JPH0430335B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フイルムブロー成形ヘツドから押出
された管状プラスチツクフイルムを空冷するため
の冷却装置に関し、本装置は、間隔を隔てて配置
された冷却リングを有し、該冷却リングは、押出
し方向にフイルムブロー成形ヘツドの環状押出し
ダイに後続し、押出された管状フイルムの軸線に
実質的に同心状に設けられるとともに、管状フイ
ルムの表面に面する空気案内面を備え、この空気
案内面と接して流れる冷却空気を供給する環状ノ
ズルギヤツプを形成する。

ドイツ特許公告第2032346号及び第2262190号で
知られたこの種の冷却装置では、空気案内面は実
質的に、小さい軸線方向長さの円筒形表面からな
る。これらの知られた冷却装置は、実用的には或
る程度満足できるものであると判つており、高い
冷却速度を可能にするが故に、ブロー成形フイル
ムを作るプラントの生産量を増大させることがで
きる。しかし、上記既知の冷却装置では、冷却空
気の流量を或る上限までしか増大させることがで
きず、冷却空気の流量がかかる上限を越えると、
フイルムのじょう乱振動（disturbing vibration）
が生起してしまう。かかる振動は非常に強くなる
ことがあるので、フイルムが損傷するおそれがあ
る。

従つて、本発明の目的は、管状フイルムを損傷
させ得る振動を回避し、たとえ高い冷却空気流量
で運転され、高い冷却速度をもたらしたとして
も、振動を全体的に低減できるように上記冷却装
置を改良し、これにより、ブロー成形フイルムを
作る装置又はプラントの生産量を増大させること
にある。

上記目的は、以下に説明する本発明の構成によ
り達成される。即ち、空気案内面が冷却リングの
縦断面において凸状に湾曲され、ノズルギヤツプ
が、冷却空気流の方向に冷却リングに先行するリ
ングによつて形成され、該リングは、前記ノズル
ギヤツプから吐出した冷却空気が管状フイルムの
移動方向にほぼ平行か又は該移動の方向に対して
鋭角をなす方向に流れるように構成される。本発
明による冷却装置では、管状フイルムが高速で流
れる冷却空気によつて吸引され且つ安定されるよ
うに、ベンチユリ管効果が、冷却リングに隣接し
てベルヌーイの式に従つて得られる。フイルムブ
ロー形成ヘツドから押出された管状プラスチツク
フイルムの外部冷却装置においてベンチユリ効果
の用いること自体に関しては、ドイツ特許公告第
1504607号や、公開ドイツ特許出願第2256942号及
び第2259732号で知られている。しかし、これら
の既知の外部冷却装置では、冷却空気が、管状フ
イルムを囲むベンチユリ状のシエル管からブロー
されるので、管状フイルムの安定性を損なわずに
冷却速度を相当に増大させることができなかつ
た。

本発明の範囲内の好ましい他の特徴によれば、
冷却リングの空気案内面が、エーロフオイル
（airfoil）の吸引側に類似する形状を有し、ノズ
ルギヤツプを形成するリングは、スラツト
（slat）として知られた補助エーロフオイルに類
似する。冷却リングと共にノズルギヤツプを形成
するリングがスラツトに類似しているので、より
高いエネルギを有する流れがノズルギヤツプから
エーロフオイル状空気案内面に供給され、吸引側
の境界層が分流の危険なくして比較的に高い圧力
上昇にさえも耐える。ノズルギヤツプから吐出し
たブロー空気流がインゼクタ効果を生じさせるの
で、付加的な冷却空気がスラツトを超えて吸引さ
れる。

望ましくは、各冷却リングの後側部は、後流渦
にほぼ適合するようにその後縁に隣接して弧状を
なし、上記後側部及び空気案内面の後縁が、鋭い
又は丸味のある環状縁を形成する。このような設
計の場合、吸引空気が、乱流なしに流れの一般的
方向に偏向され、空気案内面を越えて流れる冷却
空気ジエツトを助勢する。

冷却空気リングと環状ノズルのオリフイスを形
成するリングとを、管状フイルムの内側及び／又
は外側に複数の水準に配列するのが良い。冷却リ
ングを、管状フイルムの両側に設ける場合、一方
の側の各冷却リングを他方の側の２つの冷却リン
グのほぼ中間に配置するように、両側の冷却リン
グを互いにずらすのが望ましい。

冷却リングの長さは、比較的小さくするのが良
い。各側の冷却リングの間隔は、冷却リングの軸
線方向の長さの約２乃至３倍であるのが良い。

もしフイルムブロー成形ヘツドから押出された
管状フイルムが、薄い壁厚を有するにすぎないな
らば、フイルム材料の配向を行なうように管状フ
イルムを膨張させるのには、比較的に低いブロー
圧力で十分であろう。

例えば、押出された管状フイルムが比較的に大
きい壁厚を有するが故に、この管状フイルムを膨
張させるのに比較的に高いブロー圧力が必要とさ
れるならば、この高い膨張圧力は、管状フイルム
ののど部を含む冷却径路の部分にも作用するであ
ろう。このような高い内部圧力は、のど部を囲む
冷却リングに対して管状フイルムののど部を押し
付けるかもしれない。この場合、ノズルギヤツプ
から吐出した冷却空気が絞られて逆転され、ノズ
ルギヤツプを形成するリングの後側部を越えて流
れるかもしれない。もし比較的に高い膨張圧力が
管状フイルムののど部に後向きに加えられ、管状
フイルムが前記のど部と周囲の冷却リングとの間
に配された冷却空気のクツシヨンに押されるなら
ば、冷却及び案内効果は、著しく阻害されるであ
ろう。

このような望ましくない現象を回避するため
に、本発明の範囲内の他の特徴によれば、管状フ
イルムの外側に配置された凸状又はエーロフオイ
ル状に湾曲した冷却リングが、半径方向の平面に
対して鏡映対称に対をなして配列され、冷却リン
グに対して空気をブローするためのノズルギヤツ
プを形成する壁部分が、隣接する冷却リングの間
の半径方向のギヤツプに配置される。空気はノズ
ルギヤツプから両側に向かつて流れ、形成された
空気クツシヨンは、高い安定性を有し、管状フイ
ルムの配向を行なうために加えられた高い膨張圧
力は、外側の冷却リングへの冷却空気の供給を絞
り又は抑制すべく、フイルムを外側冷却リングに
押し付けるような態様では、管状フイルムののど
部に作用しない。

殊に、プラスチツクが低い安定性を有し、環状
押出しダイを離れるときに膨張する著しい傾向を
示すプラスチツクを処理する際に、高い膨張圧力
は、望ましくない結果をもたらす。特に内側の冷
却リングだけを用いるとき、比較的高い膨張圧力
は、管状フイルムののど部を内側冷却リングから
離れるように押す傾向があるので、管状フイルム
ののど部は、溶融材料が高温な押出しダイの直上
の最も弱い点で風船のように膨張され、この領域
で管状フイルムののど部が破裂することさえあり
得る。

このため、本発明の範囲内の他の特徴は、環状
押出しダイと第１冷却リングとの間に円錐状に拡
張する構造体を配置し、潤滑空気を供給する環状
ノズルギヤツプを上記拡張構造体の下端に設ける
ことにある。特に、もし上記拡張構造体が、エー
ロフオイルの断面に類似の母線を有するならば、
上記拡張構造体は、管状フイルムののど部に安定
のための吸引力を及ぼす。

本発明の範囲内で他の有利な特徴が特許請求の
範囲に記載されている。

本発明の例示的実施態様を、添付図面を参照し
て更に詳細に説明する。

第１図は、冷却リング１の一部を示す縦断面図
であり、冷却リング１は、押し出された管状フイ
ルム２の内側又は外側の表面に面する１つの側に
空気案内表面３を有する。空気案内表面３は、エ
ーロフオイル（airfoil）の吸引側のように形作ら
れる。冷却空気の流れの方向に、冷却リング１に
先行して、スラツト（slat）として知られる補助
エーロフオイルの形状をもつリング４が設けら
れ、リング４は、冷却リング１の先導端に重なり
且つ冷却リング１と一緒に環状ギヤツプ５を形成
している。環状ギヤツプ５は、空気の流れる方向
に冷却リングのエーロフオイル状空気案内表面３
の上に、即ちフイルム２の隣接する表面に対して
鋭角をなして延びている。冷却リング１の冷却部
分とスラツト状リング４の冷却部分とは、一点鎖
線の境界線６により示されており、ユンカーズス
ラツト（Junkers slat）を備えたエーロフオイル
の上面にほぼ相応する。

主要な空気の流れは、スラツト状リング４と冷
却リング１との間のギヤツプを通して吹かれ、そ
の高い速度のため吸引力を及ぼし、この吸引力が
冷却されるべき管状フイルム２を安定させる。管
状フイルム２に面する側で、冷却リング１とスラ
ツト状リング４とが一緒に環状翼を構成する。

空気ジエツト７がインゼクタ効果を発生し、冷
却作用と空気を導く作用とを助ける追加の空気の
流れ８が、インゼクタ効果によりスラツト状リン
グ４に沿つて吸い込まれる。

採択されたエーロフオイル形状のために、冷却
空気は、空気案内表面３の後端で無視しうる程僅
かな乱流を伴なつて矢印９の方向に冷却リングを
離れる。空気１０は、エーロフオイル状の下側部
に作用する負圧下にあり、冷却空気の流れ９の方
向に偏向させられて、冷却空気の流れを助ける空
気ジエツト１１を形成する。冷却リング１の後端
の近くで、前記リング１の下側１２が弧形に湾曲
され、空気案内表面３の後端と一緒に環状縁１３
を構成している。

スラツト状リング４は、管状部材１４に装着さ
れたフランジにより構成され、管状部材１４は、
第１図に従つて冷却リング１の中へ延び、冷却リ
ング１の内周面と管状部材１４の外周面との間に
環状空間が形成されている。管状部材１４の背後
で、冷却リング１は、内方に向けられた環状部分
１５を備え、環状部分１５は管状部材１４と共に
流路１６を形成している。冷却空気を供給するた
めの管１７と１８は、管状部材１４と環状部分１
５に夫々結合されている。

第２図は、複数の水準に配列された複数の冷却
リングを示す。管状フイルムの内側に配設された
冷却リングは、外側に配設された冷却リングに関
して互い違いに配列されている。

第１冷却リングは、管状フイルムの内側に配設
され、押出しダイの内側リング１９に相接して続
いている。押出しダイの内側リング１９の隆起し
たリツプと冷却リングによりノズルギヤツプが形
成されている。第１冷却リングの内側にある環状
空間２０は、空気入口とノズルギヤツプ５と管１
７以外は閉じられている。冷却空気は、第１冷却
リングの内側にある環状空間２０から管１７の中
へ、そして第２内側冷却リングの内側にある環状
空間２０の中へ導かれる。この環状空間２０か
ら、冷却空気の他の部分が第１図に示すギヤツプ
を通して排出される。第２内側冷却リングの内側
にある環状空間２０を越えて、空気が管１７の中
へ、そして最後の内側冷却リングの内側にある環
状空間２０の中へ導かれる。この環状空間２０か
ら冷却空気が前述の方法で排出される。管１７と
管１７との間、及び第１冷却リングに続くこれら
の内側冷却リングと中央管２１との間にギヤツプ
が設けられる。冷却表面と空気案内表面を離れる
冷却空気が、これらのギヤツプを通つて管状フイ
ルムに入ることができる。消費された冷却空気
は、次に、矢印２２の方向に中央管２１の中に入
り、中央管を通って矢印２３の方向に吸込まれ
る。

新鮮な冷却空気は、中央管２１を包囲する環状
空間を通つて矢印２４の方向に内側冷却リングへ
供給される。

冷却リングは、図示のように管状フイルムの外
側にも設けられ、管２５と支持ロツド２７に固定
された環状ダクト２６を通して冷却空気を供給さ
れる。支持ロツド２７は、ダイ３０の外側リング
２９上の脚部２８により支持されている。

環状ダクト２６は、環状ギヤツプを通して、最
上方の外側冷却リングの内部の環状空間３１の中
へ開口している。この環状空間は、管１８を通し
て下方の外側冷却リングに結合されている。各外
側冷却リングは、第１図から明らかなように設計
されており、排出されるべき冷却空気を分配する
ための閉じられた内部環状空間を有する。この環
状空間は、第１図に示されていない。

管状フイルムの内側と外側にある冷却リングは
複数の水準に配置され、内側リングと外側リング
は、それらの垂直間隔の２分の１だけ互い違いに
されている。最下方の外側冷却リングは、外側ダ
イリング２９から距離Ａだけ離隔され、距離Ａは
冷却リングの間隔Ｂの２分の１である。この互い
違いの配列により、洗浄のためダイ３０に接近す
ることが容易となる。外側冷却リングは、支持リ
ング２８により外側ダイリング２９に固定され且
つ心出しされている。冷却リングは、管状フイル
ムの外側にのみ、又はその内側にのみ、又はその
両側に、第２図に示すように複数の水準に配列す
ることができる。最も強い冷却効果は、第２図に
示す配列で生じ、この配列において、管状フイル
ムは、引き続く内側冷却リングと外側冷却リング
上で波状の形で支持され、管状フイルムがその内
側と外側で交互に支持されることにより、たとえ
管状フイルムの若干の長さの部分が冷却リングの
間で支持されないで残されていても、強い冷却と
組合せて管状フイルムの非常に安定した移動が保
証される。

図示されていない押出機から来る溶融プラスチ
ツク材料は、ダイ３０により成形されて管状フイ
ルム２を形成し、この管状フイルム２は、複数の
水準に配置された冷却リングを過ぎて移動する限
り一定の直径を有する。ブロー成形された管状フ
イルムは、丁度所望の直径32に膨張して次に凝固
するような程度まで、冷却リングによつて冷却さ
れなければならない。推移領域３３において溶融
材料の温度が低下するので、この領域でフイルム
の強度が増大する。公知のフイルム・ブロー成形
プラントにおいては、管状フイルム内の内部圧力
は外部圧力に比較して余りにも高過ぎるので、認
めうる程強度が増大せずに溶融材料の自然配向が
生ずる。

最も小さい冷却効果は、多数の水準の内部冷却
の配列により生ずる。外側ダイリング２９上に位
置する従来の外側冷却リングによつてこれを補助
することができる。

管状フイルムの外側に複数の水準に冷却リング
を設けることにより、強度の増加と共に冷却効果
が更に増大される。というのは、管状フイルムを
外側で支持することにより、膨張圧力を通常のも
のよりも高くし得るためである。

プラントを始動させることになるとき、管状フ
イルムの前端を内側冷却リングの上により容易に
通しうるように、外側冷却リングをその支持ロツ
ド２７及び支持リング２８と一緒に持上げるのが
よい。その後、外側冷却リングは、それらの作業
位置へ降ろされる。

第３図と第４図は、鋳造された内側冷却リング
と外側冷却リングとをもつ実施態様を示す。種々
の部品が鋳造体からなり、これらの鋳造体は、正
しく機械加工され、次に図示のように１つを他の
ものの上に置くことにより組立てられる。

連結管１７，１８は、断面が扇形であり、押出
された管状フイルムの壁に対しほぼ鏡映対称に配
列されている。

扇形の管１７，１８の間にギヤツプが残されて
おり、このギヤツプが、加熱された空気を大気中
へ流出させ又は管状フイルムの中へ流入させるこ
とを可能とする。

鋳造連結管を使用することにより、後縁１３の
特に望ましい設計が可能となり、攪乱乱流を生ず
ることなく、後へ流れる冷却空気を空気案内表面
を去る冷却空気と混合しうるように設計できる。

第５図に示す実施態様が第２図と第３図に示す
ものと本質的に相違する点は、２つの凸状又はエ
ーロフオイル状の冷却リング３５，３６が、半径
方向のギヤツプを形成するように鏡映対称に配列
され、この半径方向のギヤツプを通して冷却空気
が冷却リングに対して吹きつけられることであ
る。断面Ｔ字形のリング３７が、冷却リング３
５，３６の間のギヤツプに配置されている。Ｔ字
形断面リング３７の環状フランジは、管状フイル
ムに面する側で冷却リング３５，３６の対向する
縁に重なつている。リング３７のフランジとギヤ
ツプの中へ延びているリング３７の脚部との間の
部分は、丸味を付けられて、冷却リングの前縁と
共に環状ノズルギヤツプを画成する表面を形成し
ており、このノズルギヤツプは、管状フイルムに
対し鋭角をなす流路を画成する。冷却空気を提供
するための環状室３８内で、Ｔ字形断面リング３
７の半径方向の脚部は、その自由端に軸線方向リ
ング３９を備え、軸線方向リング３９はリング３
７から両側に突出し、脚部の対向側に配置された
リング３９の部分と冷却リング３５，３６の後側
部との間に冷却空気の軸線方向通路を形成してい
る。

第７図は、ほぼ円錐形又は放物線状の拡張構造
体４２を示し、この構造体４２は、管状フイルム
２が環状押出しダイ４３から押出された後直ちに
管状フイルム２ののど部を安定させるのに役立
つ。拡張構造体４２は、エーロフオイルの断面に
類似の母線を有する冷却リング４４，４５，４６
から構成されている。冷却空気は、最も下方の冷
却リング４４に対して吹き付けられる。引き続く
冷却リング４５，４６は、スラツト状リング４
８，４９を備え、スラツト状リング４８，４９
は、冷却リング４５，４６と共にノズルギヤツプ
を形成し、ノズルギヤツプは管状フイルム２に対
し鋭角に延びる流路を構成している。消費された
冷却空気を除去するための半径方向のギヤツプ５
０，５１が冷却リングとスラツト状リングとの間
に形成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はエーロフオイル形の冷却リングと環状
ノズルギヤツプを形成するスラツト状リングの一
方側を示す縦断面図である。第２図は、管状フイ
ルムの内側と外側で複数の水準に配列された冷却
リングをもつ冷却装置を示す縦断面図である。第
３図は、鋳造リングの使用により修正された第２
図の冷却装置の一部を示す部分拡大図である。第
４図は、第３図の−線に沿つて矢印の方向に
見た断面図である。第５図は、第３図に類似の縦
断面図で、冷却装置の異なる実施態様を示す。第
６図は、第５図の一部を示す部分拡大図である。
第７図は、冷却リングからなる膨張構造体を示す
縦断面図である。 ３……空気案内表面、１……冷却リング、５…
…ノズルギヤツプ、４……スラツト状リング、１
３……環状縁、１７，１８……管、２……管状フ
イルム、２７……支持ロツド、２８……脚部、３
７……Ｔ字形リング、３５，３６……冷却リン
グ、３０……押出しダイ、４２……膨張構造体、
４３……押出しダイ、４４，４５，４６……冷却
リング、４８，４９……スラツト状リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイルムブロー成形ヘツドから押出された管
   状プラスチツクフイルムを空冷するための冷却装
   置において、 軸線方向に間隔を隔てた冷却リングを有し、該
   冷却リングが、前記フイルムブロー成形ヘツドの
   押出し方向下流側に設けられるとともに、押出さ
   れた管状フイルムの長手方向の軸線に実質的に同
   心状に設けられ、 前記冷却リングは第１リングを有し、該第１リ
   ングが、前記管状フイルムの表面に隣接して、該
   表面に面する凸状に湾曲した第１の空気案内面を
   備え、該案内面は、前記フイルムとともに環状の
   流路を形成して、前記案内面及びフイルムと接し
   て流れる冷却空気を搬送し、 前記第１リングの上流に配置され、該第１リン
   グから間隔を隔てた第２リングを有し、該第２リ
   ングがノズルギヤツプを形成し、前記ノズルギヤ
   ツプが、該ノズルギヤツプから吐出した主冷却空
   気流を前記第１リングの凸状の空気案内面及び前
   記管状フイルムの表面に沿つて、該管状フイルム
   の移動方向に実質的に平行又は該方向に対し鋭角
   をなすように形成され、 前記第２リングが、凸状の第２空気案内面を有
   し、該第２空気案内面は、前記管状フイルムの表
   面に隣接して該表面に面し、前記管状フイルムの
   移動方向に流れる付加的な空気流を形成するよう
   に前記第２空気案内面を越える誘引空気流を生じ
   せしめることを特徴とする冷却装置。 ２ 前記第１リングの後側部は、該側部と前記空
   気案内面の後縁とが環状の縁を形成するように、
   該後縁に隣接して後流渦に実質的に適合する弧状
   をなすことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の冷却装置。 ３ 前記冷却リングが、冷却空気を供給するため
   の実質的に軸線方向に延びる管によつて相互に連
   結され、前記管が、前記第１及び第２リングによ
   つて形成されたノズルギヤツプに通じる開口部を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の冷却装置。 ４ 前記冷却リングが、前記管状フイルムの内側
   及び／又は外側に異なる水準で配列されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の冷却装
   置。 ５ 前記管状フイルムの内側に配置された前記冷
   却リングが、前記管状フイルムの外側に配置され
   た前記冷却リングから、前記管状フイルムの一方
   の側の冷却リングの間隔の２分の１だけずれて配
   置されることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   に記載の冷却装置。 ６ 前記管状フイルムの一方の側の前記冷却リン
   グの間隔が、冷却リングの軸線方向の長さの約２
   倍乃至３倍であることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項に記載の冷却装置。 ７ 前記冷却リングが、前記管状フイルムの外側
   に配置されて、保持構造体によつて昇降可能に支
   持されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載の冷却装置。 ８ 前記第１リングと、該リングと共にノズルギ
   ヤツプを形成する前記第２リングと、軸線方向に
   延びる前記管とが、重ねられ、嵌合するようにな
   つた鋳造成形品よりなることを特徴とする特許請
   求の範囲第３項に記載の冷却装置。 ９ ２つの凸状の第１リングが半径方向の平面に
   対して鏡映対称に配列され、これらの第１リング
   の間の軸線方向のギヤツプ中に、前記第１リング
   及び管状フイルムに対してブローすべき冷却空気
   を導くためのノズルギヤツプを形成する壁部を収
   容することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の冷却装置。 １０ 前記第１リングと共にノズルギヤツプを形
   成する壁部が、環状フランジを有する断面ほぼＴ
   字形の構造体を含み、前記環状フランジは、管状
   フイルムに面する側で第１リング対の対向する縁
   に重なり、前記Ｔ字形リングの脚部が、前記第１
   リングの間のギヤツプを通して半径方向に中心に
   延び、前記フランジ及び脚部が、互いに直角に延
   びるとともに、丸味ある接合部を形成しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の冷
   却装置。 １１ 鏡映対称に配列された前記冷却リングが、
   前記管状フイルムの外側に配置されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第９項に記載の冷却装置。 １２ 円錐状に拡張する構造体が、環状の押出し
   ダイと該ダイに隣接する冷却リングとの間に配置
   され、潤滑用空気を吐出する環状ノズルギヤツプ
   が、前記ダイに隣接する前記拡張構造体の端に設
   けられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の冷却装置。 １３ 前記拡張構造体が、エーロフオイルの断面
   に類似した母線を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１２項に記載の冷却装置。 １４ 前記拡張構造体が、エーロフオイルの断面
   に類似した母線を有する実質的に円錐状の第３リ
   ングを有し、冷却空気が、前記第３リングの上流
   に間隔を隔てて配置された第４リングによつて形
   成されたノズルギヤツプから前記第３リングに対
   してブローされることを特徴とする特許請求の範
   囲第１２項に記載の冷却装置。