JPS61112630A - インフレ−シヨンフイルム冷却装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂のチューブラ−フィルム製造用
の冷却装置に関し、更に詳しくは、インフレーション法
による高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエチレ
ンテレフタレート等の熱可塑性樹脂フィルムの製造にお
いて、冷却リングから冷却媒体を吹き出す際に、該冷却
媒体の吹出し速度が上昇しても、その圧力の影響で溶融
チューブが押しつぶされたり、／・ンチ／グしたりする
ことなく、所望の７０スト２インの高さでしかもブロッ
キングしない７・イルムの製造ができ、更に溶融チュー
ブに対するエアチャンバー内の冷却媒体流の乱れの影響
を防止して、溶融チューブが上下左右に揺動したり瞬間
的にチューブ径が変化したりすることなく、高速で安定
して偏肉・折中変動の小さいフィルムの製造ができるイ
ンフレーションフィルム冷却装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のコンベンショナルな−冷却リングを用いたインフ
レーション法によるチューブラ−フィルムの製造法では
、フィルムの製造速度が上昇すればする程、又フィルム
の透明性を上げようとすればする程、冷却リングから吹
き出される冷却媒体の吹出し速度を上昇する必要があり
、これがためその吹出し冷却媒体の圧力でチューブが押
しつぶされたりハンチングしたりしてフィルムの安定製
造が損われることが多く、特にこの傾向はメルトテンシ
ョンの小さい樹脂はど顕著であり、実質的に満足すべき
状態でのフィルムの生産は極めて困難であった。

上述の問題を解消しうる冷却り／グとしては、例えば、
「新版プラスチックの押出成形とその応用」、誠文堂新
光社、８４６．７．１発行の１６０−１６１頁に記載さ
れているような、上部に溶融チューブとの間隙を適正な
範囲で変更可能な調節リングを持つインフレーションフ
ィルム製造用チャンバを用いた冷却リングが挙げられる
。

しかしながら、この公知の技術は、技術的にも経済的に
も十分満足できるものではなく、特に高速で安定してフ
ィルムを製造できる域に＆１達していないのが現状であ
る、 〔問題点〕 前述の従来より知られているインフレーションフィルム
製造用チャンノく−は、第８図に示すように、環状ダイ
ス１から押出された溶融チューブ３は、環状冷却媒体室
２かも吹出された冷却空気によって予備冷却され、続〜
・て遮蔽筒７の上部に設けられているチューブとの間隙
を適正な範囲で変更可能な調節リング５と溶融チューブ
３とで構成される間隙１０を吹抜ける上昇冷却空気によ
って本格冷却されて膨張しフロストラインを形成するカ
ー、この際、環状冷却媒体室２から吹出された冷却空気
の大部分は溶融チューブ３に沿つ【上昇し間隙１０を吹
抜けるが、一部は調節リング５に衝突して流れの向きを
変え、遮蔽筒４の壁に沿って下降し、環状冷却媒体室２
に衝突して流れの向きを変え再び上昇したり、溶融チュ
ーブ３に沿って上昇する冷却空気のベンチュリー作用に
よってこの上昇気流に吸いこまれて流れの向きを変え再
び上昇したりし、しかもこれらの流れの変化は一定では
ないので、チャンバー内で不均一な冷却空気の流れを生
じ、溶融チューブ３はこの影響を受けて上下左右に揺動
したり瞬間的にチューブ径が変化したりするので、高速
で安定して偏肉・折幅変動の小さいフィルムの製造がで
きないという欠点を持っている、 又、フィルムの製造速度を上昇したり、フィルムの透明
性を上げるためＫ、冷却リングから吹き出される冷却媒
体の吹出し速度を上昇すると、フィルム製造用チャンバ
ーの有するチャンバー内ノ圧力均一化効果と整流効果と
によって、吹出し冷却媒体の圧力でチューブが押しつぶ
されたりハンチングしたりすることは相当軽減されると
はいえ、これを完全に防止することは難しく、フィルム
の安定製造は　一つ不足であり、特にこの傾向はメルト
テンションの小さい樹脂はど顕著であり、実質的忙満足
すべき状態でのフィルムの生産は、困難であるという欠
点も持っている、 〔発明の構成〕 本発明者らは、このような従来装置における欠点を克服
するべく鋭意研究を重ねた結果、環状冷却媒体室のスリ
ットの内側リップ上又は該リップの内側に環状多孔筒を
配設すると、（１）溶融チューブは、環状冷却媒体室の
スリットから吹出される冷却媒体の吹出し速度が上昇し
ても、該冷却媒体の圧力の影響を直接受けず、従って押
しつぶされることはなくなること、（２）又、溶融チュ
ーブは、環状多孔筒を通過してきた冷却媒体で徐冷され
、該多孔筒の出口ではメルトテンションが高（なってお
り、冷却媒体流の乱れがあってもその影響は僅かで、従
ってハンチングはしなくなること、更に、エアチャンバ
ーの内側に筒の内部を溶融チューブが通過可能な整流筒
を配設すると、（３）溶融チューブはエアチャンバー内
の不均一な冷却空気の流れの影響を直接受けにくくなる
こと、（４）又一部不均一な冷却空気が整流筒に流れて
きても整流通過中に均一な流に変換されてしまうことか
ら、溶融チューブは上下左右に揺動したり瞬間的にチュ
ーブ径が変化したりすることは軽減されるので、高速で
安定して偏肉・折幅変動の小さいフィルムを製造できる
ことを見出し本発明を完成した。

すなわち、本発明は、冷却媒体を吹き出すだめのスリッ
トを設けた環状冷却媒体室と、該冷却媒体室のスリット
の内側リップ上又は該リップの内側に配されている環状
多孔筒と、該環状多孔筒の外側に配設されていて、環状
冷却媒体室と連接してなる。上部に該環状多孔筒又は溶
融チューブとの間隙を適正な範囲で変更可能な調節リン
グ、内側に冷却媒体部の乱れの影響を防止しうる筒の内
部を溶融チューブが通過可能な整流筒、外側に該環状多
孔筒と同等又はそれ以上の長さを有し、任意の位置に周
方向から実質的に均等に空気を取入れ可能な二次空気取
入口を有する、高さ一定又は高さを任意に変更可能な構
造の遮蔽筒を配設してなるエアチャンバーとから構成さ
れていることを特徴とするインフレーションフィルム冷
却装置である。

本発明の冷却の環状冷却媒体室において、スリットの角
度は、チューブラ−フィルムの走行方向に対して０°〜
６０°が好ましい。

０°以下ではフィルムの冷却効率が悪くなり、６０゜以
上ではガス状冷却媒体がチューブを直撃してフィルムの
安定製造が困難となるからであるが、環状ダイスから押
出された溶融チューブを速やかに冷却するためには３０
°〜６０°が好ましい。スリットの間隙は通常２〜１０
ｙ＋ｍ程度が適当である。又、環状多孔筒の角度はチュ
ーブラ−フィルム走行方向からチューブラ−フィルム中
心方向に対Ｉ−て−３０°〜３０°であるが、これはチ
ューブラ−フィルムの膨張がハイネックノーイブローの
ものは０〜３０°、ローネックロー（又は）１イ）ブロ
ーのものは一３０°〜０°がフィルムの安定製造上好ま
しいからである。

環状多孔筒の長さは、一般的に環状冷却媒体室のスリッ
トの内側リップ上端を基準とし・て、０．５〜１．５　
Ｄ　（ここＫＤは該スリツ′トの内径）であるが、０．
５Ｄ以下であると、吹き出された高速の冷却媒体の圧力
を十分に減少できず、１．５Ｄ以上であると冷却効率が
悪（なるからである。

環状多孔筒の構造は、焼結体、パンチメタル、網状体な
どが挙げられる、該多孔筒はフィルムの安定製造及び冷
却効果の点から、実質的に等間隔に配置された小孔から
なりその開孔率は１５〜６０％の範囲が好ましい。ここ
に実質的に等間隔に配置された小孔とは、その形状にか
かわりなく該多孔筒の周方向で均一にガス状冷却媒体を
吹出せる構造のものであれば何でもよい。

ここに開孔率とは、環状冷却媒体室のスリットの内側リ
ップ上端より上部にある環状多孔筒の高さを基準とする
該多孔筒の全面積に対する開孔部面積の比率である。尚
、焼結体の開孔率は空隙率とする。

環状多孔筒の取付けは、スリットの内側リップ上に配さ
れているものにあっては、Ｂ’）ツブの捩子込み或いは
嵌め込み、該リップの内側に配されているもの、すなわ
ち、該リップと接触又は該リップと溶融チューブとで構
成される空間にあるものにあっては環状ダイスの上面又
は環状ダイスと環状冷却媒体室との継平板の上面に捩子
込み或いは嵌め込みなどが挙られるが、これに限定され
るものではなく、冷却媒体室のスリットから吹き出され
た冷却媒体の圧力を減少できるように取付けられていれ
ばよい。

環状冷却媒体室と連接してなる環状筒の上部に設けられ
ている調節リングの構造は、該環状多孔筒又はチューブ
との間隙を適正な範囲で変更可能なものであれば何でも
よいが、一般的には絞り機構を有するものが実用的であ
る。

この発明において、冷却媒体流の乱れの影響を防止しう
る筒の内部を溶融チューブが通過可能な整流筒の形状は
、中空円柱、中空截頭円錐、中空正多角柱、円環及びこ
れらの組合せなどが挙げられるが、一般的には中空円柱
が用いられる。

更Ｋ、整流筒の内側と外側を流れる冷却圧力のバランス
をとるためＫ、核部の一部又は、全面にわたって均一に
小孔をあけてもよく、これは特に中空截頭円錐に有効で
ある。

整流筒の寸法は使用する熱可塑樹脂の種゛類、フィルム
の製造条件等によって異なるが、通常、口径は整流筒を
通過する溶融チューブ径より５〜７０罪好ましくは１０
〜５０ｍ大きく、高さは、２５〜３５０酊好ましくは、
５０〜２５０Ｂとするのがよい。

尚、中空截頭円錐の場合口径は、小さい径を基準とする
。

整流筒の位置は調節リングの下端部との間に、１０〜２
５０１１好ましくは２５〜２００Ｂの間隙を持つように
するとよい。

又、整流筒はフィルム製造前又は製造中その位置を使用
する熱可塑樹脂及びフィルムの製造条件に合せて適正な
範囲で変更可能な構造としておくと、フィルムの製造条
件の調節範囲が広くなるのでよい。

エアチャンバーの外壁を構成する遮蔽筒の形状は、中空
円柱、中空截頭円錐、中空正多角柱及びこれらの組合せ
が挙られる。

遮蔽筒の寸法は、使用する環状ダイスの大きさによって
異なるが、口径は環状ダイスの口径の３〜８倍好ましく
は４〜６倍であり、高さは別に制限はないが、高さ一定
のものにあっては作業性を考慮すると２００〜６００で
ある。

又、遮蔽筒の高さを任意に変更可能な構造としては、核
部の全部又は一部がフレキシブルなジャバラ機構となっ
ているもの、或いは複数の異径スリーブからなっていて
、それぞれの高さに応じて抜き出せる機構と７よってい
るものなどが挙られるがこれに限定されるものではない
。

遮蔽筒の長さを任意に変更可能な部分は、遮蔽筒の全長
にわたってもよ（、部分的であってもよい。

筒の任意の位置に周方向から実質的に均等に空気を取入
れ可能な二次空気取入口の構造は、該遮蔽筒に穿孔され
たものであって、その孔の形状は、円形、長方形などで
周方向から実質的に均等に空気を取入れ可能なものであ
れば何でもよく、又、その孔の開度を調節できるように
したものでもよ℃・。

環状多孔筒の内側と連通ずる空気孔を有する、環状ダイ
スと環状冷却媒体室との継平板を、該冷却媒体室と該多
孔筒の下側に密着して配設してもよい。

環状多孔筒の内側と連通ずる空気孔を有する継平板は、
環状ダイスと環状冷却媒体室をインフレーションフィル
ム走行方向軸心に対して同軸に取付ける機能を有するも
のであるが、継平板の側面に少くとも１列の多数の小孔
が設けてあり、継平板の内側へ空気が出入りできるよう
な構造となっている、この継平板に開孔面積を調節でき
る絞り板を取付けてもよい。又、継平板の周方向で均一
な空気の出入りができるように、該継平板の内部に網状
体等のバックルを取付けてもよい。

スリットから吹出されるガス状冷却媒体流の角度によっ
て継平板の空気孔を通過する空気は出たり入ったりする
。例えばスリットから吹出されるガス状冷却媒体が溶融
チューブとはｙ平行の場合は継平板の空気孔を通って外
気が環状多孔筒内に流入し、スリットから吹出されるガ
ス状冷却媒体が溶融チューブに対しである角度を有する
場合は逆に環状多孔筒を通り抜けてきたガス状冷却媒体
の一部が継平板の空気孔を通って吹き出される。

尚、この継平板の空気孔にプロワ−又は真空ポンプを接
続、強制的に環状多孔筒内部に空気を送入したり、逆に
環状多孔筒内部のガス状冷却媒体を外へ排出してもよい
。

冷却媒体は一般に空気を使用するが冷却能力を上昇する
ためにミストを用い℃もよい。

次に、本発明の一実施態様の概要を第１図〜第３図に示
し本発明を説明する。

第１図は、フィルム製造中にエアチャンバーの高さを任
意に変更できない高さ一定のエアチャンバーカラするイ
ンフレーションフィルム冷却装置の断面図で、環状ダイ
ス１から押出された溶融チューブ３は、環状冷却媒体室
２のスリットから吹゛出され環状多孔筒４を通過してき
た冷却媒体によって環状多孔筒４と溶融チューブ３とで
構成される空間まで予備され、エアチャンバー内の不均
一な冷却媒体の流れの影響を防止するために設けられた
中空円柱状の整流筒６を通過し、続いて遮蔽筒７の上部
に設けられた調節リング５と溶融チューブ３とで構成さ
れる間隙１０を吹抜げる上昇冷却媒体によって本格冷却
されて膨張し７０ストラインを形成する。

この際、遮蔽筒４に設けられた二次空気取入口よりエア
チャンバー内を流れる冷却媒体のベンチュリー作用によ
って導入される空気は、エアチャンバー内の冷却媒体と
合流して冷却媒体の温度を下げてフィルムのブロッキン
グを防止すると共に、環状多孔筒４と整流筒６の間の空
間に生じる負圧を軽減して溶融チューブ３の膨張を抑制
しネックを形成する働きをする。

第２図は、フィルム製造中にエアチャンバーの高さを任
意に変更可能なインフレーションフィルム冷却装置の断
面図で、第１図の実施態様の遮蔽筒７の下部に腋部の高
さを任意に変更可能な構造の７レキシプルジヤバラが設
けられている。

第３図は、第１図の実施態様の中空円柱状の整流筒６を
中空截頭円錐状の整流筒６′とし、更に、溶融チューブ
３の徐冷区間を長くすることを目的として、環状多孔筒
４の内側と遅過する空気孔を有する継平板　を追加配設
したものである。

第４図は、調整リング５の構造を示すもので、リング回
転防止用貫通孔５ａ、回転番５ｂ、回転番５ｂの回動操
作によって中心に向って進退するように構成されている
羽根５Ｃよりなる絞り機構を有するものである。

第５図は、インフレーションフィルム製造に当って、前
もって熱可塑性樹脂及びフィルムの製造条件に合わせて
整流筒６の位置を適正な範囲で変更可能な構造の一実施
態様であって、整流筒６昏家、指示板６ａによって遮蔽
筒７にポル）６ｃによって固定され、且つ支持板６ａの
整流筒側に１１長孔が設けられていて、整流筒６をポル
ト６ｂによって任意の位置で固定できるものである。

第６図は本発明の冷却装置を構成する環状多孔筒４の一
実施態様の斜視図であって、その構造＋１パンチメタル
からなるものである。

第７図は本発明の冷却装置を構成する遮蔽筒７の一実施
態様の断面図であって、その材質舎家、７ランク部及び
二次空気取入口を有する筒部舎家アルミニウム、フレキ
シブルシャツ（う部はゴム引布である。

二次空気は遮蔽筒の高さ一定の部分７ｄに穿孔されてい
る空気取入ロアｄ、を通って遮蔽筒の高さ一定の部分７
ｄ内に設けられた冷却媒体遮蔽筒７ｄ、に沿って下降す
る。

尚、冷却媒体遮蔽筒７ｄ、は、遮蔽筒７の内部を上・下
降する冷却媒体が空気取入ロアｄ、から外部に流出する
のを防止すると共に、遮蔽筒の高さ一定の部分７ｄと冷
却媒体遮蔽筒７ｄ、とで構成される空間において冷却媒
体流のベンチュリー効果によって急圧が発生することを
助長するものである。

遮蔽筒７に取入れられた二次空気は、環状筒の下側から
吹出され上昇してくる冷却媒体と合流して冷却媒体の温
度を降下するので、冷却効率は更に高くなる、 〔実施例〕 次ニ本発明のインフレーションフィルム冷却装置を使用
じて、エチレンと１−ブテンとのコポリマー　（ＭＩ　
Ｏ，８、ｐ／’１０ｍ１ｎ　、密度０．９２４９／ａｔ
ｒ”−商品名サンチックＬＬ　、　ＬＦ２４０８　）　
フィルムを製造した場合と、従来のインクレージ！ンフ
イルム製造用チャンバーを使用してフィルムを製造した
場合のフィルムの製造の安定性とフィルム物性を比較し
て第１表に示す。

尚、フィルムの製造条件は５０龍押出機に口径１００　
ｍｍ、ダイギャップ２！鳳のスパイラルダイスを取付け
て押出１１５０ｋｆ／、樹脂温度２１０℃、ブロー比２
０及び３．０、フィルム厚み３５　としたものである。

この実施例に用いた本発明になるインフレーションフィ
ルム冷却装置のデイメンシヨン及びフィルム製造中の使
用条件を第２表に示す。

Ｊ又下庁ン白− 第　　　　１　　　　表 第　　　２　　　表 〔作用効果〕 環状冷却媒体室のスリットの内側リップ上又は該リップ
の内側に環状多孔筒を配設すると、（１）溶融チューブ
は、環状冷却媒体室のスリットから吹出される冷却媒体
の吹出し速度が上昇しても、該冷却媒体の圧力の影響を
直接受けず、従って押しつぶされることはなくなること
、（２１又、溶融チューブは、環状多孔筒を通過してき
た冷却媒体で徐冷され、該多孔筒の出口ではメルトテン
ションが高くなっており、冷却媒体流の乱れがあっても
その影響は僅かで、従ってハンチングはしなくなること
、更に、エアチャンバーの内側に筒の内部を溶融チュー
ブが通過可能な整流筒を配設すると、（３）溶融チュー
ブはチャンバー内の不均一な冷却空気の流れの影響を直
接受けにくくなること、（４）又一部不均一な冷却空気
が整流筒に流れてきても整流筒通過中に均一な流れに変
換されてしまうことから、溶融チューブは土工左右に揺
動したり瞬間的にチューブ径が変化したりすることは軽
減されるので、高速で安定して偏肉・折幅変動の小さい
フィルムを製造できる。

又、遮蔽筒に設けられる二次空気圧入口よりエアチャン
バー内を流れる冷却媒体のベンチュリー作用によって導
入される空気は、エアチャンバー内の冷却媒体と合流し
て冷却媒体の温度を下げてフィルムのブロッキングを防
止すると共に、環状多孔筒と整流筒の間の空間に生じる
負圧を軽減して溶融チューブの膨張を抑制しネックを形
成するので、クロストラインの高さを任意に所望の位置
に調節してフィルムの変形比を容易に変えることもでき
ることから、バランスフィルムを製造し易いという利点
も併せ持っている。

【図面の簡単な説明】 第１図へ第３図は、本発明インフレーションフィルム冷
却装置の実施態様の断面図、第４図は、本発明の冷却装
置に用いる調節リングの実施態様の平面図、第５図は、
本発明の冷却装置に用いる整流筒の固定の仕方を示す一
実施態様の断面図、第６図は、本発明の冷却装置に用い
る環状多孔筒の一実施態様の斜視図、第７図は、本発明
の冷却装置に用いる遮蔽筒の一実施態様の断面図、第８
図は、従来のチャンバーの使用状態の断面図であ机 図中、１は環状ダイス、２は環状冷却媒体室、３は溶融
チューブ、４は環状多孔筒、５は調節リング、５ａはリ
ング回転防止用慣流孔、５ｂは回転板、５ｃは羽根、６
は整流筒、７は遮蔽筒、７ｄは遮蔽筒の高さ一定の部分
、７ｄ、は二次空気取入口、７ｄ、は冷却媒体遮蔽筒、
７ｃｋｉ遮蔽筒の高さ変更可能部、７ａ、７ｂはフラン
ジ、８，９゜１０は空間である。 弁用願人　旭化成工業株式会社 第１図 第２図 第３図 第５図　。 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却媒体を吹き出すためのスリットを設けた環状冷却媒
   体室と、該冷却媒体室のスリットの内側リップ上又は該
   リップの内側に配されている環状多孔筒と、該環状多孔
   筒の外側に配設されていて、環状冷却媒体室と連接して
   なる、上部に該環状多孔筒又は溶融チューブとの間隙を
   適正な範囲で変更可能な調節リング、内側に冷却媒体流
   の乱れの影響を防止しうる筒の内部を溶融チューブが通
   過可能な整流筒、外側に該環状多孔筒と同等又はそれ以
   上の長さを有し、任意の位置に周方向から実質的に均等
   に空気を取入れ可能な二次空気取入口を有する、高さ一
   定又は高さを任意に変更可能な構造の遮蔽筒を配設して
   なるエアチャンバーとから構成されていることを特徴と
   するインフレーシヨンフイルム冷却装置