JPS58168521A - インフレ−シヨン成形用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、押圧ダイより管状に押出された管状樹脂を内
部側より冷却するインフレーション用冷却装置に係り、
特にその冷却能力の改良に関する。

熱可塑性樹脂のインフレーション成形においては、生産
性向上のため高速成形の要求が高くなっているが、高速
成形を達成するためには、押出機や押出ダイの高速押出
が可能であっても、押出される管状樹脂を十分に冷却す
ることができなければならないものである。また、成形
フィルムの物性を向上させるためにも、溶融樹脂を内外
むらなく十分に冷却させることが必要である。

ところで、単数あるいは複数のニアリングを用いそ、押
出された管状樹脂の外周面に冷却空気を吹きつける方法
が広く用いられているが、冷却効果を高めようとして冷
却空気の風量を増大させての溶融張力の小さい樹脂にあ
っては成形安定性が著しく阻害されてしまうため、管状
樹脂の外部側より冷却する場合のみの冷却効果の向上に
は自ずと限界があった。　　　・ そこで、管状樹脂の外部側からだけでなく内部側からも
管状樹脂を冷却するために、管状樹脂の内部側に外部よ
り冷却空気を循環させる方法が識られている。しかし、
このような方法にあっては、管状樹脂は押出ダイより押
出された直後の浴融樹脂管状体については特に急冷を要
するが、一方、膨張部を経てバブル状態となった樹脂バ
ブルについては必らずしも急冷を要しガいものであるに
も拘らず、管状樹脂全体を略均−的に冷却するのみであ
り、溶融樹脂管状体についての急冷効果も特に認められ
ず、したがってこのような方法のみを採用しても高速成
形を達するための十分な冷却効果は得られないものであ
った。

また、特開昭５６−７５８２９によれば、中芯（マンド
レル）の中心部にヒートパイプの蒸発部を埋設した冷却
装置が提案されているが、この既提案の冷却装置にあっ
ては、前記蒸発部が中芯を冷却し、冷却された中芯が更
に管状樹脂の溶融樹脂管状体を冷却させるものであるた
め、熱伝達効率が必らずしも十分でなく、また、ヒート
パイプの蒸発部と中芯とが別体として構成されているた
め構造上の複雑化も招いていた。

本発明の目的は、冷却効果が大きく、構造も簡易なイン
フレーションフィルム成形用冷却装置ｔを提供するにあ
る。

本発明は、押出ダイより押出されたｉＭ後の溶融樹脂管
状体の内周面に接触され若しくは接近された状態で蒸発
部が位置されるヒートパイプを設けて前記蒸発部により
溶融樹脂管状体を内部側より冷却するとともに、前記押
出ダイを貝通する作動流体の蒸気流導出路および凝縮液
導入路を介して前記ヒートパイプに外部凝縮部を連結し
、管状樹脂内部の温度が上昇して前記蒸発部の冷却能力
が低下した時々どには外部凝縮部により作動流体の放熱
を行なわせて蒸発部の冷却性力を維持させるようにして
前記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、本発明によるインフレーション成形用冷却
装置の第１の実施例が適用されるインフレーション成形
装置の要部が示されている。

この図において、押出ダイ１は、円柱状の中空部を有す
るグイ本体２と、グイ本体２の前記中空部に嵌合される
グイマンドレル３とからかり、前記嵌合部分の上端には
環状スリット４が構成され、押出ダイ１円に供給される
溶融樹脂５は環状スリット４より管状に押出されて管状
樹脂６が形成されるようになっている。

管状樹脂６は、押出ダイ１より押出された直後において
は溶融状態の溶融樹脂管状体６Ａとなっているが、その
後膨張部６Ｂにおいて所定のブローアツプ比で膨張され
た後、薄肉化された樹脂バブル６Ｃとなり、樹脂バブル
６Ｃは完全に冷却固化された後、図示しないニップロー
ルによりニップされて偏平化され、ついで連続的に巻取
られていくようになっている。

前記押出ダイ１の中心部には、外部コック８を有する封
入管９が管状樹脂６の内部側に向って押出ダイ１の図中
上端面より比較的短寸の所定長だけ突出するよう貫通さ
れ、封入管９の上端部にはインフレーション成形用冷却
装置としてのヒートパイプ１０の下端中心部が固定され
ている。

ヒートパイプ１０の蒸発部１０Ａは、前記膨張部６Ｂと
略同−の高さ位置を有する所定の径の円柱体状に形成さ
れ、長手方向に沿って図中略下半分の外周面には前記溶
融樹脂管状体６Ａの内周面が接触若しくは接近されると
ともに、蒸発部１０Ａの下端部と押出ダイ１の上端面と
の間には所定の間隔が設けられており、この間隔内に位
置する前記封入管９には封入口１１が穿設されている。

前記蒸発部１０Ａの下端中央部には、作動流体の蒸気流
導出路および凝縮液導入路の双方を兼ねた連結管１２の
上端開口部が連通されている。この連結管１２は前記押
出ダイ１を貫通する封入管９の管内を挿通されて押出ダ
イ１の下端面側より導出され、更に封入管９からも図中
下方に導出され、連結管１２の下端側には、略コ字形状
のコ字管１３の両端側が連通されている。また、連結管
１２の上端部は蒸発部１０Ａの下端面より所定長だけ上
方に突出され、連結管１２内のウィック２１は蒸発部１
０Ａ内のウィック２１と連続されているとともに、連結
管１２の上端開口部の上方には略キャップ状の屋根部材
５０が配置されており、蒸発部１０Ａ内を凝縮液２２が
滴下しても連結管１２の上端開口部内には滴下する凝縮
液２２は込まないが、蒸気流２３は前記開口部より連結
管１２内へと導出され得るようになっている。

コ字管１３の外部凝縮部としての垂直部１３Ａの外周面
には放熱フィン１６が設けられ、これら垂直部１３Ａお
よび放熱フィン１６は冷却液１７を満たした冷却槽１８
内に位置されており、前記垂直部１３Ａは常時冷却され
ている。

一方、前記蒸発部１０Ａの上端側には、≠妾辱内部凝縮
部１０Ｂ が設けられ、内部凝縮部１０Ｂの上端付近の外周部には
放熱フィン１９が設けられている。

また、蒸発部１０Ａには、蒸発部１０Ａの上下端間を連
通ずる複数の連通路２０が設けられているとともに、蒸
発部１０Ａの内周面および前記連結管１２０内周面の全
域にはウィック２１が設けられている。作動流体の凝縮
液２２は前記ウィック２１を通じて移動し、一方、作動
流体の蒸気流２３はヒートパイプ１０や連結管１２、コ
字管１３の中空部を移動するようになっている。

なお、押出ダイ１上には、ニアリング２４が配置され、
また、封入管９と押出ダイ１との間には断熱材４０が介
装されている。

次に本実施例の作用につき説明する。

押出ダイ１円の溶融樹脂５は環状スリット４より連続的
に押出されて管状樹脂６が形成されるが、この管状樹脂
６内には封入管９より、運転開始時において、一定圧力
の空気が封入されて管状樹脂６の溶融樹脂管状体６Ａは
膨張部６Ｂにて所定のブローアツプ比で膨張されて樹脂
バブル６Ｃが形　　成される。

溶融樹脂管状体６Ａは、ニアリング１６によって外部側
より冷却されるとともに、ヒートパイプ１０の蒸発部１
０Ａによって内部側からも冷却される。すなわち、前記
蒸発部１０Ａは溶融樹脂管状体６Ａの安定性を向上させ
る中芯としての働きをしているとともに、蒸発部１０Ａ
を内部側より吸熱、すなわち冷却しており、蒸発部１０
Ａ内においてはウィック２１に含まれている１［ｉＩ液
２２が蒸発することとなる。

蒸発した凝縮液２２は蒸気流２３となってヒートパイプ
１０内を上昇し、内部凝縮部１０Ｂにて凝縮されて凝縮
液２２となり、蒸発部１０Ａへと下降する。

このようなヒートパイプ１０内の作動流体の循環により
蒸発部１０Ａにおいては絶えず溶融樹脂管状体６Ａの急
冷がなされ、また、膨張部６Ｂも蒸発部１０Ａに近い位
置となっているため、膨張部６Ｂに接する内部空気も冷
却されており、膨張部６Ｂも冷却される。

一方、内部ＭＭ部１０Ｂにおいては樹脂バブル６Ｃ内に
熱が放出されるが、内部凝縮部１０Ｂは樹脂バブル６Ｃ
が完全に冷却固化された位置に配置されているため、内
部凝縮部１０Ｂにおける放熱により樹脂バブル６Ｃに悪
影響が与えられるということはない。

しかしながら、内部凝縮部１０Ｂにおける放熱が継続す
るように内部凝縮部１０Ｂの周囲の温度が上昇して内部
凝縮部１０Ｂの放熱能力が低下してくる場合がある。し
かしながらこのような場合は、内部凝縮部１０Ｂ内の蒸
気流２３が凝縮しにくくなってヒートパイプ１０内の蒸
気圧が上昇し、蒸気流２３は連結管１２内を下降するこ
ととなる。

連結管１２内を下降した蒸気流２３はコ字管１３内に流
入され、垂直部１３Ａにおいて＠縮されて凝縮液２２と
なり、凝縮液２２は連結管１２内のウィック２１を通じ
て前記蒸発部１０Ａへと上昇されることとなるので、蒸
発部１０Ａにおける冷却能力が低下されることはないよ
うになっている。

ガお、溶融樹脂５が高密度ポリエチレン等の溶融張力の
低い樹脂である場合には、溶融樹脂管状体６Ａの安定性
が極めて低いものであるから、蒸発部１０Ａの外周面を
溶融樹脂管状体６Ａの内周面に接触させるようにして安
定性を高め且急冷効果をより高めるようにすることが望
ましいが、溶融張力がそれ程低くない直鎖状エチレン−
α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンなどの場合に
は、蒸発部１０Ａの外周面を溶融樹脂管状体６Ａの内周
面に特に接触させる必要はなく、単に接近させておけば
足りる。また、樹脂バブル６Ｃ内の空気は連通管２０に
より蒸発部１０Ａの下端側に流出され、この流出された
空気は蒸発部１０Ａの外周面と溶融樹脂管状体６Ａの内
周面との間隙を経て樹脂バブル６Ｃ側へと流れるため、
溶融樹脂管状体６Ａが蒸発部１０　Ａに溶着することは
なく、安定成形が確保されることとなる。

このような本実施例によれば、ヒートパイプ１０の蒸発
部１０Ａにより溶融樹脂管状体６Ａが直接冷却されるた
め、急冷効果が大きく、したがって高押出量や高速のイ
ンフレーション成形を安定して行うことができるように
なる。また、急冷効果の増大は、管状樹脂６を外部側か
らだけでなく内部側からも冷却させることとも相俟って
、延伸効果の向上等、成形フィルムの物性を向上させる
ことができる。

また、ヒートパイプ１０の蒸・弁部１０Ａが、バブル安
定体、すなわち中芯をも兼ねているため、蒸発部１０Ａ
と中芯とを別体として構成し蒸発部１０Ａを中芯に埋設
させる場合叫に比し、構造が簡単で組み立ても容易なも
のとすることができる。

さらに、内部凝縮部１０Ｂの放熱能力が低下しても直ち
に外部凝縮部１０Ｂが蒸気流２３を凝縮させて凝縮液２
２とさせるため、蒸発部１０Ａにおける冷却能力が低下
されることが女り、高速且長時間運転が可能となる。

次に、第２の実施例について説明するが、前記第１の実
施例と同−若しくは近似する部分についてはβ？１明を
簡略若しくは省略する。

第２図には、本発明によるインフレーション成形用冷却
装置の第２の実施例が示され、この図において、蒸発部
１０Ａの底面の中央部には蒸気流導出路としての蒸気流
導出ｖ３０が設けられ、また前記底面の他の個所には凝
縮液導入路としての凝縮液導入管３１が設けられている
。

前記蒸気流導出管３０は、前記底面より所定長だけ図中
上方に突出され、この突出された蒸気流導出管３００周
壁には蒸気流導出口３２が穿設されるとともに、上端部
は閉塞されており、蒸発部１０Ａを凝縮液２２が滴下し
ても蒸気流導出管３０内に凝縮液２２が容易に流入され
ることがなく、−万、蒸気流２３は前記蒸気流導出口３
２より蒸気流導出管３０内に流入され得るよう構成され
ている。

蒸気流導出管３０は前記押出ダイ１を貫通する封入管９
の管内を挿通されて押出ダイ１の下端面側よシ導出され
、更に封入管９からも図中下方に導出された後、水平部
３０Ａを経て垂直部３０Ｂを肩するよう構成されている
。一方、前記凝縮液導入管３１も図示しない断熱材に囲
繞された状態で押出ダイ１を垂直に貫通されて押出ダイ
１の下端面側より導出された後、水平部３１Ａを経て垂
直部３１Ｂを有するよう構成されており、前記２つの垂
直部３０Ｂおよび３１Ｂのそれぞれの上端は、蒸発部１
０Ａの底部よりも所定の高さだけ高い位置において連通
部３３を介して互いに連通されている。

前記凝縮液導入管３１の垂直部３１Ｂの上端側であって
蒸発部１０Ａの底面の高さより上方の所定の個所には、
放熱フィン１６が設けられ、この放熱フィン１６は冷却
液１７が満された冷却槽１８内に浸されており、この冷
却槽１８内に位置する前記垂直部３１Ｂにより外部凝縮
部３４が構成されている。

また、凝縮液導入管３１内には、凝縮部３４の底面位置
と略同−高さ位置に前記垂直部３１Ｂ内の液面位が位置
されるよう凝縮液２２が収容されており、このとき凝縮
液２２の他方の液面位は蒸発部１０Ａの底面と略同−高
さ位置に位置されるようになっている。

このような第２の実施例においては、内部凝縮部１０Ｂ
の放熱能力が低下してヒートパイプ１０内の蒸気圧力が
上昇すると、蒸気流２３は蒸気流導出口３２よシ蒸気流
導出管３０内に流入した後、水平部３０Ａ、垂直部３０
Ｂ、連通部３３を経て外部凝縮部３４へと至り、外部凝
縮部３４において凝縮されて凝縮液２２となり、そのた
め凝縮液導入管３１内の凝縮液２２の液量が増し、した
がって、垂直部３１Ｂおよび蒸発部１０Ａの底面付近に
おけるそれぞれの凝縮液２２の液面位が等しく上昇し、
結局、外部凝縮部３４にて凝縮された凝縮液２２の′Ｄ
、′！ｒに相応した液量の凝縮液２２が前記凝縮液導入
管３１よυ蒸発部１０Ａ内に導入されることとなる。

この第２の実施例では、蒸気流導出管３０および凝縮液
導入管３１のいずれにもウィックは設けられていないが
、前記第１の実施例と同様の効果を奏することができる
。

なお、上述の各実施例においては上吹きインフレーショ
ン成形に本発明による冷却装置が適用される場合につい
て述べたが、下吹きインフレーション成形に適用するこ
ともできる。また、外部凝縮部１３Ａ、３４は内部凝縮
部１０Ｂの放熱能力が低下するときに働く補助的なもの
として説明したが、むしろ内部凝縮部１０Ｂの方を補助
的なものとしてもよい。

さらに、外部凝縮部１３Ａ、３４と蒸発部１０Ａとの間
には特にコック等は設けられておらず、ヒートパイプ１
０内の蒸気圧力が上昇すると蒸気流２３が外部凝縮部１
３Ａ、３４へと自然流入するものであったが、コック等
を設けて適宜外部凝縮部１３Ａ、３４へと流入操作させ
るものであってもよい。

また、蒸発部１０Ａは円柱体状のものに限らず、螺旋宥
・状に形成され且包絡外周面が円柱状になっているもの
等でもよい。

また、凝縮部１０Ｂにもウィック２１が設けられていて
もよい。

上述のように本発明によれば、冷却効果が大きく構造も
簡易なインフレーション成形用冷却装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインフレー５、ジョン成形用冷却
装置の第１の実施例を示す断面図、第２図は同じく第２
の実施例を示す断面図である。 １　押出ダイ、６・・管状樹脂、６Ａ・・・溶融樹脂管
状体、６Ｂ・・膨張部、６Ｃ・・樹脂バブル、１゜ヒー
トパイプ、ＩＯＡ・・・蒸発部、１０Ｂ・・・内部凝縮
部、１２・・・蒸気流導出路および凝縮液導入路の双方
を兼ねた連結管、１３Ａ、３４・・・外部凝縮部、１９
・・・内部凝縮部、２２・・・凝縮液、２３・・・蒸気
流、３０・・・蒸気流導出路としての蒸気流導出管、３
１・・・凝縮液導入路としての凝縮液導入管。 代理人　弁理士　木　下　實　三 手続補正書（自発） 昭和５７年４　月２３日 特許庁長官島　１）春　樹殿 ］、　８件の表示　　　　　　　　　　４′（砕昭和５
７年　特許　　随筆５２８２４　　り事件どの関係　特
許出願人 住　所〒１００東京都千代田区丸の白玉丁目１番１号よ
　ぉ（。１、　　出光石油化学株式会社代表者大和丈夫 ４、代理人 ７、補正の対象 補正の内容 （１）　明細書第１頁第１７行の「抑圧ダイ」を「押出
ダイ」に改める （２）　明細書第１頁第１８行の［インフレーション用
」ヲ「インフレーション成形用」に改める。 （３）　明細書第７頁第４行の「込まない」を「入り込
″！々い」に改める。 （５）　明細書第１０頁第１７〜１８行の「溶融張力が
それ程低くない」を削除する。 （６）　明細書第１２頁第４行の「外部凝縮部１０Ｂ」
を［外部凝縮部１３　Ａ−１に改める。 以　　　上 ２− −９吐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）押出ダイより管状に押出された後内圧により膨張
   されて冷却固化後に巻取られる管状樹脂を内部側より冷
   却するインフレーション成形用冷却装置において、前記
   冷却装置には、前記押出ダイより押出された直後の溶融
   樹脂管状体の内周面に接触され若しくは接近された状態
   で蒸発部が位置されるヒートパイプが備えられ、かつ、
   前記ヒートパイプには、前記押出ダイを貫通する作動流
   体の蒸気流導出路および凝縮液導入路を介して、外部凝
   縮部が設けられていることを特徴とするインフレーショ
   ン成形用冷却装置。