JP4527776B2 - チューブラフィルムを製造するためのフィルムブロー成形型 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載された単層チューブラフィルム又は多層チューブラフィルムを製造するためのフィルムブロー成形型に関する。

このような種類のフィルムブロー成形型は公知である。単層チューブラフィルムを製造するためのフィルムブロー成形型は、中心部のマンドレルと、これを同心に取り囲んでいるバレルとからなる。バレルとマンドレルとの間には、溶融体を環状スリットノズルに搬送する環状スリットがある。マンドレルは外側周面に１つ以上の螺旋状溝、すなわち螺旋分配器を付けている。溝の深さは環状スリットの始点から環状スリットノズルに向かって減少する。プラスチック溶融体は１つ以上の溶融体供給装置によって螺旋分配器の溝の始点領域に搬送されて、溶融体の一部がフィルムブロー成形型内の螺旋部を通って環状スリットノズルに向かって運ばれる。溝の深さが減少することにより、次第に多くの溶融体が溝を分離しているウェブによって軸方向に搬送される（特許文献１又は特許文献２参照）。

多層チューブラフィルム用のフィルムブロー成形型は、中心部のマンドレルが複数の環状エレメントによって共軸的に包囲されている点が、単層チューブラフィルム用のフィルムブロー成形型と異なっている。インサートは外側周面に螺旋分配器を有している。個々のインサートの間には環状スリットが形成されている。種々異なる環状スリットは環状スリットノズルの手前で一緒にまとめられる。個々の環状エレメントの螺旋分配器は、同様に１つ以上の溶融体供給装置と結合しており、溶融体が供給されるようになっている（特許文献３又は特許文献４参照）。

多層チューブラフィルム用のフィルムブロー成形型の別の実施形態が、特許文献５に記載されている。この変形例では、インサート部材が円錐状に形成され、互いに上下に配置されている。この場合、円錐状インサート部材の内側周面又は外側周面に、それぞれ２つの逆方向の螺旋状通路が、開口部に向かって深さが減少するように設けられている。

フィルムブロー成形型の別の構造が特許文献６に記載されている。ここでは螺旋分配器は少なくとも１つの溶融体通路の内側の境界壁面と外側の境界壁面とに刻設されている。これによりフィッシュアイによるフィルム不純物が予防される。溶融体通路の内側と外側の境界壁面は互いに合同か又はずらして配置されてよい。

螺旋分配器は、溶融体を環状スリットに均一に分配する機能を有する。溶融体は一次分配器を通して複数の個別流に分割されて、螺旋分配器の通路に流入する。螺旋部に流入した溶融体流は連続して螺旋部の経過に続く接線方向部と、２つの螺旋部の間にあるウェブを介して２つの環状エレメントの間のスリットを通って環状スリットノズルに向かう軸方向部とに分割される。それゆえすべての分配器通路の軸方向溶融体流と接線方向溶融体流とが重なり合った溶融体が、軸方向流出環状スリットの外周のあらゆる箇所を流れる。これらの溶融体流の２種類の速度成分の働きにより、隣接する螺旋状通路の溶融体が衝撃的に接触するのみならず、大きい接触面で重なり合う。このようにすることにより、この方式では接合線が生じないため、所望の機械的均一性の他に高い熱的均一性も達成され得る。螺旋分配器の終点では、通路内の半径方向流は専ら環状スリットノズルに向かう軸方向流になっている。

軸方向の螺旋状流が生じるように、スリット始点は螺旋分配器の始点領域の高さに設定されなければならない。ここで溶融体の一部は螺旋状通路の始点領域から環状スリット内へ衝撃的に流入する。この場合プラスチックは製造に起因する始端エッジに沿って流れるので、強く方向付けられせん断される。この軸方向に流れる速い溶融体流は上方に位置する通路の溶融体領域を押しのけ、それによって溶融体流の間に鋭い境界領域、いわゆる螺旋縞若しくはポートラインが発生する。これはフィルムチューブの品質に不利な影響を及ぼす。プラスチックは記憶効果を持っているため、（負荷、温度等の点で）特別のヒステリシスのある箇所は、フィルム上に不透明な縞や波状領域が認められるのである。

ＤＥ１９９２４５４０Ｃ１ ＤＥ２３０６８３４ ＤＥ２３２０６８７ ＤＥ１９５２１０２６ ＥＰ１０５５５０４Ｂ１ ＤＥ２０３０７４１２Ｕ１

本発明の課題は、フィルム上に不透明な縞又は波状領域として認められる、軸方向流の間の鋭い境界領域が発生することなく、フィルムブロー成形チューブの製造を可能にする、冒頭で述べた種類のフィルムブロー成形型を提供することである。

この課題は、本発明により請求項１の特徴部に記載されたフィルムブロー成形型によって解決される。本発明の好適な構成及び有利な拡張が、請求項２以下に記載されている。

マンドレルと環状エレメントの外周に螺旋分配器を配置した多層フィルム用のブロー成形型では、不透明な縞（ポートライン）や波状領域がフィルムブロー成形チューブの外側に位置する層でのみ生じることが確認できた。

例えば３層チューブラフィルムでは個々の層が同じやり方で形成される。この場合、フィルムブロー成形型は同心に配置された３つの環状スリットを有している。溶融体は各溶融体通路の内側境界壁面に位置している螺旋分配器から環状スリット内に流入する。その後で溶融体は流出環状通路内で一緒にされる。内側層と中間層のすべての障害された溶融体領域は、３つの個別層が合流した後で完全に溶融体内に埋め込まれる。この状態においてプラスチック分子の様々な補償過程や弛緩過程が進行する。外側のフィルム層の障害された溶融体のみがブロー成形型ハウジングの金属表面と接触し続ける。ここでは均一化は行われ得ず、ノズルから流出した後でフィルム上にフロー・ヒステリシスが見られる。

したがってブロー成形型内のクリティカルな組合せは、外側環状エレメントのウェブとハウジングの円筒状対向面との間のスリットである。そこで外側の螺旋状放出区域も溶融体合流に組み入れるために、螺旋分配器はほぼ鏡像対称にされる。螺旋分配器の螺旋状通路はもはや外側環状エレメントの外側周面ではなく、ハウジングの内側周面に設けられる。こうすると螺旋状放出は内側に向かって行われ、次いで外側層の溶融体と接触する。これにより内側層、中間層及び外側層の障害された溶融体領域は、各層が合流した後で完全に溶融体内に埋め込まれているようにできる。こうして不透明な縞（ポートライン）及び波状領域のないフィルムの押出しが可能である。

スリットと境界壁面とを組み合わせた螺旋状放出ではなく、通路の深さを減少させることにより向き合う螺旋状通路と半円状通路のみから放出させると、積極的な目標には到達しない。

本発明に従ってフィルムブロー成形を構成することにより、非常に良好なフィルム公差、自浄作用等、適切に設計された螺旋分配器の特徴は失われることがない。

以下に、本発明のその他の特徴及び利点を、図面に基づき実施例で説明する。
図１には本発明によるフィルムブロー成形型の好適な実施形態の部分断面図が示されている。これは３層チューブラフィルムを製造するためのブロー成形型である。

フィルムブロー成形型（１）は内側の円筒状マンドレル（３）を有しており、このマンドレルは第１の環状エレメント（５）により同心に取り囲まれており、第１の環状エレメントはまた第２の環状エレメント（４）によって取り囲まれている。この第２の環状エレメント（４）は第３の環状エレメント、ここではハウジング（２）によって同心に取り囲まれている。マンドレル（３）と内側環状エレメント（５）との間、内側環状エレメント（５）と第２の環状エレメント（４）との間、及び第２の環状エレメント（４）とハウジング（２）との間には、それぞれの１つの環状スリット（９，１０，１１）、すなわち溶融体通路が形成されていてい、環状スリットノズル（１２）に向かって徐々に広くなっている。環状スリット（９，１０，１１）は、環状スリットノズル（１２）の手前で１つのスリットにまとめられる。

マンドレル（３）はその外側周面に螺旋分配器（８）を有している。螺旋部の深さは、環状スリットノズル（１２）に向かって減少している。螺旋分配器は対応する部材内に螺旋状に刻設された１つ以上の溝からなる。内側環状エレメント（５）も外側周面に環状分配器（７）を有している。第２の環状エレメント（４）は螺旋分配器を有していない。ハウジング（２）の内周には別の螺旋分配器（６）が刻設されている。

溶融体は溶融体ガイド（１３）によりフィルムブロー成形ヘッド（１）内に運ばれ、そこで種々の分配器（図示しない）を通って螺旋分配器（６，７，８）に搬送される。溶融体は螺旋部始点から、一方では接線方向に螺旋部内で環状スリット（９，１０，１１）の全範囲に渡って分配され、他方では軸方向に螺旋分配器と隣接環状エレメントの平坦な円筒状境界壁面との間の環状スリット（９，１０，１１）内で分配される。環状スリットの状端部に向かって螺旋分配器の溝の深さが減少し、それとともに環状スリットが環状スリットノズルに向かって広くなることに基づいて、接線方向成分は狭くなり、軸方向成分は次第に広くなる。環状スリットノズルの手前で個々の溶融体流が一緒にまとめられ、フィルムブロー成形型からフィルムとして出される。

フィルムチューブの外側に位置する層、すなわち内側層と外側層との螺旋状放出は、フィルムチューブ中央に向かって行われ、次いで他の層の溶融体と接触するので、縞や波状領域のないフィルムの製造が実現可能である。

本発明によるフィルムブロー成形型を３層以上の多層チューブラフィルム用の製造に用いる場合は、外側環状エレメントと内側環状エレメントとの間に相応の別の環状エレメントを配置する。この場合、内側の溶融体通路の螺旋分配器はフィルムブロー成形型の中心軸を基準にして当該溶融体通路の内側の境界壁面に配置されており、最も外側の溶融体通路の螺旋分配器はフィルムブロー成形型の中心軸を基準にして当該溶融体通路の外側の境界壁面に刻設されている。これに対してフィルムブロー成形型を単層チューブラフィルムの製造に用いる場合は、フィルムブロー成形型は外周に螺旋分配器を付けたマンドレルと、分配器のない環状エレメントと、内周に螺旋分配器を付けたハウジングとからなる。

螺旋状の縞や不透明な縞や波状領域を回避したフィルムチューブを製造するために設けられたフィルムブロー成形型は、外側の螺旋分配器が製造しようとするフィルムチューブの内側表面と外側表面に向けられているように構成されている。

本発明は図面に示した上記の実施例に限定されるものではない。したがってブロー成形型はマンドレルと１つの環状エレメントとハウジングを装備できるが、フィルムチューブ層の所望の数に応じて複数の環状エレメントを装備してもよい。中間に位置する溶融体通路の螺旋分配器は、選択により付属の溶融体通路の内側又は外側の境界壁面に配置されてよい。

フィルムブロー成形型の部分断面図である。

符号の説明

１ フィルムブロー成形型
２ 環状エレメント、ここではハウジング
３ マンドレル
４，５ 環状エレメント
６，７，８ 螺旋分配器
９，１０，１１ 環状スリット、溶融体通路
１２ 環状スリットノズル
１３ 溶融体供給装置

Claims (3)

1. 熱可塑性プラスチック製の単層チューブラフィルム又は多層チューブラフィルムを製造するためのフィルムブロー成形型であって、
   −溶融体供給装置（１３）と、
   −フィルムブロー成形型（１）の中心軸の周りに同心に配置され、境界壁面に螺旋分配器（６，７，８）を配置した複数の環状スリット状の溶融体通路（９，１０，１１）であって、内側の溶融体通路（９）の螺旋分配器（８）がフィルムブロー成形型の中心軸を基準にして内側に位置する境界壁面に配置されており、外側の溶融体通路（１１）の螺旋分配器（６）がフィルムブロー成形型の中心軸を基準にして外側に位置する境界壁面上に配置されている、溶融体通路（９，１０，１１）と、
   −溶融体供給装置（１３）から来る溶融体を複数の個別流に分割し、次いで螺旋分配器（６，７，８）に送る複数の一次分配器と、
   −溶融体通路（９，１０，１１）が開口している唯一の環状スリットノズル（１２）と、
   を具備し、
   溶融体通路（９，１０，１１）が環状スリットノズル（１２）に近づくにつれて、溶融体通路（９，１０，１１）の幅が広くなり、かつ、螺旋分配器（６，７，８）の溝の深さが減少している、
   ことを特徴とするフィルムブロー成形型（１）。
2. 溶融体通路（９，１０，１１） が螺旋分配器（６，７，８）を付けた境界壁面と、平坦な円筒状境界壁面とを有する、ことを特徴とする請求項１記載のフィルムブロー成形型（１）。
3. 螺旋分配器（６，７，８）が少なくとも１つの螺旋状溝を有する、ことを特徴とする請求項１及び２記載のフィルムブロー成形型（１）。

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