JPS62267122A - インフレ−シヨンフイルム用冷却装置 - 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】 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、ハンチングしたりするこ
となく、所望のフロストラインの高さでしかもブロッキ
ングしないフィルムの製造ができ。

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用冷却装置に関
するものである。

従来の技術 従来のコンベンショナルな一段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ほど、またフ
ィルムの透明性を上げようとすればする１１と、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リングとしては、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、Ｓ４６．７．１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は達していないのが現状である
。

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
製造用チャンバーは、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
から吹出された冷却空気によって予備冷却され、続いて
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が、こ
の際、環状冷却媒体室２がら吹出された冷却空気の大部
分は溶融チューブ３に沿って上昇し間隙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７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／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はこの影響を受は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
という欠点を有している。

また、フィルムの製造速度を上昇したり、フィルムの透
明性をトげるために、環状冷却媒体室のスリットから吹
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の圧力均一化
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今一つ不足であり。

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、実質的に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もっている。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、従来のインフレーションフィルム用冷
却装置がもつ欠点を克服し、高速度で運転した場合でも
、安定した状態を保ち、かつ好ましいフィルムの物性を
そこなうことなくフィルムを生産しうる冷却装置を提供
することである。

問題点を解決するための手段 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）また、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、（３）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、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）また。

一部下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捷うことから、溶融チ
ューブはＬ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【７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」二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いる遮蔽筒を配設してなり、該
遮蔽筒の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、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していることを特徴とするイン
フレーションツー１ルム用冷却装置を提供するものであ
る。

本発明の環状冷却媒体室の冷却媒体を吹き出すためのス
リットの角度は、冷却効率等を考えて任意に設定され得
るが、通常チューブラ−フィルムの走行に対してθ〜８
０°の範囲にある。

０°以下ではフィルムの冷却効率が低くなり、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
た溶融チューブをより速やかに冷却するためには２０〜
６００が好ましい。スリットの間隙は通常２〜１０酊程
度が適当である。

また、環状多孔筒は該冷却媒体室の冷却媒体を吹き出す
ためのスリットとダイから押出される溶融樹脂チューブ
との間、あるいはスリットの内側リップ上に配置されて
いるものである。

その形状はいわゆる円筒状のもの、あるいはチューブラ
−フィルムの走行方向に向って徐々にその内径が拡径し
ていく形のもの、逆に縮径していく形のもの等にするこ
とができる。

その内径の大きさは、その内面が溶融樹脂チューブに接
触しなく、かつ冷却媒体を吹き出すためのスリットの内
側に配置可能な範囲で、フィルムの製膜状態及びフィル
ムの物性等を勘案して適宜決めればよい。

該環状多孔筒の内面と溶融樹脂チューブとのなす角度は
、フィルムの製膜状態及びフィルムの物性等を勘案して
適宜決めればよいが、より好ましい範囲はチューブラ−
フィルム走行方向からチューブラ−フィルム中心方向に
対して一３０〜３０°である。

環状多孔筒の長さはチューブラ−フィルムの揺れの状態
、出来上ったフィルムの物性及びダイの径などを勘案し
て適宜決定される。一般的には該環状冷却媒体室の冷却
媒体を吹き出すためのスリットの内側リップの上端から
チューブラ−フィルムの走行方向に向って５〜５００關
までの範囲の長さから目的に合う長さに決定される。短
かすぎるとスリットから吹き出された冷却媒体の圧力を
十分に減少できず、長過ぎると冷却効率が低くなる。

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チの範囲が好ましい。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出来るだけ均一にガス状
冷却媒体を吹出せる構造のものであれば何でもよい。と
くに好ましいのは焼結体である。

ここに開孔率とは、環状冷却媒体室のスリットの内側リ
ップ上端からの環状多孔筒の長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。なお、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、該リップ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子板の上面に捩子込
み或いは嵌め込みなどが挙げられるが、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遮蔽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。

なお、調節リングの面とダイ面は平行あるいは非平行の
いずれでもよく製膜状態が安定している範囲で選択され
る。とくに、ブロー比を高くしようとする場合には、遮
蔽筒からダイの中心方向に向って漸次ダイ面からの距離
が短くなるようにした方が好ましい。

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。

更に、整流筒の内側と外側を流れる冷却圧力のバランス
をとるために、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性樹脂の種類。

フィルムの製造条件等によって異なり、それらの状態を
勘案して目的に合うように適宜決められ得る。一般的に
はその径は整流筒を通過する溶融チューブ径より２〜２
００冨翼好ましくは５〜１５１）ｎ大きく、長さは２０
〜６００ｓｎ好ましくは、４０〜４００ｍ＋諺とするの
がよい。

なお、中空截頭円錐の場合口径は、小さい径を基準とす
る。

整流筒の位置はフィルムの製膜状態およびフィルムの物
性等を勘案して適宜決めればよいが、一般的には調節リ
ングからダイの方向に向って１０〜５００１１好ましく
は２０〜３００ｍの間隙を持つようにするとよい。

また、整流筒はフィルム製造前または製造中その位置を
使用する熱可塑性樹脂及びフィルムの製造条件に合わせ
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。

環状冷却媒体室と連接してなる遮蔽筒の形状は、中空円
柱、中空截頭円錐、中空正多角柱及びこれらの組合わせ
が挙げられる。

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２口径は環状ダイスの口径の１．５〜１０倍好
ましくは２〜６倍であり、長さは特別の制限はなく、フ
ィルムの製膜状態及びフィルムの物性などを考慮して適
宜決めればよい。一般的にはダイリップの面から調節リ
ングまでの長さが５０〜２０００５ｍの範囲にある。

なお１口径、長さとも該環状多孔筒及び該整流筒を配設
し得る寸法にしなければならないことはいうまでもない
。

遮蔽筒の長さは一度設定すれば通常は変更しない。した
がって遮蔽筒の長さが固定されている機構のもので通常
は十分である。

どうしても、遮蔽筒の長さを任意に変更できる構造とし
たい場合は、核部の全部また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
機構となっているものなどが挙げ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
にわたってもよく、部分的であってもよい。

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
孔筒の下側に密接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。また、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
状体等のバッフ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
。例えばスリン］・から吹出されるガス状冷却媒体が溶
融チューブとほぼ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。

なお、この継平板の空気孔にブロワ−または真空ポンプ
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
るため空気以外の他の気体あるいはミストを用いてもよ
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ノし−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なる
インフレーションフィルム用冷却装置の断面図の一例で
、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で予備冷却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を吹抜ける上昇冷却媒体によって
本格冷却されて膨張しフロストラインを形成する。

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
面図の一例で、第１図の実施態様の遮蔽筒７の下部に核
部の長さを任意に変更可能な構造のフレキシブルジャバ
ラが設けられている。

第３図は、第２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の内側と連通ずる空気孔を有する継平板
１１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、回転板５ｂ１回転板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。。

Ｖ・ 第５図は、インフレーシフ／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することが可能な構
造の一実施態様例であって、整流筒６は、支持板６ａに
よって遮蔽筒７にポル）６０によって固定され、かつ支
持板６ａの整流筒側には長孔が設けられていて、整流筒
６をポル）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
実施態様例の斜視図であって、その構造はパンチメタル
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
態様例の断面図であって、その材質は。

フランジ部及び筒部はアルミニウム、フレキシブルジャ
バラ部はゴム引布である。

なお、第８図は従来から公知のチャンバー型インフレー
ションフィルム冷却装置の一例である。

実施例 次に本発明のインフレーションフィルム冷却装置を使用
して、エチレンと１−ブチ／とのコポリマー（Ｍ工０．
８９　／　１０　ｙＯｌｌ、密度０．９２４　ｆ／ｃＪ
　。

商品名サンチックＬＬ、　ＬＦ　２４０８　）　フィル
ムを製造シた場合と、従来のインフレーションフィルム
製造用チャ／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。

なお、フィルムの製造条件は５０＋ｍ押出機に口径１０
０１１１１．ダイギャップ２１１鳳のスパイラルダイス
を取付けて押出量５０に９／Ｈ，樹脂温度２１０℃、ブ
ロー比２．０及び３．０．フィルム厚み３５μとしたも
のである。

この実施例に用いた本発明によるインフレーションフィ
ルム用冷却装置のディメンジョン及びフイルム製造中の
使用条件を第２表に示す。

参考例 実施例へにおいて冷却装置を従来型のインフレーション
フィルム冷却装置（第８図参照）に代えた以外は実施例
と同様にしてフィルムを製造した。

フィルムの製膜状態及びフィルム物性は第１表に、エア
チャンバーのディメンジョン及び使用条件は第２表にそ
れぞれ示す。

第　　　　１　　　　表 第　　　　２　　　　表 発明の効果 環状冷却媒体室のスリットの内側リップ上または該リッ
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）！た、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・・ンチングはしなく
なること、（３）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、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）また一部下均一
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。

また、フ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シ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〜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７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間、第
７図は１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／バーの使用状態の断
面図である。 図中、ｌ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、７ｃは遮蔽筒の高さ変更可能部ｂ　　７　ａ
　ｒ　７ｂはフランジ、８，９゜１０は空間である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   している遮蔽筒を配設してなり、該遮蔽筒の上部に溶融
   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
   、内側に筒の内部を溶融チューブが通過可能な整流筒を
   配設していることを特徴とするィンフレーションフィル
   ム用冷却装置。