JPS62248619A - 樹脂冷却装置 - 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ＬＴｒｇｌ性樹脂のシートあるいはフィル
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、冷却効率の向とや、透明性などの
品質の改良を図っ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ク１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
はフィ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
ートあるいはフィルムを得られない、このため、シート
あるいはフィルムを製造する上で、樹脂の冷却工程は不
可欠な工程であった。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、グ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、！：Ａれなどに起因する冷却の不均一　、冷
却不足によるヘイズ環の発生、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へ〈、冷却水
をスリー・ト中あるいは円筒部に流し。

このスリッ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。水出願
人も、特開昭８０−２３８７１９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ィルムを得ることが困難であ
った。

また１本出願人の提案した冷却装置は、薄いシートある
いはフィルムを冷却する場合には債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
なえなかった。すなわち、冷却液の流下量をふやし、冷
却効率をＥげるためには、＃＆Ｆ流の多孔性整流体の流
路抵抗を小さくする必要があり、これによって所定の整
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犬きくすると、
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って均一な接触
が行なわれず、透明性１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
のスムースな流れを得られず、　Ｎ１１ｌ１斑などを生
じ表面状態が悪くなるといった問題があった・ 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、肉厚笠のシートであっても１分なる
冷却を行なうことのでさ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］ 上記目的を達成するため本発明の樹脂冷却装置は、押出
機グイから押し出された膜状樹１ｆｆｆを、冷却液流下
部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、冷却液流下部へ冷却液を供給する流路に多孔性
整流体を設けるとともに、少なくとも流路最下流の多孔
性整流体の透水部を所定の高さに制限した構成としであ
る。

そして、このように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１例えば、ポリプロピレン、プロピレンと
他のα−オレフィンとのランダム共用合体、高密度ポリ
エチレン、低′！Ｆ：度ポリエチレン、エチレン−α−
才しフィン共、ｆｆｌ　６　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因において、１は膜状の８町塑性樹脂であり、
Ｔダイ２から溶融状逆で押し出される。ｌＯは上部水槽
であり、流路をフラット状に形成するとともに、その中
心部にスリット１１を設けである。このスリ７）１１は
、冷却液のＲ’Ｆ部を形成しており、Ｔダイ２から押し
出された膜状の熟”ｒｆｆｌ性樹脂ｌｔ−通過させて冷
却する。また、このスリブ）１１は、冷却液をスムース
な状態で上方流下できるようにするため、第１図に示す
ごとく、開度すを１ｍｍ−１ｏ■、好ましくは２鴫１１
〜６−１の範囲内となるようにしである。

また、Ｌ部水槽１０には流路に・治って多孔性整流体１
２．１３か多重（図示のものは三爪）に設けである。こ
れら多孔性ＱＩＱ体１２．１３は水槽１０を流れる冷却
液の波立ちや揺れを防市し、膜状の熱可塑性樹脂ｌ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。そして、多重に設けた多孔性！２！
流体１２゜１３のうち最下流、すなわちスリ７）１１に
最も近い位置の多孔性整流体１２は、透水部１２ａの高
さｈを１珈鳳〜ｌｏｗ厘、好ましくは２醜膳〜５ｍ−の
範囲内として、多孔性１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である。また、スリ
７）１１の開度すとの関係では、最下流多孔性整流体１
２の透水部１２ａの高さｈを２ｂ＞ｈ≧ｂ／２の範囲内
に形成しである。なお、所定の高さｈとした透水部１２
ａの上部には非透水部１２ｂが設けてあり、冷却液が流
れないようにしである。

最下流の多孔性！１流体１２の透水部高さｈを制限する
ことにより、冷却液の水位制御を容易かっ確更に行なえ
、ＲＦｊ変史へ−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、ト１１の中心より所定距離立だけ離れ
た位置としである０通常。

この距離文としては、ｆＬ＝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ｇ流体１３は、全体を透水部１３ａとしである。

なお、多孔性整流体１２．１３の透水部１２ａ、１３ａ
の素材としては１例えば、１０メツシュ〜２００メツシ
ュ程度の金網や、これを折り重ねて形成した網状素材１
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１
２ａ、１３ａは、適当な厚みを有する前記；に材をその
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、−ｆｆスリット水冷装置の例
を示したが、一段目の下部に、二段目のスリット水冷部
を設けることが好ましい、この際。

二段目スリットにおいては、一段目はどの整流効果は必
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、１部水槽ｌＯの下方に設けであ
る。この下部水槽２０中には挟圧ロール２１が配置して
あり、膜状の熱可塑性樹脂ｌを狭圧しシート表面の水の
境膜をいったん除くとともに、膜状の熱可塑性樹脂ｌを
常にスリット中央部に位置させて一定速度で走行させる
。挟圧ロール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ｌ
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っている。２４はポン
プであり、冷却器２５によって所定温度まで冷却された
冷却液を、Ｌ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ｌを冷却液の流れている上部水槽ｌＯのスリッ
トｌｌに導入する。スリットｌｌには、１部水槽１０の
流路をと流から下流に流れ、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ｌ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１１１１２ａ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、スリット
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、冷却効率の説点からは２０
℃以下とすることが好ましい。

Ｊ：述のようにして、Ｌ部水槽１０で冷却された膜状の
８＋１ｊ　ｑ他樹脂ｌは、挟圧ロール２１および引取リ
ロールｚ２によって下８水杷２０のん却液中を通過させ
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って得られた結果を、ざら
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（ｖ、度０．９１ｇ／ａｍ３゜
Ｍ　Ｉ　２ｇ／　１Ｇａｉｎ　、出光石油化学■袈　商
品名：出光ポリプロ　Ｆ２ＧＯ３）をＴダイ押出装置（
押出ａ９Ｇｍｇ＋φ、　Ｌ　／　０２８　、グイ巾７３
０ｍ５　、グイ’）−／プ開度２ｍｍ　、リップヒータ
ー付）を用いて樹脂温度２４０℃、グイリップ温度２８
０℃で溶融混練し、透明な溶融樹脂膜（Ｉ８！状の熱可
塑性樹脂）を押出した６次いで、この溶融樹脂収電１部
水槽１０のスリ７）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／ｗｉｎで得た。

この結果、ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１００３規格による霞度
１２．０％（内部１ｎ度９．０％）ｃｙ）、表面状、ｆ
ｉｎ　ニ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をスリット開度ｂ
＝３ａ＋ｓ＋、スリットの長さＬ＝４０ｍｍ、最下流多
孔性整流体の透水部高さｈ＝３＋ｓｍ、スリット中心か
らの最下流多孔性整流体の距ｉ＠１＝１２■、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Ｌ２ａ、Ｌ３ａ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、
！！流体全体を１５鳳膳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Ｊ：、ｆｌｔ、側の水位
が、下流側より５〜６■高くなり、下流側で乱流が発生
して均一冷却を行なえず２シートに沸騰層が生じ、透明
性３表面性が悪く。

商品価値の低いものであった。

このように１本実施例９２１を用いれば、冷却液を高い
水圧状態で急速に流し、多量の冷却液によって膜状の熱
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、Ｗｌ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
行なうことが可迩となる。

第２図は本発明第二実施例の要部図であり、上部水槽ｌ
Ｏの冷却液を流す流路を、スリットｌｌを中心として向
かい合い、互いにスリット１１偏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。

ｍ３１ｆｆｌはインフレーションフィルムの製造工程で
用いる本発明第三実施例のＪ：、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アＬＪ、
その中心部にはインフレーションダイ４から押し出され
たインフレーションチューブ（／＜プル）３を通過させ
るための円筒部３１が設けである。この円筒部３１は冷
却液流１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である。水槽３０の冷却液
を流す流路部分は、図示のようにフラット状にしてもよ
く、あるいは中心の円筒部３１に向って低くなる傾斜状
に形成することもできる。

また１本実施例における二重の多孔性整流体３２．３３
は、それぞれ円筒部３１を囲むように設けである。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としである。なお、第３図中、３４はバブル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、〉′フィルム用の冷
却装置において、第−実施個装この使用条件とほぼ同様
の使用条件によって冷却を行なったところ、為即効率は
高く、シかも冷却液の水位が−・定に保たれ乱流、滞留
かなかった。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ョンフィ
ルムを得ることができた。

なお１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１次のような応用例をも含むもので
ある・ ■　上述したシート、フィルム以外の各種シート、フィ
ルムの冷却用装ことして用いる場合。

＠　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４！！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１下動可催に設け、透水
部の高さを調整できるようにした９！（第４図参照）。

＋６１　　ｊ−、記実施（応用）例を適宜組み合わせて
なる！Ａ置。

〔発明の効果〕

以Ｅ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Ｓ！原流体透水部高さを制限することにより、
冷却液の水圧を高めて流ｌ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】

ｒｉＩＪ１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３ｒｇＪ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。 ｌ：Ｔダイ ２：膜状樹脂（熱可塑性樹脂） ｌＯ：上部水槽　　　　　　ｌｌニスリット１２：最下
流の多孔性整流体 １２ａ：透水部　　　　　　１２ｂ　：非透水部２０ニ
ド部水槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）押出機ダイから押し出された膜状樹脂を、冷却液
   流下部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、冷却液流下部へ冷却液を供給する流路に多
   孔性整流体を設けるとともに、少なくとも流路最下流の
   多孔性整流体の透水部を所定の高さに制限したことを特
   徴とする樹脂冷却装置。
2. （２）流路の最下流に設けた多孔性整流体の透水部の高
   さを、この多孔性整流体の上流側液面と同じか、もしく
   は低くしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の樹脂冷却装置。