JPH0228041Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、熱可塑性合成樹脂等のフイルムをイ
ンフレーシヨン成形法によつて製造する際に円筒
状フイルムを冷却する冷却装置に関し、特に、多
数本の湾曲冷却管によつて一定水平位置に形成さ
れる包絡円の円径を可変にしたバブル水冷装置を
該装置の中心について回転させて、該湾曲冷却管
による冷却ムラの発生位置を周期的に変化させる
ようにした回転式可変型バブル水冷装置に関す
る。

熱可塑性合成樹脂によるフイルムや袋を製造す
るインフレーシヨン成形法にあつては、空気又は
水によつて円筒状にふくらまされたバブルを急速
に冷却させた後、巻取機で巻き取ることが必要で
ある。すなわち、第１図の概略説明図を参照して
インフレーシヨン成形技術の大略を説明すると、
ホツパ１から押出成形機２に投入された熱可塑性
合成樹脂ペレツトは、該押出成形機２において加
熱溶融及び押出を行ない、円型ダイ３を通過さ
せ、圧縮空気によつてふくらまされて円筒状のフ
イルムすなわちバブル４となる。バブル４の外側
は、水冷又は空冷の冷却手段５によつて冷却さ
れ、この後安定板６及びニツプローラ７によつて
挾圧されてすぼめられ、最終的に（図示しない）
巻取ローラに平面的に巻き取られてフイルム又は
袋とされる。

インフレーシヨン成形において空冷又は水冷の
冷却手段５を用いる理由は、樹脂の種類によつて
異なるものの、一般に成形速度を高め、バブル４
の透明度を増し、しかもバブル４の強度を高める
ためである（例えば、リニアローデンシテイポリ
エチレン（LLDPE）にあつては、高透明性を得
るためまたポリプロピレンにあつては、高透明性
及び強度を得るため。）。そのうち、空冷手段はバ
ブルを除冷するのであるからバブル４の透明度を
増すことができにくく（例えば二段式としなくて
はならない。）、また空気流によつてバブル４を振
らせてしまう欠点を有しており本発明の対象では
ない。これに対し水冷式の冷却手段は、バブル４
に直接接触してフロストラインの近傍を急速に冷
却させることができこれにより、結晶化を早めて
バブル４の透明度を格段に増すことができるとい
う大きな利点を有している。

そこで本考案者は、昭和58年３月１日出願の実
願昭58年第028091号において、第２図及び第３図
に示した可変型バブル水冷装置を提案した。すな
わち該装置は、円環状の集中給水管８と、該集中
給水管８と一体で、多数の湾曲冷却管９の下端を
回動可能に支承する下部支持リング１０と、円環
状であつて、前記下部支持リング１０に対して回
動される下部回動リング１１と、複数の支柱１２
により前記下部回動リング１１と一定の間隔をお
いて一体に対置され、多数のリンク手段１３を介
して多数の湾曲冷却管９の上端を回動可能に支持
する上部回動リング１４と、該上部回動リング１
４と一体であり、可撓管を介して多数の湾曲冷却
管の上端が連通された集中排水管１５と、一定形
を成す多数本の金属管であつて、その内部を冷却
水が通過し、下端が下部支持リング１０に回動可
能に支承されるとともに、集中給水管８に連通さ
れ、また上端リンク手段１３を介して上部回動リ
ング１４に回動可能に支承されるとともに、集中
排水管１５と連通され、上下の回動リングのほぼ
中間の一定水平位置で多数本の外周によつて形成
される包絡円が装置の中心に関して真円を形成
し、しかもその内径が前記下部支持リング１０及
び上部回動リング１４の相対回動によつて変化さ
れ、この包絡円を垂直方向に接触しつつ通過する
バブルを一定円径の状態で冷却する湾曲冷却管９
とを有するものである。

そして、該装置の作用の大略を説明すると、多
数本の湾曲冷却管９の外周によつて形成される包
絡円は、装置の中心（ここをバブルが通過する。）
に関して、ほとんど真円を形成しており、しかも
その円径を下部支持リング１０及び上部回動リン
グ１４の相対的回動によつて変化させることがで
きる。これを説明すると、集中給水管８と一体の
下部支持リング１０は、集中排水管１５と一体の
上部回動リング１４等とローラ１６によつて相対
回動可能に係合しており、上部回動リング１４と
一体の下部回動リング１１を図示しないモータや
ギヤないしはチエーンとスプロケツトの組み合わ
せによつて装置の中心に関して回動させると、湾
曲冷却管９の上端リンク手段１３を介して保持す
る上部回動リング１４の平面位置と下端を回動可
能に支持する下部支持リング１０の平面位置とが
接近又は離間する。これにより、多数本の湾曲冷
却管９によつて形成される包絡円の円径が、拡大
ないし縮少されるのである。そして、この包絡円
の円径を一定に保つことは、前記モータないしチ
エーン等をストツプさせることによつて可能であ
り、この包絡円を垂直方向に接触しつつ通過する
バブルを一定円径のもとで効果的に冷却すること
ができる。

本考案者が提案した可変型バブル水冷装置は以
上に述べた通りであるが、該装置は、確かにバブ
ルの冷却性能自体については秀れているものの、
次のような問題を有していることが発見された。
すなわち、多数本の湾曲冷却管の外周によつて構
成される冷却用の包絡円（その中をバブルが通過
する。）は、該湾曲冷却管の本数が多ければ多い
程真円に近づくものの、あくまでも本質的に凝似
円であり、従つて、該凝似円中を通過するバブル
には、実際に冷却管に当接する部分と、そうでは
ない非当接部分とが生じてしまう。（あるいは、
表現を代えると、接触ムラによる冷却の良い部分
と悪い部分。）。そして、冷却管に実際に（比較的
高い圧力で）接触した部分のバブルは、強く冷却
され、従つてその肉厚が厚くなり、反対に、非当
接部分のバブルは、冷却される割合が少ないた
め、肉厚が薄くなる。また、多数本の冷却管中を
通過する冷却水量の微小なムラによつても、バブ
ルの冷却ムラが発生し、それによつてもバブルの
厚薄ムラが発生する。この結果、水冷装置によつ
て等しく冷却されたはずのバブルに冷却ムラによ
る肉厚のバラつきがバブルの進行方向に関して生
じてしまい、このバブルを長尺のままローラに巻
き取つたとき、微小な肉厚のバラつきが集積、加
重されて巻取ロールの表面が波打つ程の外周差の
凹凸を生じ、肉厚が均一の高精度にフイルムを製
造しようとする基本目的にそぐわない結果を招来
してしまう。

本考案は、上記した問題に鑑みてなされ、進歩
した回転式可変型バブル水冷装置を提供するもの
で、その目的は、冷却ムラによる偏肉の発生位置
をバブルの進行方向に関して周期的に変化させ
て、長尺のバブルをロール状に巻いたときに、巨
視的にあたかも偏肉が生じなかつたものと同様に
することにある。

そしてこのために、本考案に係る回転式可変型
バブル水冷装置は、多数本の湾曲冷却管によつて
一定水平位置に形成される包絡円の円径を可変に
したバブル水冷装置を、該装置の中心について回
転させて、該湾曲冷却管による冷却ムラの発生位
置をバブルの進行方向に関して周期的に変化させ
るようにしたものである。

以下、図面を参照して、本考案の実施例を説明
する。

第４図は、本考案に係る回転式可変型バブル水
冷装置の一実施例を示す概略一部断面図である。

１７は給水樋を示し、該給水樋１７は全体が環
状（円環状である。）であつて、その断面につい
ては少なくとも上部が全周にわたつて開口してお
り、給水管１８から冷却水が注がれる。なお、給
水樋１７から冷却水がオーバーフローすることの
ないように、図示しない水位計を設けることとし
てもよい。該給水樋１７について本質的なこと
は、後述するように装置全体が回転されても常に
給水管１８から冷却水を受け入れることのできる
ことであり、上部を開口させた給水樋１７を用い
たことにより、格別に水密対策を施すことなく、
冷却水を多数本の湾曲冷却管１９に均等に分配供
給することができる。実際、装置の中心をインフ
レーシヨンバブルが通過する訳であるので、この
ような給水樋１７を用いることが、水密対策及び
湾曲冷却管１９への分配給水の観点からして最も
好ましい。

該給水樋１７は、支持棒２０によつて上部回動
リング２１と一体に結合されている。該上部回動
リング２１は、複数の支柱２２により下部回動リ
ング２３から一定の間隔を隔てた状態に一体に対
置されている。該上部回動リング２１の円周を等
分割した位置にピン２４が係設し、このピン２４
にリンク２５の一端が回動可能に係合され、また
該リンク２５の他端が湾曲冷却管１９の上端を保
持している。なお、リンク２５によつて保持され
た湾曲冷却管１９の上端は、可撓性を有する合成
樹脂等のチユーブ２６によつて給水樋１７に連通
されている。結局、湾曲冷却管１９の上端は、多
数のリンク手段によつて回動可能に上部回動リン
グ２１に保持されている。

２３は下部回動リングを示し、該下部回動リン
グ２３は、前記したように複数の支柱２２によつ
て前記上部回動リング２１と一定の間隔をおいて
対置されている。

下部回動リング２３のすぐ下方には板状（全体
的に見てドーナツ状の板である。）の下部支持リ
ング２７が設けられており、該下部支持リング２
７の円周を適宜に等分割した位置に多数の取付穴
が穿設されており、これらの取付穴（第４図には
代表的に一本の湾曲冷却管１９についてのみ示さ
れている。）に滑動具２８を介して湾曲冷却管１
９の下端が回動可能に支承されている。

なお、多数本の湾曲冷却管１９の下端に相応す
る位置に、給水樋１７と同様に上端を開口させて
成る環状の排水樋２９が設けられている。該排水
樋２９は、装置本体を構成する下部支持リング２
７等とは別体であり、従つて、後述するように装
置本体が回転されても、一緒に回転することはな
い。そして、排水樋３０を図示しないチラー装置
に連結して、冷却水を再利用してもよいことは無
論である。このような、排水樋２９を使用したこ
とによつて、格別な水密対策を施すことなく冷却
水を給排できることに留意すべきである。

下部支持リング２７の複数個所に直立部材３１
が立設されており、この直立部材３１の上端にロ
ーラ３２が設けられ、このローラ３２が下部回動
リング２３の外周の溝部と係合して、該下部回動
リング２３が下部支持リング２７に対して回動さ
れるようになつている。勿論、下部回動リング２
３の回動機構としては他にも様々な態様が考えら
れ、例えば下部支持リング２７上にローラベアリ
ングを介して下部回動リング２３を載置するよう
にしてもよい。

第４図には、多数本の湾曲冷却管１９のうちの
一本が代表的に図示されているが、該湾曲冷却管
１９は、一定形状に湾曲成形された銅等の金属管
である。ここで銅パイプを選択したのは、それが
成形性、熱伝導性に優れ、かつバブルとの摩擦が
少ないからである。なお、バブルと直接接触する
最大湾曲部分にテフロン樹脂を付加することとし
てもよい。湾曲冷却管１９の下端は、前記したよ
うに下部支持リング２７に回動可能に支承されて
排水樋２９に向けて開口されており、一方上端
は、リンク２５等を介して上部回動リング２１に
回動可能に支承されてチユーブ２６を介して給水
樋１７に連通されている。なお、上部回動リング
２１による湾曲冷却管１９の上端支持位置と、下
部支持リング２７による下端支持位置とは、リン
グの円周位置が食い違つている。多数本の湾曲冷
却管１９の曲率が最も大きく変化する位置は、上
下の回動リング２１，２３のほぼ中間とされてい
る。ちなみに、湾曲冷却管１９の寸法を揃えて金
型によつて成形し、その上下端を前述の通りに結
合すれば、多数本の湾曲冷却管１９の最大湾曲部
分を一定水平位置にきちんと揃えることが容易に
できる。そして、多数本の湾曲冷却管１９の外周
によつて形成される包絡円は、装置の中心（ここ
をバブルが通過する。）に関して、ほとんど真円
を形成しており、しかもその円径を下部支持リン
グ２７及び上部回動リング２１の相対的回動によ
つて変化させることができる。

これを説明すると、下部支持リング２７は、上
部回動リング２１等とローラ３２によつて相対回
動可能に係合しており、上部回動リング２１と一
体の下部回動リング２３を図示しないモータやギ
アないしチエーンとスプロケツトの組み合わせに
よつて装置の中心に関して回動させることによ
り、湾曲冷却管１９の上端をリンク手段を介して
保持する上部回動リング２１の平面位置と、下端
を回動可能に支持する下部支持リング２７の平面
位置とが接近又は離間し、これにより、多数本の
湾曲冷却管によつて形成される包絡円の円径が、
拡大ないし縮少されるのである。そして、この包
絡円の円径を一定に保つことは、前記モータない
しチエーン等をストツプさせることによつて可能
である。

上記したバブル水冷装置本体の構成は、給水及
び排水樋１７，２９を除いて、従来のものと大差
はないが、本案装置にあつては、上部回動リング
２１の外周が外径方向に延設され、その周端が複
数の（例えば円周を４等分ないし６等分した位置
に設けられた）回転ローラ３３によつて支承され
ている。該回転ローラ３３としては、他にも様々
な態様が考えられ、例えば、上部回動リング２１
等の重量を負担するベアリングと上部回動リング
２１に噛合するスプロケツトによることとしても
勿論よい。結局ここに言う回転ローラ３３は、装
置本体をその中心について回転させるものであれ
ばよい。

回転ローラ３３は、複数本の直立フレーム３４
から延設（勿論、同一水平位置についてである。）
されたフランジ３５によつて支持されており、か
つ、複数の回転ローラ３３のうちの少なくとも一
個がモータ３６によつて駆動されるようになつて
いる。該モータ３６は変速モータであり、場合に
より更に減速機を介入させ、図示を省略した変速
手段によつて最終的に装置本体が４分〜40分に１
回転されるものとする。

なお、矢印で示したように、直立フレーム３４
を図示しない架台に移動可能に取り付けて、該直
立フレーム３４を上下動可能にしておくとよい。
そうすると、成形条件に応じてバブルのフロスト
ラインが上下するので、湾曲冷却管１９のバブル
との当接部分を上下させて、最適冷却位置におい
いてバブルに湾曲冷却管１９の外周を当接させる
ことができる。

次に作用効果を説明すると、まず、モータ３６
を停止させた状態で下部支持リング２７と上部回
動リング２１とを相対回動させ湾曲冷却管１９に
よつて構成される冷却用の包絡円の円径を決定す
る（これについては、既に詳細を述べた。）。

そして、包絡円の円径を一定に保つた上で、モ
ータ３６を始動させると、該モータ３６のトルク
が回転ローラ３３を介して上部回動リング２１及
び装置本体に伝達され、前記した４分〜40分に１
回転の速度で回転し始める。この回転速度は、イ
ンフレーシヨンバブルの直径、引取速度等を勘案
して、適宜に変速調整され、一般的には20分程度
で１回転される。この時冷却水は、給水樋１７か
らチユーブ２６を介して多数本の湾曲冷却管１９
に均等供給され、バブルを冷却した後、排水樋２
９に自重で落下する。そして、多数本の湾曲冷却
管１９による包絡円中を通過するバブルは、その
一定時間における特定断面について見るときは、
包絡円が依然として凝似円であるため確かに冷却
ムラによる肉厚の凹凸を有することがあつても、
包絡円が全体として水平回転されているため、時
間の経過につれて冷却ムラ位置が順次に進行方向
に移動（ちようどコイルを想起して欲しい。）す
るので、長尺のバブル（インフレーシヨンフイル
ム）をロール状に巻き取つた結果としては、何等
冷却ムラによるフイルムの厚薄ムラが生じなかつ
たのと同じように、ロール状巻取品の表面に肉厚
の凹凸（外周差）がない。換言すると、巨視的に
見て凹凸の発生が防止されたのと同じことにな
る。このように可変型バブル水冷装置を更に回転
させることとしたのが本案装置の特徴であり、こ
れにより、微視的には凝似円である冷却用包絡円
のために凹凸が生じていても、巨視的には巻取ロ
ール状の表面に凹凸が生じないこととなり、高精
度のフイルム生産を目指す技術として極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、インフレーシヨン成形技術の大略を
説明するための概略図、第２図は、本案装置の基
礎を成す可変型バブル水冷装置の斜視図、第３図
は、第２図の側断面説明図、第４図は、本考案に
係る回転式可変型バブル水冷装置の一実施例を示
す概略一部断面図である。 １７……給水樋、１９……湾曲冷却管、２１…
…上部回動リング、２２……支柱、２３……下部
回動リング、２４……ピン、２５……リンク、２
７……下部支持リング、２８……滑動具、２９…
…排水樋、３１……直立部材、３２……ローラ、
３３……回転ローラ、３４……直立フレーム、３
６……モータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 環状であつて、少なくとも上部が開口された給
   水樋と、該給水樋と一体であつて、多数のリンク
   手段を介して多数の湾曲冷却管の上端を回動可能
   に支持する上部回動リングと、複数の支柱により
   前記上部回動リングと一定の間隔をおいて対置さ
   れた下部回動リングと、多数の湾曲冷却管の下端
   を回動可能に支持するとともに、前記下部回動リ
   ングと相対的に回動する下部支持リングと、一定
   形を成す多数本の金属管であつて、その内部を冷
   却水が通過し、上端がリンク手段を介して上部回
   動リングに回動可能に支承されるとともに、給水
   樋と連通され、また、下端が下部支持リングに回
   動可能に支承されるとともに、排水樋に開口さ
   れ、上下の回動リングのほぼ中間の一定水平位置
   で多数本の外周によつて形成される包絡円が装置
   の中心に関して真円を形成し、しかもその円径が
   前記上部回動リング及び下部支持リングの相対回
   動によつて変化され、この包絡円を垂直方向に接
   触しつつ通過するバブルを一定円径の状態で冷却
   する湾曲冷却管と、前記上部回動リングの周端を
   支承する複数の回転ローラと、該回転ローラを支
   持する複数の直立フレームと、前記回転ローラの
   うち少なくとも一個を回転させる駆動手段とを有
   する熱可塑性合成樹脂の筒状フイルム製造装置に
   おける回転式可変型バブル水冷装置。