を供給する装置7。
− 「段階」の形状をもつ2つの固定部材101と102によ
り互いに接続されるとともに最上部の筒状部材65に接続
される2つの筒状リング81と82を備える整流壁8。
熱可塑性材料からなるチューブは参照番号Gで示す。
上記の装置を始動させて(すなわち、チューブの引張
りを開始し、ニップロール(不図示)間を通過させ、チ
ューブを膨脹させて)装置が定常状態になったときの動
作は以下の通りである。圧縮空気供給装置7から加圧さ
れた主空気流が導入される。主空気流は、第1スリーブ
5と第2スリーブ6の間の空間を通過した後、チューブ
が膨脹するときにチューブに当たる。主空気流が大気中
に出るときに、吸引作用により2次空気流が誘起され
る。この2次空気流は、オリフィス4を通ってチューブ
と第1スリーブの間の空間に侵入する。2次空気流は層
流であり、第1スリーブ5の上部で主空気流と合流す
る。合流した空気流は、整流壁8により大気中へと導か
れる。
以下の実施例は、本発明の方法と上記の装置を利用す
ることの利点を示すものである。
実施例1〜3 直径が150mmでギャップ間隔が0.8mmのダイスを備える
添付の図面に示したタイプの装置を用いて、遊離基法に
より低密度ポリエチレンを押し出した。標準規格ASTM D
1238−73に従って測定したメルトインデックス(MI)を
g/分の単位で表わした数値と密度(d)は、第1表にま
とめてある。膨脹率(冷却の第3段階におけるチューブ
の直径のダイスに対する比)は2である。
第1表には他にも以下の物理量が記載されている。
− 主空気流に対する誘起2次空気流の体積比V。
− ポリエチレンの流量Q(単位はkg/時間)。
得られたチューブには光学的欠陥がない。
このチューブから得られたフィルムについて以下の物
理量を測定した。
− 厚さE(単位はミクロン)。
− 標準規格NFT54109に従う衝撃強さRi(単位はグラ
ム)。
比較例4〜6 先に引用したヨーロッパ特許第0,130,909号の実施例1
3に記載の装置を用いて実施例1〜3と同じポリエチレ
ンをチューブに成形した。膨脹率は2である。
実施条件および得られた結果は第2表にまとめてあ
る。
本発明の方法と装置を用いる場合には、先に引用した
ヨーロッパ特許第0,130,909号とは異なり、フィルムの
光学特性を良好な状態に保ったままフィルムの厚さをよ
り均一にできるだけでなく、フィルムの衝撃強さも改善
することができる。
上記の結果は、高さが低いにもかかわらず、原料のフ
ィード量を一定にした場合に製品の生産速度をより大き
くすることのできる装置を用いて得られたものである。
従って、得られるチューブの肉厚は薄くなる。第1スリ
ーブ5と第2スリーブ6を高くすると生産速度をさらに
大きくすることができる。
実施例7 実施例1〜3と同じ装置を用いて、低密度ポリエチレ
ンを肉厚が30μmのチューブに成形した。低密度ポリエ
チレンとしては、セーデーエフ シミー ウー.ペー・
(CDF CHIMIE E.P.)社がロトレーヌ エフイクス429
(LOTRENE FX429)の商品名で市販しているものを用い
た。この低密度ポリエチレンはメルトインデックスが0.
042g/分で、密度は0.922である。このチューブから得ら
れたフィルムは厚さが非常に均一で、(標準規格ASTM
D1003に従い測定した)曇り度はほんの2%であった。
比較のため、同じポリエチレンを、ダイスの出口に直
接空気を吹きつけるタイプの従来の冷却装置を用いてチ
ューブに成形した。このチューブから得られたフィルム
の曇り度は6%であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、熱可塑性材料からなるチューブの冷却を行う
ための、本発明による装置の概略図である。 (主な参照番号) 1……筒状ダイス、2……押出機 3……筒状リング、4……オリフィス 5……第1スリーブ、6……第2スリーブ 7……圧縮空気供給装置 8……整流壁、9……導管 101、102……固定部材 G……チューブ
フロントページの続き (72)発明者 ヴァンサン エルヴェ フランス国 62160 ビュリイ レ ミ ーヌ リュ ジャン バール 39 (56)参考文献 特開 昭60−172522(JP,A)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却の第1段階では環状ダイとほぼ同じ直
    径の筒状であり、冷却の第2段階ではほぼ円錐台形であ
    り、冷却の第3段階では冷却の第1段階のチューブと同
    軸かつ直径がより大きい筒状であるチューブを加圧した
    主空気流と主空気流によって誘起される2次空気流とで
    冷却し、この際、主空気流の流れの方向はチューブが引
    張られる方向と同じであり、2次空気流は主空気流とチ
    ューブとの間を流れ、主空気流は冷却の第2段階でチュ
    ーブに当てられ、2次空気流は冷却の第1段階の間を通
    じてチューブと平行にチューブの進行方向と同じ方向
    に、流路の大部分で層流となるように流される、熱可塑
    性樹脂を押出機(2)の先端に設けた環状ダイ(1)を
    通過させて溶融押出し、インフレーションして得られる
    チューブの冷却装置において、 環状ダイス(1)と同軸に設置された少なくとも一つの
    開口度が調節可能なオリフィス(4)を有する筒状リン
    グ(3)と、この筒状リング(3)上に環状ダイス
    (1)と同軸に設置された直径に対する長さの比率が2
    〜7である筒状第1スリーブ(5)と、この第1スリー
    ブ(5)と同軸でかつ第1スリーブ(5)よりも大きな
    直径を有する筒状第2スリーブ(6)とを備え、第1ス
    リーブと第2スリーブとの間の空間に圧縮空気を供給す
    る圧縮空気供給装置(7)を有することを特徴とする装
    置。
  2. 【請求項2】第1スリーブ(5)と第2スリーブ(6)
    の一方または両方がはめ込み可能な複数の部分からなる
    特許請求の範囲第1項に記載の装置。
  3. 【請求項3】第1スリーブ(5)と第2スリーブ(6)
    の一方または両方を母線に沿って開閉可能にする手段を
    有する特許請求の範囲第1または2項に記載の装置。
  4. 【請求項4】第2スリーブ(6)の上端が第1スリーブ
    (5)の上端よりも高い位置にある特許請求の範囲第1
    〜3項のいずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項5】第1スリーブ(5)と第2スリーブ(6)
    の一方または両方が上方に向けて広がった円錐台形であ
    る特許請求の範囲第1〜4項のいずれか一項に記載の装
    置。
  6. 【請求項6】第2スリーブ(6)の上端に整流壁(8)
    を有する特許請求の範囲第1〜5項のいずれか一項に記
    載の装置。
  7. 【請求項7】整流壁(8)が環状ダイと同軸でかつ直径
    が順番に大きくなる一連の筒状リングを積み重ねて構成
    され、各筒状リングは少なくとも2つの固定部材を介し
    て互いに接続され且つ第2スリーブ(6)の上部に接続
    される特許請求の範囲第6項に記載の装置。
JP62075745A 1986-03-28 1987-03-28 熱可塑性材料からなるチューブの冷却装置 Expired - Lifetime JP2593820B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8604498A FR2596317B1 (fr) 1986-03-28 1986-03-28 Procede de refroidissement d'une gaine tubulaire en matiere thermoplastique et un dispositif pour sa mise en oeuvre
FR8604498 1986-03-28

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Publication Number Publication Date
JPS62236723A JPS62236723A (ja) 1987-10-16
JP2593820B2 true JP2593820B2 (ja) 1997-03-26

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EP (1) EP0239496B1 (ja)
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KR (1) KR950011891B1 (ja)
CN (1) CN87102359A (ja)
AT (1) ATE50191T1 (ja)
BR (1) BR8701414A (ja)
DE (1) DE3761621D1 (ja)
DK (1) DK163285C (ja)
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