JP3881080B2

JP3881080B2 - インフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置とこのバブル外冷装置を使用したインフレーションフイルム成形装置

Info

Publication number: JP3881080B2
Application number: JP9491697A
Authority: JP
Inventors: 英典小熊
Original assignee: 株式会社プラコー
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10272692A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インフレーション成形装置用のバブル外冷装置と、このバブル外冷装置を使用したインフレーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の成形装置としては、種々発表されているが、以下のような問題点がある。まず、図３に示す従来技術である一段吹出エアリング１では、比重が重く、溶融張力の弱いコンパウンド樹脂は高ブロー比成形時にはバブルＢが下垂れてしまい、きのこ状となり安定性が悪く、バブルがこのエアリング１に粘着してしまう。風量を増加させた場合は成形ダイの環状吐出口から引き裂かれてしまい、風量には限界が生じる。また、図４に示す従来技術である一段吹き出しエアリング２において、バブル形状に近似した傾斜エアガイド３を成形ダイの環状吐出口近くに配置させ、この傾斜エアガイド３とバブルＢ外表面との間隙の空気量によってバブルＢの下垂れを防止させようとすると、空気流が半冷却状態（バブル延伸プロセス中）で一気に高速で流れる為に溶融張力の弱い、しかも高ブロー比に延伸される広径バブルは波打ち状態となり、安定性に欠け、厚み幅に変動を生じた製品となってしまう。また図５に示す従来技術である２段吹出口５、６を有するエアリング４において、このエアリング４からのエアーを成形ダイの環状吐出口近郊に設けた２つの吹出口５、６で分流させ、成形ダイの環状吐出口から吐出された溶融樹脂を下段吹出口５から吹き出されたエアーによって、バブルＢの安定性を図りつつ、完全冷却まで補おうとした場合、各々の吹出口５、６からの吹出量を調整可能であれば、このエアリング４の吹出口５、６付近ではバブルＢの安定は図れるものの、高ブロー比成形時には、広径側バブルＢは波打ち状態となり不安定となる。またこの場合においてもバブルＢに当るエア速度は厳しく限定されねばならず、もしこの力が強すぎると成形ダイの環状吐出口からバブルＢが引き裂かれるおそれがある。
【０００３】
また図６に示す従来技術である相互離反した２段吹出口７、８を有するエアリング９であって、下段吹出口７の外側エアリップと上段吹出口８エアリングの内側リップを連ねエアガイドＧを形成したものにおいても、このエアガイドＧとバブルＢ外表面間の間隙を、一気に高速流でエアは流れ、バブルＢは波打ち状態となり不安定となってしまう。
【０００４】
また第７図に示す従来技術である相互完全に離間してエアリング９ａ、９ｂを２段上下に配置し、第６図のエアガイドＧを中途で分断したものＧａでは、このエアガイドＧａとの間隙をエアは一気に高速流となっては流れずバブルＢの波打ちは発生せず、各々空気量を調節すれば取付位置近郊でバブルＢの冷却効果及び安定は図れるが、比重が大きく溶融張力の弱いコンパウンド樹脂の場合は、エアガイドＧａとバブルＢ間で、バブルＢを持ち上げる抗力が不足となり、この部分においてバブルＢはこぶ状に下垂れてしまう。その為にバブルＢが不安定となり、上段のエアリング１２に粘着する恐れを生じ、時として粘着した部分からバブルＢが引き裂かれることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記課題を解決すべくエアガイドを利用したものを実公平５−１３５５１号公報の記載の如く開発したが、その成形性に今一歩の感がある。この発明は、２段吹き出しエアリングの構造を改良し、圧力損失が低く、風量を増大しても、バブルを高範囲にブローアップし、安定良く高速成形可能なインフレーションフイルム成形装置を市場に提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためにこの発明は、成形ダイの環状吐出口の近傍にこのダイと同心的に上下２段の環状吹出口を有するエアリングが設けてあり、前記環状吐出口寄りの下段の環状吹出口の外側リップは高さの高い環状ブロック体のバブル側傾斜内面の下端部分で形成され、このバブル側傾斜内面はエア流をバブル全外周面に沿い案内する上端ほど径が広くなる環状内面としてあり、この環状ブロック体の上端には上段の吹出口の内側リップが形成され、前記上段の環状吹出口の内側リップの先端は前記バブルの流れ方向へこのバブルに沿って殺がれ、かつこのブロック体の前記バブル側傾斜内面には階段状に窪みが形成されて、前記上段の環状吹出口を形成する内、外リップのうち外側リップの先端はこの内側リップに向けて屈曲しており、この外側リップの外周面には、上下移動調整可能な補助リップが設けてあり、この外側リップと補助リップとの間に容量可変な環状の圧力室がバブル側に向けて開口して形成されていることを特徴とするインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置としてある。
【０００７】
課題を解決するために、関連発明は請求項１、２、３、４、５又は６記載のバブル外冷装置を成形ダイ上部に配置してあることを特徴とするインフレーション成形装置としてある。
【０００８】
【発明の効果】
前記のように構成したこの発明のインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置の作用をこのバブル外冷装置を使用したインフレーションフイルム成形装置の作用と併せて説明しつつ効果を説明する。送風機の始動により上下２段の環状吹出口から冷却用エアを吹き出すとともに、押出成形機を作動し、バブルを成形ダイの環状吐出口から押し出す。このエアリングにおける下段の環状吹出口から吹き出る冷却用エアは前記成形ダイの環状吐出口から押し出されてくる溶融樹脂をこの下段の環状吐出口近傍において予備冷却しこの樹脂を予備凝固し延伸率を損なわない程度にその溶融張力を増加させる。この予備冷却を行った後、前記エアは内圧により膨張成形される前記バブルの外表面と前記環状ブロック体のバブル側傾斜内面との間隙をバブル引取り方向に高速で流れるとともにその一部はこのバブル側傾斜内面の階段状の窪み内に流入し拡散して、風速を低下する。
【０００９】
各窪み内の圧力とバブルの内圧とのバランスによってこの溶融張力の弱いバブルを前記環状ブロック体のバブル側傾斜内面と面接触させずに外方より持ち上げ支持しその垂れ下がりを無くし、かつ風速が低いためその振動が少なく、前記バブル表面に波状の弛みが発生するのを完全に防止出来る（請求項１、３、６、７記載の発明の効果に対応）。前記窪み内に流入し一時的に滞留したエアはこのエアリングの下段の吹出口から吹き出る冷却用エア流によりこの窪み内で撹拌され順次その一部はバブルに沿って流れるエア流に乗ってこの窪みから前記上段の吹出口側へ流出して行くため、同時に窪み内のエアを常時低い温度のものに維持できる（請求項１、３、６、７記載の発明の効果に対応）。下段の吹出口から吹き出る冷却用エア流の速度はエア流の各窪みへの流入により急速に流速を低下されると共にこの窪みからのエアの混合流出により更にその流速は緩和し、前記バブルの外表面と前記上段の環状吹出口の内側リップ先端面との間隙でのエア流の速度をも低速とし、このエア流により発生するベンチュリー作用の程度を余り大きくさせず、バブルは前記上段の環状吹出口の内側リップ先端面と接触するおそれなく、この部分で偏肉となるおそれはない（請求項１、３、６、７記載の発明の効果に対応）。
【００１０】
次いで、下段の環状吹出口から上段の環状吹出口側へ流出して行くエアは、この上段の吹出口から吹き出してくるエアと合流し、バブルを更に冷却し、前記上段の環状吹出口から吹き出す整流されたエアにより外方から支持され、徐々に膨張し、次いで円筒体内に吸引した外気流をチャンバからバブルに向け吹き付けつつ、補助バブルガイド体によりそのブロー比を高め、このバブルを安定させこのバブルの一部がこの補助リップに接触することなく、樹脂を安定良く広幅で縦横の延伸率をほゞ同じとして高ブロー比で成形できる（請求項３、７、８記載の発明の効果に対応）。
【００１１】
このバブルのブロー比を変更する場合には、このブロー比に対応して、前記補助リップの高さを変更することで、前記圧力室の容量を変更することができる（請求項２記載の発明の効果に対応）。また、前記チャンバの開口面積を拡大する場合には補助バブルガイド体の位置を上方向に位置調整することで対応できる（請求項３記載の発明の効果に対応）。
更に、請求項５記載の発明においては、送風機から前記垂直な環状空気通路を通り上段の環状吹出口に供給される冷却用エア流を、この垂直な環状空気通路の下端寄りにおいて、このブロック体に向け末広がりに広がる第１の水平な環状空気通路において整流し、かつ圧力調整した後、前記上段の環状吹出口全域から圧力一定の冷却用エア流を吹き出すことができ、バブル全外周を安定良く支持し、ブローさせることができ、その圧力損失を低減できる。
【００１２】
また、請求項６記載の発明においては、共通の送風機から供給される冷却用エア流は、前記環状ブロック体において、下段の環状吹出口と上段の吹出口に分岐されるとともに、前記垂直な環状空気通路を通り上段の環状吹出口に供給される冷却用エア流をこの垂直な環状空気通路の下端寄りにおいて、このブロック体に向け末広がりに広がる第１の水平な環状空気通路において整流し、かつ圧力調整した後、前記上段の環状吹出口全域から圧力一定の冷却用エア流を吹き出すことができ、バブル全外周を安定良く支持し、ブローさせることができ、その圧力損失を低減できる。これとともに、前記整流・圧力調整室から分岐する前記水平な第２環状空気通路内を前記冷却用エア流が分流して流れ、前記下段の環状吹出口からバブルに向けて吹き付け、バブルを前記環状吐出口の近傍で冷却できる。
【００１３】
このエアリングで所望比にブローアップされたバブルを上段に設けた前記補助エアリングで更に冷却する場合には、この成形された薄肉フイルムのブロッキング（密着）、フイルムの耳弛みを効果的に防止できる。
【００１４】
請求項８記載の発明においては、メタロセン触媒法によるＬＬＤＰＥを原料としてインフレーションフイルムを成形する際に好適であり、このＬＬＤＰＥの特性（透明性、光沢、強度、剛性、低温ヒートシール性に優れている）を充分に有するインフレーションフイルムを、圧力損失を低くして、高速で成形することができる。勿論、マルチサイト触媒法によるＬＬＤＰＥ（従来のＬＬＤＰＥ）を原料とするインフレーションフイルムを成形することも出来る。そのブロー比の範囲を２．２〜２．８の広い範囲で選択することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
この形態は請求項１、２、３、４、５、６記載の発明及び請求項７、８記載の発明の代表的な実施の態様である。
図１において、Ａはインフレーションフイルム成形装置全体を示す。インフレーション成形フイルム装置Ａにおける成形ダイ１０の環状吐出口１１の近傍にこのダイ１０と同心的に上下２段の環状吹出口２０、２１を有するエアリング２２が設けてある。前記環状吐出口１１寄りの下段の環状吹出口２０の外側リップは高さの高い環状ブロック体３０のバブル側傾斜内面３１の下端部分３１ａで形成されている。このバブル側傾斜内面３１は、エア流をバブルＢ全外周面に添い案内する上端ほど径が広くなる環状内面としてある。この環状ブロック体３０の上端には上段の環状吹出口２１の内側リップ２３が形成され、前記上段の環状吹出口２１の内側リップ２３の先端は前記バブルＢの流れ方向（外側）へこのバブルＢに沿って殺がれている。前記上段の吹出口２１を形成する内、外リップ２３、２４のうち外側リップ２４の先端はこの内側リップ２３に向けて内側に屈曲しており、この外側リップ２４の外周面には、上下移動調整可能な補助リップ２５が設けてあり、この外側リップ２４と補助リップ２５との間に容量可変な環状の圧力室２６がバブルＢ側に向け開口して形成されている。
【００１６】
前記エアリング２２の上部には、前記圧力室２６より上方に延びる円筒体２７が設けてあり、この円筒体２７とエアリング２２間に外気と連通するチャンバ２８が形成されており、この円筒体２７の上端には上下移動調整自在な補助バブルガイド体２９が設けてある。前記ブロック体３０のバブル側傾斜内面３１には階段状に窪み３２が数個（図示の場合には３個）形成されている。この隣接する窪み３２により水平な環状の稜線３３が上下階層的に形成されている。
【００１７】
前記環状ブロック体３０のバブル反対側外面はほゞ垂直面３４とし、上端の環状吹出口２１の外側リップ２４を上端に有する環状垂直壁体３８とともに、上端の環状吹出口２１に連なる垂直な環状空気通路３５を形成し、送風機Ｐに連通する第１の水平な環状空気通路３６と前記垂直な環状空気通路３５との接続部において、この第１の水平な環状空気通路３６は前記環状ブロック体３０に向け末広がり広がり、空気の整流・圧力調節室３７を形成している。この第１の水平な環状空気通路３６は前記環状垂直壁体３８を内端に有する環状水平壁体３９と前記下段の環状吹出口２０を内端に有する環状基板４０との間に形成されている。前記整流・圧力調整室３７から分岐する水平な第２の環状空気通路４１が前記下段の環状吹出口２０に連通している。この水平な第２の環状空気通路４１は前記環状ブロック体３０の底面３０ａと前記環状基板４０との間に形成されている。前記のように、インフレーション成形装置Ａ用のバブル外冷装置Ｃは構成されている。前記エアリング２２の上方に間隔をおいて、補助エアリング（図示せず）が配置されている。この形態は殊にメタロセン触媒法によるＬＬＤＰＥ製のインフレーションフイルム成形に適している。
【００１８】
実施の形態２
この形態は請求項１、２、４、５、６記載の発明及び請求項７記載の発明の代表的な実施の態様である。前記実施の形態１と異なる構造は、前記エアリング２２の上部には、前記圧力室２６より上方に延びる円筒体２７が配置してなく、前記補助バブルガイド体２９が設けてないことであり（図２参照）、その他、前記実施の形態１と同一の符号は同一の構成を意味し、その作用を同一とする。この形態のものにおいては、実施の形態１に比べて、ブロー比が小さく、インフレーションフイルムの折り幅が狭いものに適する。なお、各実施の形態の作用、効果は対応する発明の作用、効果と同じため、重複を避けるためここでの説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の半截縦断端面図である。
【図２】実施の形態２の半截縦断端面図である。
【図３】従来例その１の概略図である。
【図４】従来例その２の概略図である。
【図５】従来例その３の概略図である。
【図６】従来例その４の概略図である。
【図７】従来例その５の概略図である。
【図面の符号の説明】
２２エアリング
３０環状ブロック体

Claims

成形ダイの環状吐出口の近傍にこのダイと同心的に上下２段の環状吹出口を有するエアリングが設けてあり、前記環状吐出口寄りの下段の環状吹出口の外側リップは高さの高い環状ブロック体のバブル側傾斜内面の下端部分で形成され、このバブル側傾斜内面はエア流をバブル全外周面に沿い案内する上端ほど径が広くなる環状内面としてあり、この環状ブロック体の上端には上段の吹出口の内側リップが形成され、前記上段の環状吹出口の内側リップの先端は前記バブルの流れ方向へこのバブルに沿って殺がれ、かつこのブロック体の前記バブル側傾斜内面には階段状に窪みが形成されて、前記上段の環状吹出口を形成する内、外リップのうち外側リップの先端はこの内側リップに向けて屈曲していることを特徴とするインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置。
この外側リップの外周面には、上下移動調整可能な補助リップが設けてあり、この外側リップと補助リップとの間に容量可変な環状の圧力室がバブル側に向けて開口して形成されてい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イルム成形装置用のバブル外冷装置。
エアリングの上部には、前記圧力室より上方に延びる円筒体が設けてあり、この円筒体とエアリング間に外気と連通するチャンバが形成されており、この円筒体の上端には上下移動調整自在な補助バブルガイド体が設けてあることを特徴とする請求項２記載のインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置。
前記ブロック体の傾斜内面における階段状に形成した隣接する窪み間に、水平な環状の稜線が上下階層的に形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置。
前記環状ブロック体のバブル反対側外面は、ほゞ垂直面とし、上端の環状吹出口の外側リップを上端に有する環状垂直壁体とともに、上端の環状吹出口に連なる垂直な環状空気通路を形成し、送風機に連通する第１の水平な環状空気通路と上段の環状吹出口の垂直な環状空気通路との接続部において、この第１の水平な環状空気通路は前記環状ブロック体に向け末広がりに広がり、前記環状ブロック体のバブル側外面下端部と共に空気の整流・圧力調整室を形成していることを特徴としてある請求項１、２、３又は４記載のインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置。
前記整流・圧力調整室から分岐し前記環状ブロック体の底面に沿い延びる第２の水平な環状空気通路が前記下段の環状吹出口に連通していることを特徴としてある請求項５記載のインフレーションフイルム成形装置用のバブル外冷装置。
請求項１、２、３、４、５又は６記載のバブル外冷装置を成形ダイ上部に配置してあることを特徴とするインフレーションフイルム成形装置。
成形材料をメタロセン触媒法によるＬＬＤＰＥとし、請求項３、４、５又は６記載のバブル外冷装置を成形ダイ上部に配置され、前記エアリングの上方に間隔をおいて補助エアリングが配置されていることを特徴としてあるインフレーションフイルム成形装置。