JPH0455579B2

JPH0455579B2 -

Info

Publication number: JPH0455579B2
Application number: JP61093122A
Authority: JP
Inventors: Junji Fujii; Kazuyuki Fukuda
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1986-04-22
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1992-09-03
Also published as: JPS62248619A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、熱可塑性樹脂のシートあるいはフイ
ルム等を製造する場合に用いる樹脂冷却装置に関
し、特に、冷却液の水圧を高め、しかも冷却液の
水位を乱流のない状態で一定に保ち、冷却効率の
向上や、透明性などの品質の改良を図つた樹脂冷
却装置に関する。

［従来の技術］押出成形機のＴダイあるいはインフレーシヨン
ダイなどを用いて熱可塑性樹脂を押出成形し、各
種シートあるいはフイルムを製造する場合におい
て、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン等の結晶
性樹脂を使用する場合は、樹脂の溶融点より急冷
して結晶化を防止しないと透明なシートあるいは
フイルムを得られない。このため、シートあるい
はフイルムを製造する上で、樹脂の冷却工程は不
可欠な工程であつた。そして、この冷却工程にお
ける冷却手段としては、水冷法が多く採用されて
いる。

しかし、この水冷法は、従来の他の冷却手段に
比べると比較的冷却効果は大きいものの、ダイか
ら押し出された高温の樹脂が冷却水と接触した場
合には、水が部分的に沸騰蒸発し、冷却が部分的
に行なわれるとともに、水面の波立ち、揺れなど
に起因する冷却の不均一、冷却不足によるヘイズ
斑の発生、厚み、透明性、光沢のムラや低下を生
ずる欠点がある。

そこで、上記水冷法の有する欠点を除去すべ
く、冷却水をスリツト中あるいは円筒部に流し、
このスリツト中あるいは円筒部に溶融樹脂を通し
て冷却を行なう水冷法用の装置が種々提案されて
いる。本出願人も、特開昭60−236719号において
流路に多孔性整流体を設けた冷却装置について提
案している。

［解決すべき問題点］しかし、上述した水冷法を実施するための冷却
装置においては、冷却液の水位を一定に保ちつつ
液面の波立ち等を防止することが難しく、透明
性、光沢などの表面特性の優れたシートあるいは
フイルムを得ることが困難であつた。

また、本出願人の提案した冷却装置は、薄いシ
ートあるいはフイルムを冷却する場合には優れた
効果を発揮するものの、肉厚のシート等を高速に
製造するような場合には、冷却効果が十分でなく
必ずしも満足のいく冷却を行なえなかつた。すな
わち、冷却液の流下量をふやし、冷却効率を上げ
るためには、最下流の多孔性整流体の流路抵抗を
小さくする必要があり、これによつて所定の整流
効果が得られなくなる。また、整流効果を高める
ために、最下流の多孔性整流体の流路抵抗を大き
くすると、最下流の多孔性整流体の下流側水位よ
りも、上流側水位が上昇し、下流側水位の上方よ
り冷却液が流れこみ、最下流の多孔性整流体の下
流側において乱流が生じる。このため、冷却液と
樹脂膜との接触部によつて均一な接触が行なわれ
ず、透明性、表面状態の優れた製品が得られな
い。また、流下量を少なくして乱流を防止しよう
とすると、冷却効率が低下するだけでなく接触部
での冷却液のムースな流れを得られず、沸騰斑な
どを生じ表面状態が悪くなるといつた問題があつ
た。

本発明は上記の事情にかんがみてなされたもの
で、液面を一定に保ち水圧を高くした冷却液の流
下を乱流を生じることなくスムースかつ急速に行
なうことにより、冷却効率を著しく高め、肉厚等
のシートであつても十分なる冷却を行なうことの
できる樹脂冷却装置の提供を目的とする。

［問題点の解決手段と作用］押出機ダイから押し出された膜状樹脂を、スリ
ツトにおいて流下する冷却液と接触させて冷却す
る装置において、スリツトへ冷却液を供給する流路に、多孔性整
流体を多重に設け、これら多孔性整流体のうち、少なくとも上記流
路の最下流に位置する多孔性整流体を、冷却液を
通過させる透水部を下部に設け、かつ冷却液を通
過させない非透水部を上部に設けた構成とし、さらに、上記透水部の高さｈと上記スリツトの
開度ｂの関係を2b＞ｈ≧ｂ／２とした構成とし
てある。

そして、このような構成することにより、水位
を低く保ち、かつ乱流、波立ちのない状態で流下
量を増やして樹脂の冷却を安定した状態で効率よ
く行なえるようにし、透明度が高く表面特性に優
れたシートを得られるようにしている。

なお、本冷却装置において使用できる樹脂とし
ては、特に制限はなく、例えば、ポリプロピレ
ン、プロピレンと他のα−オレフインとのランダ
ム共重合体、高密度ポリエチレン、低密度ポリエ
チレン、エチレン−α−オレフイン共重合体
（LLDPE）、ポリエステル、ポリアミドなどの結
晶性樹脂を例示できる。

［実施例］以下、本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。

第１図は、Ｔダイより押し出された膜状の熱可
塑性樹脂を冷却する第一実施例の冷却装置を示
す。

この第１図において、１は膜状の熱可塑性樹脂
であり、Ｔダイ２から溶融状態で押し出される。
１０は上部水槽であり、流路をフラツト状に形成
するとともに、その中心部にスリツト１１を設け
てある。このスリツト１１は、所定の開度ｂを有
する冷却液の流下部を形成しており、Ｔダイ２か
ら押し出された膜状の熱可塑性樹脂１を通過させ
て冷却する。このスリツト１１の開度ｂは、好ま
しくは１mm〜10mm、さらに好ましくは２mm〜６mm
の範囲内となるようにする。

また、上部水槽１０には流路に沿つて多孔性整
流体１２，１３が多重（図示のものは二重）に設
けてある。これら多孔性整流体１２，１３は水槽
１０を流れる冷却液の波立ちや揺れを防止し、膜
状の熱可塑性樹脂１に対して波立ちのない均一な
水量と水流の冷却液を供給するためのものであ
る。

多重に設けた多孔性整流体１２，１３のうち最
下流、すなわちスリツト１１に最も近い位置の多
孔性整流体１２は、冷却液を通過させる透水部１
２ａを下部に形成し、かつ冷却液を通過させない
非透水部１２ｂを上部に形成した構成としてあ
る。そして、下部に形成した透水部１２ａの高さ
ｈを１mm〜10mm、好ましくは２mm〜５mmの範囲内
として、多孔性整流体１２の上流側液面Ｈと同じ
か、それより低くなるように形成してある。

また、最下流多孔性整流体１２の透水部１２ａ
の高さｈは、スリツト１１の開度ｂとの関係では
2b＞ｈ≧ｂ／２の範囲内となるように形成して
ある。

このように、最下流の多孔性整流体１２の透水
部高さｈを、2b＞ｈ≧ｂ／２の範囲内に制限す
ることにより、冷却液の水位制御を容易かつ確実
に行なえ、流量変更への対応も容易となる。

このように形成した最下流の多孔性整流体１２
の設置位置は、透水部１２ａから流出する冷却液
の整流効果を高めるため、スリツト１１の中心よ
り所定距離ｌだけ離れた位置としてある。通常、
この距離ｌとしては、ｌ＝ｂ／２〜3bの範囲内
とすることが望ましい。

また、最下流の多孔性整流体１２の上流側に設
けた多孔性整流体１２は、全体を透水部１３ａと
してある。

なお、多孔性整流体１２，１３の透水部１２
ａ，１３ａの素材としては、例えば、10メツシユ
〜200メツシユ程度の金網や、これを折り重ねて
形成した網状素材、合成素材、天然繊維、金属繊
維などからなる不織布状素材、連続気泡を有する
樹脂気泡体、焼結材等を用いることができる。ま
た、多孔性整流体１２，１３の透水部１２ａ，１
３ａは、適当な厚みを有する前記素材をそのまま
用いたり、複数枚の素材を積層したり、さらには
枠体に張設するなどして形成する。

また、第１図においては、一段スリツト水冷装
置の例を示したが、一段目の下部に、二段目のス
リツト水冷部を設けることが好ましい。この際、
二段目スリツトにおいては、一段目ほどの整流効
果は必要でなく、本発明の冷却装置を必ずしも必
要としない。

２０は下部水槽であり、上部水槽１０の下方に
設けてある。この下部水槽２０中には狭圧ロール
２１が配置してあり、膜状の熱可塑性樹脂１を狭
圧しシート表面の水の境膜をいつたん除くととも
に、膜状の熱可塑性樹脂１を常にスリツト中央部
に位置させて一定速度で走行させる。狭圧ロール
２１としては、金属ロール、シリコンゴムなどの
ゴムロールあるいはこれらを組み合わせたものを
用いる。

２２は引取りロールで、冷却した膜状の熱可塑
性樹脂１を下部水槽２０より引き出し二次工程に
送る。２３は下部水槽２０中に設けた溢流板で、
水槽２０の冷却液水位を一定に保つている。２４
はポンプであり、冷却器２５によつて所定温度ま
で冷却された冷却液を、上部水槽１０に還流させ
る。

このような構成からなる実施例装置において樹
脂の冷却を行なう場合は、Ｔダイ２より押し出さ
れた膜状の熱可塑性樹脂１を冷却液の流れている
上部水槽１０のスリツト１１に導入する。スリツ
ト１１には、上部水槽１０の流路を上流から下流
に流れ、多孔性整流体１２の透水部１２ａを通過
してきた冷却液が流れ込み、膜状熱可塑性樹脂１
の両面と接触して冷却を行なう。この場合、多孔
性整流体１２の透水部１２ａを通過してきた冷却
液は、透水部１２ａにおいて水位を一定に保た
れ、乱流および液面に波立ちのない整流状態で供
給され、スリツト１１をスムースに流下する。し
かも、その冷却液は、透水部１２ａの上流側から
高い水圧で多量に供給され冷却効率を高める。

なお、冷却液としては、一般的には通常水を使
用し、必要に応じて凝固点降下剤、界面活性剤、
増粘剤、防錆剤などの添加剤を混入して使用す
る。冷却液の温度は50℃以下とし、冷却効率の観
点からは20℃以下とすることが好ましい。

上述のようにして、上部水槽１０で冷却された
膜状の熱可塑性樹脂１は、狭圧ロール２１および
引取りロール２２によつて下部水槽２０の冷却液
中を通過させられ二次冷却を行なわれる。その
後、二次工程に送られ、ここで冷却液（水）切り
後、必要に応じ熱処理、軽度の延伸、圧延等の処
理が行なわれる。

上記の装置を用いた方法によつて得られた結果
を、さらに具体的にまとめると次のようになる。

ホモポリプロピレン樹脂（密度0.91ｇ／cm³、
MI2ｇ／10min、出光石油化学(株)製商品名：出
光ポリプロ F200S）をＴダイ押出装置（押出機
90mmφ、Ｌ／D28、ダイ巾730mm、ダイリツプ開
度２mm、リツプヒーター付）を用いて樹脂温度
240℃、ダイリツプ温度280℃で溶融混練し、透明
な溶融樹脂膜（膜状の熱可塑性樹脂）を押出し
た。次いで、この溶融樹脂膜を上部水槽１０のス
リツト１１に連続的に導入して急冷し、次いで
120℃で熱処理し、ポリプロピレンシート（厚み
0.5mm）を成形速度８ｍ／minで得た。

この経過、ASTM Ｄ 1003規格による霞度
12.0％（内部霞度9.0％）の、表面状態に優れた
シートを得ることができた。

なお、冷却装置における上部水槽１０をスリツ
ト開度ｂ＝３mm、スリツトの長さＬ＝40mm、最下
流多孔性整流体の透水部高さｈ＝３mm、スリツト
中心からの最下流多孔性整流体の距離ｌ＝12mm、
最下流多孔性整流体の上流側液面高さＨ＝40mmと
し、多孔性整流体１２，１３の透水部１２ａ，１
３ａを40メツシユの金網二枚で形成した。

比較例結果最下流多孔性整流体の透水部に高さｈの制限を
設けず、整流体全体を高さ15mmの透水部に形成し
た以外は、上記方法に準じて行ないポリプロピレ
ンシートを得た。その結果、最下流多孔性整流体
の上流側の水位が、下流側より５〜６mm高くな
り、下流側で乱流が発生して均一冷却を行なえ
ず、シートに沸騰斑が生じ、透明性、表面性が悪
く、商品価値の低いものであつた。

このように、本実施例装置を用いれば、冷却液
を高い水圧状態で急速に流し、多量の冷却液によ
つて膜状の熱可塑性樹脂の冷却を行なえるので、
冷却効率を著しく向上させることができる。しか
も波立ち、乱流、滞流等を生じることもないの
で、透明度が高く表面特性に優れたシートを得る
ことができる。これにより、肉厚のシート等の冷
却をも効率的に行なうことが可能となる。

第２図は本発明第二実施例の要部図であり、上
部水槽１０の冷却液を流す流路を、スリツト１１
を中心として向かい合い、互いにスリツト１１側
に低くなるように傾斜させて形成したものであ
る。この場合は、より一層冷却液を急速かつ多量
に流すことができる。

第３図はインフレーシヨンフイルムの製造工程
で用いる本発明第三実施例の上部水槽の図面であ
る。

本装置例の場合は水槽３０を漏斗型に形成して
あり、その中心部にはインフレーシヨンダイ４か
ら押し出されたインフレーシヨンチユーブ（バブ
ル）３を通過させるための円筒部３１が設けてあ
る。この円筒部３１は冷却液流下部をなしてお
り、冷却液を、乱流を生じない状態で十分流せる
ように構成してある。水槽３０の冷却液を流す流
路部分は、図示のようにフラツト状にしてもよ
く、あるいは中心の円筒部３１に向つて低くなる
傾斜状に形成することもできる。

また、本実施例における二重の多孔性整流体３
２，３３は、それぞれ円筒部３１を囲むように設
けてある。また、最下流（最内径）の多孔性整流
体３２は、下部に所定の高さｈの透水部３２ａを
形成し、その上部を非透水部３２ｂとしてある。
なお、第３図中、３４なバブル３の周囲に一様に
空気を吹き付けるためのエアーリングである。

このように構成したインフレーシヨンフイルム
用の冷却装置において、第一実施例装置の使用条
件とほぼ同様の使用条件によつて冷却を行なつた
ところ、冷却効率は高く、しかも冷却液の水位が
一定に保たれ乱流、滞留がなかつた。その結果、
第一実施例装置の場合と同様に、透明度が高く表
面特性に優れたインフレーシヨンフイルムを得る
ことができた。

なお、本発明の樹脂冷却装置は、上述した実施
例に限定されるものではなく、次のような応用例
をも含むものである。

上述したシート、フイルム以外の各種シー
ト、フイルムの冷却用装置として用いる場合。

多孔性整流体を一重もしくは三重以上設けた
装置。

多孔性整流体を多重に設けた場合に、最下流
多孔性整流体以外のものにも、高さを制限した
透水部を形成した装置。この場合、下流になる
程、透水部の高さｈを低くすることが好まし
い。

多孔性整流体の透水部の一部（下部）を多孔
質素材を用いることなく空洞とした装置。

多孔性整流体の非透水部を上下動可能に設
け、透水部の高さを調整できるようにした装置
（第４図参照）。

上記実施（応用）例を適宜組み合わせてなる
装置。

［発明の効果］以上のごとく本発明の装置によれば、少なくと
も最下流の多孔性整流体の透水部高さｈを、スリ
ツト１１の開度ｂとの関係において2b＞ｈ≧
ｂ／２の範囲内とすることにより、冷却液の水圧
を高めて流量を増大化でき、冷却効率を高めるこ
とができる。しかも、冷却液の水位はほぼ一定に
保たれ、液面に波立ちを生じたり、乱流を発生し
たりすることがないので品質の優れた製品を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の装置全体図、第
２図は第二実施例の要部を示す図、第３図は第三
実施例の上部水槽を示す図、第４図は第四実施例
の要部を示す図である。１：Ｔダイ、２：膜状樹脂（熱可塑性樹脂）、
１０：上部水槽、１１：スリツト、１２：最下流
の多孔性整流体、１２ａ：透水部、１２ｂ：非透
水部、２０：下部水槽。

Claims

【特許請求の範囲】１押出機ダイから押し出された膜状樹脂を、ス
リツトにおいて流下する冷却液と接触させて冷却
する装置において、スリツトへ冷却液を供給する流路に、多孔性整
流体を多重に設け、これら多孔性整流体のうち、少なくとも上記流
路の最下流に位置する多孔性整流体を、冷却液を
通過させる透水部を下部に形成し、かつ冷却液を
通過させない非透水部を上部に形成した構成と
し、さらに、上記透水部の高さｈと上記スリツトの
開度ｂの関係を2b＞ｈ≧ｂ／２としたことを特徴とする樹脂冷却装置。