JPH0246375B2 - - Google Patents

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JPH0246375B2
JPH0246375B2 JP56138320A JP13832081A JPH0246375B2 JP H0246375 B2 JPH0246375 B2 JP H0246375B2 JP 56138320 A JP56138320 A JP 56138320A JP 13832081 A JP13832081 A JP 13832081A JP H0246375 B2 JPH0246375 B2 JP H0246375B2
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JP
Japan
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film
cooling
jet
frost line
injection ring
Prior art date
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JP56138320A
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JPS5839420A (ja
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Toshio Taka
Hideaki Toda
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/885External treatment, e.g. by using air rings for cooling tubular films
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C48/03Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
    • B29C48/10Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels flexible, e.g. blown foils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C48/911Cooling
    • B29C48/9115Cooling of hollow articles
    • B29C48/912Cooling of hollow articles of tubular films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この本発明は合成樹脂の管状フイルム製造工程
中、いわゆる空冷インフレーシヨン法により押出
機から筒状に取出すインフレーシヨン・フイルム
の成形方法に関するものである。 インフレーシヨン法とは溶融樹脂押出機の環状
出口から出るとともに冷却され、内圧と引取りに
より筒状に進行する樹脂フイルムを巻取るもので
ある。この製法により、ヘイズ値(かすみ度)、
グロス値(光沢度)よく、均質なフイルムを得る
ためには、フイルムを極力、急速に冷却する必要
があるとされ、種々の冷却法が行われている。 例えば特公昭48−10065「フイルム製造機におけ
る冷却装置」は、従来どおり押出機出口に設けた
冷却気噴射環の上方に、斜上向きの冷気、冷水噴
射環と、その冷気冷水を吸込む吸入環とを設けて
帯状にフイルムを冷却している。 特開昭53−146764号「インフレーシヨン・フイ
ルム成形方法」も同様の二段冷却式で、この場合
は水、吸入環を使わず、下段噴射環から適当に離
れた位置に上段噴射環を設け、冷却風を上方又は
斜め上方へ向けている。噴射環はフロストライン
の位置に合わせるとしているが、冷却された位置
にフロストラインが生ずるのである。 即ちインフレーシヨン・フイルムを流体により
冷却する場合、下段噴射環の上方に上段噴射環を
加え、その噴流は上方又は斜め上方へ向けるのが
最も進んだ公知技術であつた。本発明者等も同様
の知識でもつて冷却方法の研究を進めていた。 しかし、インフレーシヨン・フイルムの冷却と
製品の品質、特に透明度との関係を研究するう
ち、フイルムを急冷すると透明度が上がるという
技術常識には欠けている部分がある事が分つてき
た。押出機から出たばかりの所を如何に急冷して
も、フロストラインを下げるだけで透明度に影響
しない。影響するのは透明な液相であつたフイル
ムが半透明な固相にかわるフロストライン領域通
過の所要時間、つまり液相中に固相分が生じはじ
めてから、全体の固相化完了までの時間で、この
比較的短い時間を、さらに急冷により短縮するこ
とが透明度向上に有効なのである。 従つて、従来のようにフイルムを何となく広い
範囲にわたつて冷却する事は無用で、液相フイル
ムに固相分が発生する直前に強く急冷し、瞬時に
固相化が完了すればよい、という事が分つた。具
体的には在来の一般的方法でインフレーシヨン・
フイルムを上進させフロストラインを作らせ、こ
のフロストラインのすぐ下を急冷して、こゝに新
しいフロストラインを作ればよい。 しかし、その急冷手段として、前述の常識にな
らい斜上方へ充分な量の冷却気流を吹付けると、
上進フイルムが動揺を起こし、上進速度を遅くし
ないと不良製品を生ずるようになる。 幸い本発明者は実公昭53−15826号記載のイン
フレーシヨン・フイルム安定用吸引環を保存して
いたので、試みにこの吸引環を噴射環として逆用
し、フローストライン下方へ直角に冷気を噴射さ
せたところ、フイルムに動揺を起こす事なく、高
い透明度が得られた。 この成功はフイルムの広い領域に噴流を当て
ず、フロストライン下側の水平な線ともいうべき
狭い範囲を冷却対象とし、こゝに至近距離から直
角に噴流を当てた事による。フイルム固相化の促
進のためにはフイルム円周上の一線を急冷すれば
充分で、この線上で固相化開始、終了が瞬時に終
つてしまう。他の部分への噴流は透明度向上に無
縁であり、フイルムに動揺を与えるだけである。 そして、同じ強さの噴流を当てる場合、フイル
ムに直角に、つまり水平方向に当てれば、その水
平面でフイルムが絞られるだけであるが、斜上方
へ当てると、フイルムが真円を保つて上進してい
るわけでないから、押される高さが場所により異
り、ひずみを大きくする。また噴射細隙の製作精
度誤差も斜めに当てる場合、大きく影響する。両
者が重なつてフイルムのひずみが増大し動揺を強
める。そのほか大量の噴流が上方に渦流を作る
事、同じ高さで冷却度が異り温度差(強度差)を
生ずるため引取りによる伸びが不均一になる事も
動揺を強め品質低下につながると考えられる。 さて、上述のような研究の結果得られたこの発
明の構成と実施態様を図面を参照して説明する。 第1図はこの発明を適用したインフレーシヨ
ン・フイルム成形装置の一実施例で、1は溶融樹
脂押出機、2はダイで環状出口2aを備える。図
示しないダイ2の中央部に内圧用空気口がある。
環状出口2aの外周には公知の冷却空気噴射環
(エアリング)3があり、樹脂は環状出口2aか
ら出るとともに冷却され粘性を高めて筒状に上進
する。 筒状のインフレーシヨン・フイルムFは、この
発明による上段噴射環10を加えなくても、図示
したように筒状で上進し、ガイド板4により扁平
に畳まれ、引取用ニップローラ5、多数の案内ロ
ーラを経てワインダー6により巻取られる。二基
のブロワー7は噴射環3と10へ風を送る。 従来同様、環状出口2a外周を取巻く噴射環3
は、前述のように斜上方へ冷却用空気を送るもの
で説明を略すが、押出機1内で例えば150℃、200
℃など粘性の低い状態のものを、押出しと同時に
急冷し、一応筒状を保つて上進できる程度まで粘
性を高める作用をする。上進中にニツプローラ5
により引伸ばされてさらに薄くなるが、薄いため
外気による冷却も速く、二次冷却をしなくても、
やがて100℃前後の凝固点に達し、それまで透明
であつたフイルムFがフロストライン0から半透
明に変つて進む。 さて、このような在来装置によつて作られたイ
ンフレーシヨン・フイルムにこの発明の成形方法
を適用する手順を述べる。まず対象とするインフ
レーシヨン・フイルムFのフロストライン0付近
の外周を少い間隙で取巻くに適した寸法で、内周
に環状噴射細隙11をもつ冷却気噴射環10を用
意する。 これをインフレーシヨン・フイルムFを作る前
に噴射環3の上方に上下動可能に設置しておく。
無論、水平姿勢を保つての上下動である。もつと
も、この新しい噴射環10は二つ割りにして、既
に上進しているインフレーシヨン・フイルムFの
外周に設置できるようにしてもよい。噴射環10
の中心線は環状出口2aのそれに一致させる。 この噴射環10の上下位置決めは、さきに述べ
たこの発明の原理にもとづき次のように行う。即
ちインフレーシヨン・フイルムFに既に生じてい
るフロストライン0の少し下側のフイルム透明部
分外周を線状冷却できる位置に固定するのであ
る。少し下側というのは、下方へ離れるほど凝固
までの瞬間冷却量が増すから、冷却能力に見合つ
た、あまり離れない下側の意である。噴射環10
は予備実験用だけ上下動可能なものとして高さを
決め、生産用噴射環10は上下動しないものを使
つてもよい。また透明部分というのは、フイルム
に未だ全く固相分が生じていないため高温部分同
様の透明さを保つている部分の意である。フロス
トラインに近接し、一部に緩冷却による固相分が
生じはじめている所では、この発明の急速固化の
効果が減る。 第2図の左半分にインフレーシヨン・フイルム
F、その下段噴射環3だけによるフロストライン
0と、これに対する新しい噴射環の噴射細隙11
の位置を示す。なお、これは説明図で、実物と比
例寸法に画いてはない。 第2図右半分に温度曲線TによりフイルムFの
温度分布の傾向を示している。押出機の環状出口
2aから出た時のフイルム押出温度T1は例えば
150℃、200℃といつた高温で、これが下段噴射環
3の冷却を受けて急速に冷えながら薄肉に引伸ば
されて上進する。そして、例えば110℃の凝固温
度T2に近づくとフイルムの液相中に固相分が生
じはじめる。この固相分がふえ肉眼で見えるよう
になり、間もなく完全に固相化する現象が起きて
いる領域をフロストラインと称している。 この発明はフロストライン0に近づき、しかも
未だ固相分が出はじめない凝固開始温度よりやや
高温の透明部分に新しい噴射環10の噴射細隙1
1をほゞ直角に向ける。噴射によりその部分は急
冷され、直ちに凝固終了温度よりさらに低い温度
まで過冷され、そこに淡いフロストラインを残
して上進し、以後は自然冷却の温度勾配で冷却し
巻取られるのである。 新しい噴射環10は冷却気噴流をフイルムF面
にほゞ直角に、そしてフイルムFに回復可能な凹
みCを生ずる強さで当てる。噴流をフイルム面に
ほゞ直角に当てる事により、噴流の大部分がフイ
ルム面に接し、冷却に有効に働くのであつて、従
来のように気流の大半がフイルム面に接しない層
流となつて流れ去ることがなく冷却効率が高い。 なお上段噴射環10の噴流とフイルムF面との
角度は、90゜を中心として70゜〜110゜なら使用可能
で、好ましくは80゜〜100゜であり、無論、90゜が最
高であつた。噴流がフイルムFに回復可能な凹み
Cを生ぜしめる強さであるという事は、噴流によ
りフイルムの円滑な上進を不可能にするような事
がないのは勿論、吹付けにより当然生ずる凹み
も、上進により円滑に回復する程度にとゞめるの
意で、またそれで充分に発明の目的を達せられ
る。 冷却気噴射は、噴射環10の噴射細隙11が噴
流を分散なく直進せしめる形状であり、そして、
噴射細隙11とフイルム面との間隔が途中で噴流
の分散を生ずるほど離れていない事が望ましい。
少くとも細隙11の上下板の上下への開放角を
10゜以上にすべきではない。 フイルムF外周の水平線状部分に冷却対象を絞
つた事、そしてその線状部分に噴射をほゞ直角に
当てるという最も冷却効率の高い方法をとつた事
により、最小限の噴射量で完全冷却をなし、イン
フレーシヨン・フイルムFの進行に従来のような
悪影響を与えることなく透明度向上の目的を達し
た。 上段噴射環10が筒状フイルムFの勝手に膨張
した形の断面を正しい円形に絞る働きがある事
と、前述のような従来の斜上方へ噴流の欠点を有
しない事によると思われるが、この発明は透明度
向上のほかに上進フイルム筒の動揺を減じ安定化
する効果を生じた。その結果、フイルムFの厚み
ムラ(偏肉)が著しく減ずるという大きな効果が
加わつた。またフイルムFの動揺が少く冷却効果
向上のため高速引取りが可能になり、従来考えら
れなかつた40〜90m/分という高速生産下に高透
明なフイルムの製造が可能になつたのである。 この発明が主な対象とする合成樹脂はポリオレ
フイン系高分子樹脂で、高圧法ポリエチレン、中
低圧法ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン−1等エチレン、プロピレン、ブテン−1等の
単独重合体及び共重合体、それらの混合物等であ
る。上記直鎖状低密度ポリエチレンはエチレンと
炭素数3〜12のα−オレフイン例えばプロピレ
ン、ブテン−1、ヘキセン−1、4メチル−1−
ペンテン、オクテン−1、デセン−1等の少くと
もひとつを、チーグラー型触媒の存在下、従来公
知の中低圧法、又は高圧法によつて製造されるも
のである。さらに中低圧法としては、気相法、ス
ラリー法、溶液法等いずれの方法によるものでも
よい。 なかんずく、直鎖状低密度ポリエチレン及びそ
れと他のポリオレフイン樹脂との混合物からなる
ポリオレフイン樹脂には本発明が極めて有効で、
従来、高圧法低密度ポリエチレンでは得られなか
つた透明性、光沢、光学特性(例えばヘーズ4%
以下、グロス110%以上)がしかも高い生産性を
もつて得られる。 次に各種樹脂インフレーシヨン法にこの発明を
適用、不適用の場合の実験結果を示す。 下表の実験結果は次の条件によるものである。 押出機シリンダ径 50mm 押出機環状出口2aの直径 150mm 同じく出口間隙 2.5mm 仕上フイルム厚み 20μ ブロー(膨張)比 1.3 噴射細隙 3.0mm 噴射細隙、フイルム面間距離 5.0mm フロストライン0と噴射細隙との距離 約50mm
【表】
【表】
【表】 第1表はこの発明を適用したもの、第2表の(イ)
実験番号7〜10は上段噴流噴射角(フイルム面に
対し)を90゜でなくした場合、同じく11は上段
噴流を用いず、引取速度を小にした在来法を示
す。説明するまでもなく、この発明の優秀性が(リ)
(ヌ)(ル)(オ)の各項によく現れている。 以上、この発明を図示した一実施例を参照して
説明したが、この発明の実施態様はその要旨を変
えることなく多様に変化、応用し得ることはいう
までもない。上下、水平という言葉は相対的なも
ので、絶対的上下、水平を意味しない。フイルム
の引取方向は上方のほか、下方でも水平でも斜方
向でもよい。冷却気は空気に限らない。上段噴射
環10を一個に限るわけでなく予備冷却用、事後
冷却用噴射環を加えることを妨げない。また特に
強力な噴流を使う場合、噴流がフイルム冷却後、
渦流化するのを防ぐ工夫は望ましい。その他、実
施に当る現場技術者の工夫により、この発明はさ
らにその効果を高めるであろう。 この発明は、従来ばく然としていたインフレー
シヨン・フイルムの冷却による品質向上の原理を
究明し、冷却すべきは凝固開始から完了までの極
めて限られた範囲である事を明示した。そして具
体的には下段噴流の冷却だけで生ずるフロストラ
インを目安とし、その下側を局部的線状冷却し、
その場で凝固開始、完了、過冷却を起こさせるか
ら、従来の緩慢な冷却、固化による不透明化が激
減した。 しかも、その線状冷却手段として、従来のフイ
ルム面沿いの噴流で冷やす常識を破り、フイルム
面にほゞ直角に噴流を当てゝ大きな成功を得た。 即ち、この発明はインフレーシヨン法による樹
脂フイルム成形技術の理論面、実用面に貢献する
ところ大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例説明図、第2図は
同じく要部拡大図兼温度分布説明図である。 F……インフレーシヨン・フイルム、,0
…フロストライン、C……フイルム凹み、10…
…冷却気噴射環、11……噴射細隙。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 押出機の環状出口から出た溶融樹脂を、出口
    付近の任意の冷却装置により適当に冷却しつゝ、
    内圧と引取りにより、筒状のフロストラインをも
    つインフレーシヨン・フイルムとして進行させ、 その筒状フイルム面にほゞ直角に、噴流を分散
    なく直進させる噴射細隙を内周にもつ線状冷却用
    の冷却気噴射環により、上記フロストライン付近
    のフイルム外周を、少ない間隙で、取巻き、その
    噴射環を上記環状出口と同芯を保つて位置調節
    し、その噴流が上記フラストラインの位置より少
    し押出機寄りで、フイルムに未だ全く固相分が生
    じていない透明部分の外周を線状冷却できる位置
    に固定し、噴射させるのであつて、 その噴射環の噴流の強さは、噴流を直角に当
    てゝフイルム周面に回復可能な線状凹みを生ぜし
    める程度とし、その冷却能力は凝固開始温度より
    やゝ高温のフイルムを、凝固終了温度よりやゝ低
    温まで、瞬間的に下げられるものとする事を特徴
    とするインフレーシヨン・フイルムの成形方法。
JP56138320A 1981-09-04 1981-09-04 インフレ−シヨン・フイルムの成形方法 Granted JPS5839420A (ja)

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