JPS5923981B2 - 環状フイルム成形用装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂の環状フィルム成形装置に関する
ものである。

さらに詳しくはインフレーシヨン法による熱可塑性樹脂
の環状フィルム成形装置において、環状ダイスリットか
ら押出された環状溶融樹脂の内外両側に筒状案内板を設
け、これらの間に気体を送風することにより、環状溶融
樹脂をその内面および外面から効果よく冷却する様にし
た装置に関するものである。従来、環状フイルム成形装
置のフイルム冷却装置としては、空気を吹きつけるため
の１段の環状エアースリツトを有するもの（実公昭４１
−２１１９６）、複数段のエアースリツトを備えたもの
（特公昭４５−１６８３４、同４７１６０６７、同４７
−１５２２５）が知られているが、これらはバブル外面
のみへの空気による冷却であり、この冷却効果には自ら
限度がある。

（本明細書において、「バブル」とは環状ダイスリツト
から押出された樹脂が引取ロールで引取られるまでの間
を指し、さらに詳しく記述する場合はダイ直後を「環状
溶融樹脂」と称し、引取ロール付近では「フイルム］と
称する。）従つて、この様な欠点を改良しバブルの内面
にも空気を当て、冷却効果を向上させる装置として特公
昭４５一１５１５１が知られている。これはバブルに対
してその内外部に設けた多数の噴気孔よりバブルの内面
と外面に同時に空気を噴出させるものであるが、装置が
複雑であり、かつ溶融状態から固化状態に至るまでに時
間を要するもの、すなわち、バブルが変形を起し易いも
のに対しては空気噴出量の高度な均等性が要求されると
いう欠点がある。この他に、米国文献〔Ｐｌａｓｔｉｃ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ孔ＮＯ４，５６（１９７５）〕
に見られるバブル内外からの冷却装置もあるが、この装
置では一旦バブルに当つた空気は直ちに四散するため冷
却効果は十分とはならない。本発明の目的は、上記の問
題点を解決し、バブルの冷却効果を向土させるために、
ダイから押出された環状溶融樹脂に対して、その内外両
側に筒状案内板（内側の筒状案内板外側には必要に応じ
て環状邪魔板を付ける）を設置し、これらと環状溶融樹
脂との間に送風することにより、バブルの冷却効果を向
上させると共に安定したバブルを形成し、かつ冷却され
た適正な温度でバブルを膨脹させ、フイルムに延伸効果
を付与させ、フイルムの強度を著しく増加させる様にし
た熱可塑性樹脂の環状フイルム成形用装置を提供するこ
とにあり、その要旨は、環状ダイスリツト３を有するダ
イ２と環状エアースリツト７を有する空冷リング５を備
えたインフレーシヨン法による熱可塑性樹脂の環状フイ
ルム成形装置において、上記空冷リング５上にはバブル
の外側に位置するように外部筒状案内板８，１９，２１
を設置し、上記ダイ２上方にはバブルの内側に位置する
ように内部筒状案内板１２，１５，２０を配置し、かつ
この内部筒状案内板１２，１５，２０の下方に上記ダイ
２に設けられた空気導入管１１と接続する環状エアース
リツト１３，１７を配設すると共に、冷却用空気が上記
環状エアースリツト１３，１７を介して上記内部筒状案
内板１２，１５，２０の外側に向けて吹出すように構成
し、上記内部筒状案内板１２，１５，２０の内側には空
気排出管１４を開口させて設けてなり、上記空冷リング
５の環状エアースリツト７から冷却用空気をバブルの外
側に作用させると共に、上記環状エアースリツト１３か
らの冷却用空気をバブルの内側かつ外側へ向かう方向に
作用させるようにしたことを特徴とする熱可塑性樹脂の
環状フイルム成形用装置にある。

以下、図面に示す実施例を参照しながら、本発明の構成
、作用、効果を詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る熱可塑性樹脂の環状フイルム成
形用装置の一実施例を縦断面にし、合わせてその使用状
態を示す概念図である。

この図において、１は環状フイルムであり、押出機（図
示せず）に接着したダイ２の環状ダイスリツト３から押
出された環状溶融樹脂４を冷却しながら膨脹させたもの
である。この環状フイルム１は図示しない案内板によつ
て偏平化され重ね合されながら引取ロールにて引取られ
る。空冷リング５は断熱材６によりダイ２からの熱伝導
を抑え、かつダイ２との間隙をなくし、ダイ２と同心円
状に設置したものであり、その環状エアースリツト７か
ら空気を吹出すことによつて環状溶融樹脂４を外面から
冷却する。この空気は環状エアースリツト７に対し同心
円状に配置された外部筒状案内板８に沿つて流れ、ここ
で環状溶融樹脂４をさらに冷却する。一方、空気送人口
９から送人した内部冷却用空気は断熱材１０によつてダ
イと断熱されたダイを貫通する空気導入管１１を通過し
、外部筒状案内板８と同心円状に配置した内部筒状案内
板１２の下方において、この内部筒状案内板１２の外側
に向けて開口し、かつ外側の環状エアースリツト７とほ
ぼ同じ高さに設けた環状エアースリツト１３から吹出し
、環状溶融樹脂４を内面から冷却する。

該空気は内部筒状案内板に沿つて流れ環状溶融樹脂４を
内面からさらに冷却した後、この内部筒状案内板１２の
上部開口端からその内部に入り、ダイ２を貫通して内部
筒状案内板１２の内部に開口した空気排出管１４から排
気される。このような構造の本発明の環状フイルム成形
用装置を用いれば、ダイから押出した環状溶融樹脂をそ
の内外両面から、かつ内外両面とも筒状案内板を設置す
ることにより得られる流速の大きい空気によつて冷却す
るため、その冷却効果は環状溶融樹脂を外側のみから冷
却する場合、もしくは、内側からも冷却するが筒状案内
板を用いない場合に比べて、著しく良好となる。

すなわち、本発明の装置によれば、バブルが外部筒状案
内板８に接触しようとするときにエアー圧でこのバブル
を内側に押えつけるように作用させ、噴流エアーによる
吸引圧が発生してバブルを外部筒状案内板８に近づける
ように作用させるので、過大送風で乱流が発生しない限
り、送風エアー量が増大する程、バブルの冷却効果及び
形状保持効果が顕著に生じる。しかも、内部筒状案内板
１２の内側に空気排出管１４を開口させて設けたので内
部筒状案内板１２内に熱がこもることがなく、従つてバ
ブルの冷却をより顕蓄に行なうことができる。また膨脹
する時のバブル温度を低く出来るため、フイルムに延伸
効果が付与出来、フイルムの横方向の力学的性質を著し
く改良出来る。さらに変形し易い環状溶融樹脂を内外両
側から筒状案内板に沿つて流れる空気により保持し安定
化させるため、バブルの安定性を著しく良好に出来ると
いう効果がある。第２図、第３図は他の実施例を示す縦
断面概念図であるが、これらの図に示す様に内部筒状案
内板の外側に１段、または必要に応じて層状に複数段の
環状邪摩板を設けると更に優れた冷却効果が得られる。
即ち、第２図に示す様に内部筒状案内板１５の外側に環
状邪魔板１６を設けることにより、環状エアースリツト
１７から噴出する空気が乱流状態で環状溶融樹脂１８と
接触するので、より優れた冷却効果を得ることができる
。

なお、図においては環状邪魔板は水平に設けられている
が、水平に限ることなく種種の態様が可能であり、さら
には外部筒状案内板１９の内側に環状邪魔板を設けても
同様に優れた冷却効果を得ることができる。又、第３図
に示す様に、内部筒状案内板２０を外部筒状案内板２１
より高くし、この内部筒状案内板２０の上部外側に、外
部筒状案内板２１の内径ｂよりも大きい外径ｆを有する
環状邪魔板２２を外部筒状案内板の上部から小さな距離
ｇを有する様に設けた成形装置は特に効果がある。この
場合環状溶融樹脂２３はこの間隙２４を通過する時に膨
脹を余儀なくされ、この時の膨脹により環状溶融樹脂は
薄化され、フイルムの冷却効果はさらに大きくなり、同
時に延伸効果も付与される。なお、図においては内部筒
状案内板２０の上部外側に設けられた１段の環状邪魔板
２２だけが示されているが、第２図において示される１
段又は複数段の環状邪魔板１６を併用することも可能で
ある。本発明の冷却装置は以上の構造．作用を備えたも
のであるが、その形状、大きさによつてその効果は異な
る。従つて冷却装置の形状大きさには自ら限界がある。
今、第１図に示す様に、ダイスリツトの径をａ バブル外部筒状案内板の直径をｂ、高さをｃバブル内部
筒状案内板の直径をｄ、高さをｅとするとき、ｂがｄよ
り著しく大きい時、Ｃ，ｅが小さい時はバブルへの冷却
効果は小さいため、延伸効果を付与することは出来ない
。

そこで冷却装置の形状．大きさを種種検討した結果、各
寸法は次の範囲にあることが望ましいことがわかつた。
ａ＜ｂ≦４ａ好ましくはａ＜ｂ≦２．５ａ０．５ｂ≦ｃ
≦４ｂＩｂ≦ｃ≦４ｂ ０．５ｂ≦ｄ＜ｂ ／／ ０，７５ｂ≦ｄ＜ＢＯ
．５ｂ≦ｅ≦４ｂ〃 ｂ≦ｅ≦４ｂなお、外部筒状案
内板の径を大きくしたり、円筒部の高さを高くしたりす
ると、バブル作成は困難となり、フイルム成形は不可能
となる。

内部筒状案内板に環状邪魔板を設ける場合には、第２図
に示した様に外部筒状案内板の高さより低い位置では、
環状邪魔板の外径ｆは外部筒状案内板の径ｂより小さい
ことが余儀なくされるが、第３図に示した様に外部筒状
案内板の高さより高い位置ではｆはｂより大きくするこ
とが出来る。

この場合、環状邪魔板２２の外径ｆが過大の場合にはバ
ブルの作成が困難となるので自ら限度があり、また外部
筒状案内板と環状邪魔板２２とのすき間ｇが過小の場合
には同様にバブル作成が困難となり、過大の場合には前
記した様な冷却延伸効果が発現しない。環第３図に示す
状邪魔板２２の寸法．位置を種種検討した結果Ｆ，ｇの
寸法は次の範囲．にあることが望ましいことがわかつた
。ａくｆく１．５ｂ ０．１ｂ≦ｇ≦０．３ｂ 次に直径１３０７ｍのダイ、直径１５０ＴＷＩの空冷リ
ングおよび本発明に係る各種筒状案内板を有する環状フ
イルム成形用装置にてフイルムを作成し、その物性と前
述した従来の環状フイルム成形装置により作成したフイ
ルム物性を比較したのでそのデータを示す。

く比較試験 １〉 熱可塑性樹脂として、単量体結合様式の９２％が１，２
結合で結晶化度が２５％の高分子量ポリブタジエンを用
い、成形条件は次の様にした。

結果は表−１に示す。押出温度 ：１４０℃ フロー
比 ：３．０フイルム厚さ：２０μ 成形室温度：２
５℃引取速度 ：２０ｍ／Ｍｉｎ表−１に示す結果か
られかる様に、本発明に係る環状フイルム成形用装置を
用いれば、空冷リングのみでは成形不可能であつた生産
速度でのフイルム作製、即ち高速成形が可能となり、ま
た、従来の成形装置よりも横方向の延伸効果を大きくで
き、強度を増加させ、フイルムの物性を著しく向上させ
ることが出来る。

（横方向の延伸効果は破断強度よりも引張応力（表では
２００％引張応力）でよく表わされる。）〈比較試験
２〉 市販のエチレン．酢酸ビニル共重合体（密度０．９４ｇ
／Ｃｃ，ＭＩ＝２．５ｇ／１０ｍｉｎ）を前と同様に直
径１３０Ｔｆｒｍのダイ、直径１５０ｍの空冷リングお
よび本発明に係る各種筒状案内板を有する環状フイルム
成形用装置にてフイルムを作成しその物性と前述した従
来の環状フイルム成形装置により作成したフイルムの物
性を比較した。

成形条件は次のようにした。この結果を表−２に示す。
押出温度 ：１５０℃ ブロー比 ：３．０フイルム
厚さ：２０μ 成形室温度：２３℃引取速度 ：２
０ｍ／Ｍｉｎ表−２に示す結果かられかる様に、本発明
の成形装置を用いれば、延伸効果を大きくでき、フイル
ムの物性を著しく向上させることができる。

本発明において熱可塑性樹脂としては、環状フイルム成
形装置により成形される通常の樹脂はすべて適用出来る
。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、可塑化ポ
リ塩化ビニル、エチレン、酢酸ビニル共重合体、単量体
結合様式の７０％以上が１，２結合で結晶化度が１０〜
５０％の高分子量ポリブタジエン（以下、１，２−ポリ
ブタジエンと称する）およびこれらの混合物が好適に用
いられる。これらのうち１，２−ポリブタジエンおよび
１，２−ポリブタジエンを一成分とする混合物は高温で
の引張強度が小さく、伸びが大きい特徴を有し、本発明
の環状フイルム成形装置は特にこれらのものに対し有効
である。以上詳述した様に、本発明に係る熱可塑性樹脂
の環状フイルム成形装置は、内部、外部の両筒状案内板
を設け、この両筒状案内板の下方にそれぞれ環状エアー
スリツトを設けるだけでよいので従来のダイ内外冷却装
置に比べ非常に簡単な構造である。

さらにこれらの両筒状案内板に沿つて流れる冷却空気す
なわちバブルの内外両面にそれぞれ作用する冷却空気に
よりバブルを安定に保持し、優れた冷却効果が得られる
ので、従来の様に成形因子のわずかな変動でバブルの安
定性やフイルムの強度が低下することなく、これらの成
形因子の変動を自動的に修正しながらバブルを成形する
ことができ、より広い成形範囲をカバーすることができ
る。又上記冷却効果およびバブルの安定化（バブルの確
実な形状保持）により、冷却された適正な温度でバブル
を膨張させることができるので、フイルムに延伸効果を
付与し、フイルムの強度を増加させることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る環状フイルム成形用装置の実施例を示
すものであり、第１図１は内外両筒状案内板を設けた場
合を縦断面にし、合わせてその使用状態を示す概念図、
第１図は第１図１ｆ）Ｘ−Ｘ線断面概念図、第２図は内
部筒状案内板に環状邪魔板を設けた場合を示す縦断面概
念図、第３図は内部筒状案内板の上部に環状邪魔板を設
けた場合の縦断面概念図である。 １・・・環状フイルム ２・・・ダイ、３・・・環状ダ
イスリツト、４，１８，２３・・・環状溶融樹脂、５・
・・空冷リング、６・・・断熱材、７・・・環状エアー
スリツト、８，１９，２１・・・外部筒状案内板、９・
・・空気送入口、１０・・・断熱材、１１・・・空気導
入管、１２，１５，２０・・・内部筒状案内板、１３，
１７・・・環状エアースリツト、１４・・・空気排出管
、１６，２２・・・環状邪魔板、２４・・・間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状ダイスリット３を有するダイ２と環状エアース
   リット７を有する空冷リング５を備えたインフレーシヨ
   ン法による熱可塑性樹脂の環状フィルム成形装置におい
   て、上記空冷リング５上にはバブルの外側に位置するよ
   うに外部筒状案内板８，１９，２１を設置し、上記ダイ
   ２上方にはバブルの内側に位置するように内部筒状案内
   板１２，１５，２０を配置し、かつこの内部筒状案内板
   １２，１５，２０の下方に上記ダイ２に設けられた空気
   導入管１１と接続する環状エアースリット１３，１７を
   配設すると共に、冷却用空気が上記環状エアースリット
   １３，１７を介して上記内部筒状案内板１２，１５，２
   ０の外側に向けて吹出すように構成し、上記内部筒状案
   内板１２，１５，２０の内側には空気排出管１４を開口
   させて設けてなり、上記空冷リング５の環状エアースリ
   ット７からの冷却用空気をバブルの外側に作用させると
   共に、上記環状エアースリット１３からの冷却用空気を
   バブルの内側から外側へ向かう方向に作用させるように
   したことを特徴とする熱可塑性樹脂の環状フィルム成形
   用装置。 ２ 内部筒状案内板１５の外側又は外部筒状案内板１９
   の内側に１段又は複数段の邪魔板１６を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の環状フィルム成
   形用装置。 ３ 内部筒状案内板２０の外側に１段の環状邪魔板２２
   を設け、該邪魔板２２が外部筒状案内板２１の内径ｂよ
   りも大きい外径ｆをもち、外部筒状案内板２１の頂部よ
   り間隔ｇをおいて配置されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の環状フィルム成
   形用装置。 ４ ダイスリット３の径をａ バブル外部筒状案内板８，１９，２１の直径をｂ、高き
   をｃバブル内部筒状案内板１２，１５，２０の直径をｄ
   、高さをｅとするとき、 ａ＜ｂ≦４ａ ０．５ｂ≦ｃ≦４ｂ ０．５ｂ≦ｄ＜ｂ ０．５≦ｅ≦４ｂ の関係となる特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか
   に記載の環状フィルム成形用装置。