JPS5929408B2 - 環状フイルム成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂環状フィルム成形装置の改良に関
する。

さらに詳しくは、空気孔及び環状ダイスリットを有する
ダイとエアースリットを有するエアーリングとから成る
熱可塑性樹脂環状フィルム成形装置において、上記エア
ーリングの上に、円筒及びこの円筒に接続する逆円錐台
形状の筒から成る空気案内板を設け、該空気案内板に沿
つて流れる空気の作用によりバブルを冷却し、バブルを
安定化し、かつフィルムに延伸効果を付与し、フィルム
の強度を著しく増加させることができる様にした熱可塑
性樹脂の環状フィルム成形装置に関する。従来、環状フ
ィルム成形装置においては、フィルム冷却装置として空
気を吹きつけるための１段の環状エアースリットを有す
るエアーリングを備えたもの（実公昭４１−２１１９６
）、複数段のエアースリットを有するエアーリングを備
えたもの（特公昭４５−１６８３４、同４７−１５２２
５、同４７−１６０６７）、エアーリング上に円筒形の
空気案内板を設けたもの（日刊工業新聞社刊：プラスチ
ツク加工技術便覧）などが知られている。

しかしこれらはいずれもバブルの安定成形範囲が狭いか
あるいは構造が著しく複雑であるという欠点を持つてい
る。上記各種の冷却装置のうち、１段のエアースリツト
を有するエアーリング（実公昭４１−２１１９６に示さ
れたタイプ）が最も広く使用されており、以下このタイ
プのエアーリングを汎用エアーリングと称する。

以下、図面に示す実施例を参照しながら、本発明を詳細
に説明するが、その前に、上記汎用エアーリングを備え
た成形装置を使用してフイルムを成形した場合に生ずる
諸現象及びその成形限界について略記する。

（以下特に断らない限り延伸効果に関する記述はフイル
ム横方向の延伸効果を指す。）第１図１−ｌにおいて、
Ａは環状スリツトを備えたダイ、Ｂは汎用エアーリング
、Ｃはバブルである。

ダイＡから押出された溶融樹脂は薄化され、冷却固化さ
れバブルＣを形成しながら延伸され、図示しない引取装
置によつて引取られるが、バブル形状は種々変化する。

第１図１〜はその状況を図解したものである。（′バブ
ル２とは、ダイ以上引取装置以下のフイルム成形状態を
いい、ゞバブル形状２とは主にその径が一定になる迄、
すなわち膨張が進行中の部分形状をいう。）樹脂が適切
な冷却速度で冷却されている場合、バブルの形状は第１
図１に示すようになり、安定したバブルが形成され、樹
脂の延伸効果も適切なものとなる。樹脂の冷却速度が大
きい場合、バブルは第１図に示す形状となる。この形状
になると、バブル底部がエアーリングに接触しやすくバ
ブルが不安定になる。また樹脂の冷却速度が小さい場合
バブルは第１図Ｉに示す形状となり、樹脂の延伸効果が
小さくなり、バブルは不安定になる。冷却速度に影響を
及ぼす因子とバブル形状との関係は表１のようにまとめ
られる。フイルムの生産性を上げるために押出量を大に
すると必然的にフイルムの引取速度も大となりその結果
として樹脂は冷却不足の傾向となる。

このような場合にはバブル形状は第１図１からの形状へ
と変化し、極端な冷却不足の場合にはバブルが亜鈴状に
なつたり、破壊したりする。このようなバブル形状を呈
する場合に冷却リングから吹き出す風量を増加させたり
、多段エアーリングから送風したりあるいは風温を低下
させて冷却効果を大きくしても上記のようなトラブルは
解決出来ない。すなわち、汎用タイプのエアーリングを
備えた環状フイルム成形装置ではバブルを安定に形成し
、強度の高いフイルムを得るための条件範囲は極めて狭
く、フイルムの高速成形には適用不可能である。

これらの問題点を解決する方法として、第１図のような
エアーリングの上に円筒Ｄを設けたものが示されており
（日刊工業新聞社刊；プラスチツク加工技術便覧６３３
頁）、この装置を用いれば、円筒状空気案内板のベンチ
ユ一り一効果によつてフイルムと空気の接触は良くなり
、バブルも安定化し高速成形も可能となるが、さらに延
伸効果を増しフイルムの横方向の強度を改良するために
、ダイからかなり離れた位置でバブルの膨脹が起るよう
に円筒の高さを高くすると、第１図に示すような脈動が
円筒Ｄ内で起こり、バブルの安定性は失なわれる。

（熱可塑性樹脂のフイルムを成形する際には、樹脂固有
の適切な延伸温度範囲があるので、この温度範囲まで冷
却して膨張させないと延伸効果は付与されない。従つて
高速成形の場合には、バブルの引取速度が大きくなるた
め適切なバブルの膨張位置は低速成形時に比べてダイか
ら離れた場所となる。）また、円筒の高さを低くすると
ダイ近くでバブルの膨脹が起こりバブルは安定となるが
、延伸効果は小さい。

即ち、第１図，に示す様な円筒状案内板を設置した冷却
装置ではフイルムの高速成形は可能であるが、延伸効果
は十分なものとは言えないのである。

以上の様に、従来の汎用エアーリング又は円筒を有する
汎用エアーリングを備えた環状フイルム成形装置ではバ
ブルを安定に形成し、かつ延伸効果を付与する条件は極
めて狭い範囲にあるか、または不可能であり、一方複数
段のエアースリツトを備えたものは構造が著るしく複雑
であるという欠点を有している。

本発明は、エアーリングの上に円筒とこれに接続する逆
円錐台より成る空気案内板を設ける時、バブルは安定に
形成され、フイルムの横方向の強度が著しく増すという
知見に基づくものであり、その要旨は、環状ダイスリツ
ト、空気孔およびエアーリングを有する熱可塑性樹脂の
環状フイルム成形装置において、上記エアーリングの上
に円筒およびこれに接続する逆円錐台よりなる空気案内
板を取り付け、環状ダイスリツトの直径をａ、空気案内
板の円筒部分の直径をｂ、高さをｃ、逆円錐台部分の高
さをｄ、円筒と逆円錐台のなす角をθとするとき、の関
係を有するように構成し、かつ逆円錐台に邪魔板および
／または複数のすき間を設けたことを特徴とする熱可塑
性樹脂の環状フイルム成形装置にある。

また本発明は上記環状邪魔板に複数個のすき間を設けた
空気案内板も包含する。本発明に係る環状フイルム成形
装置の実施例を第２図〜第５図に示す。

第２図に示す実施例は開閉できる空気孔１Ａ及び環状ス
リツト１Ｂを有するダイ１、およびエアースリツト２Ａ
を有する汎用エアーリング２と該汎用エアーリング２上
に設けられた円筒３およびこれに接続する逆円錐台４５
ｇ≦θ≦４５度好ましくは ５又、以下に述べる様に逆
円錐台部に空気を乱流とするような処置をした場合でも
、バブルを安定に保ち、かつ延伸効果を附与するために
は、円筒およびこれに接続する逆円錐台の形状が上記の
範囲にあることが好ましい。

逆円錐台内での乱流促゜進には上述した様に邪魔板の設
置、すき間を設けることあるいはこれらの併用が効果が
ある。邪魔板９は第３図１およびに示すように、水平に
設置するのが好ましいが、らせん状あるいは斜めに取り
付けることも差支えない。この際、バブルの一方へのか
たよりを防ぐために第３図１のようにじやま板９にすき
間９Ａを設けるのが好適である。邪魔板９は、バブルと
の接触を防止するためダイスリツト径の１．５倍より内
側に出ないようにするのが好ましい。又、第４図に示す
様に逆円錐台にすき間を設けることもバブルの片寄り、
冷却促進に役立つ。すき間の形状は特に限定されないが
、円筒に縦の切れ目を入れ曲げ広げた状態、すなわち第
４図１，に示す様に放射状すき間４Ａが加工し易く好ま
しい。すき間の面積が大きすぎると空気の大部分は外部
に漏れるので、すき間４Ａは逆円錐台４側面積の５０％
以下、特に３〜２０％が好ましい。第５図１Ｊは逆円錐
台部に邪魔板９とすき間４Ａを設けたものであり、第５
図１は第５図１，における邪魔板９にすき間９Ａを設け
たものである。これらもバブルの安定化と延伸効果の増
大に役立つものである。次に直径７５Ｃ１！Ｌのダイ、
直径１５０ｍｍの汎用エアーリングおよび本発明に係る
各種空気案内板を有する環状フイルム成形装置にてフイ
ルムを作成し、その物性と汎用エアーリングだけ、又は
円筒を有する汎用エアーリングだけを備えた環状フイル
ム成形装置にて作成したフイルムの物性を比較した。

く比較試験１〉 熱可塑性樹脂として、単量体結合様式の９２％が１．２
結合で結晶化度が２５％の高分子量ポリブタジエンを用
い、成形条件は次のようにした。

結果は表−２に示す。押出温度：１４０℃ 巻取速度：
２６．３７０フ不ルム厚さ：２０μ ブロー比：４
．５引取速度：２０ｍｇｉ成形室温度：１９゜Ｃ表−２
の結果かられかる様に、本発明の環状フイルム成形装置
を用いれば、汎用エヤーリングでは成形不可能であつた
生産速度でのフイルム作製が可能となり、また公知の円
筒を設けた成形装置よりフイルムの物性を著しく向上さ
せることが出来る。

（横方向の延伸効果は破断強度よりも引張応力（表−２
では２００％引張応力）によつて表わされる。）く比較
試験２〉 市販のエチレン一酢酸ビニル共重合体（密度０．９４９
／ＣＣ，．ＭＩ＝２．５９／１０−）を比較試験１と同
様に、直径７５ｍ１１のダイ、直径１５０ｍ１１のエヤ
ーリングおよび各種空気案内板を有する環状フイルム成
形装置にてフイルムを作成し、その物性と円筒を有する
汎用エアーリングを備えた環状フイルム成形装置にて作
成したフイルムの物性を比較した。

成形条件は次のようにした。この結果を表−３に示す。

表−３かられかるように本発明の成形装置を用いれば、
延伸効果を大きくでき、フイルムの物性を著しく向上さ
せることができる。

本発明において熱可塑性樹脂としては環状フイルム成形
装置により、成形される通常の樹脂はすべて適用できる
。

具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン
一１、可塑化ポリ塩化ビニル、エチレン一酢酸ビニル共
重合体、単量体結合様式の７０％以上が１．２結合で結
晶化度が１０〜５０％の高分子量ポリブタジエン（以下
、１，２−ポリブタジエンと称する）、およびこれらの
混合物である。これらのうち１，２−ポリブタジエンお
よび１，２−ポリブタジエンを一成分とする混合物のバ
ブルは高温で不安定化しやすい傾向があるが、本発明の
環状フイルム成形装置を用いることにより極めて安定に
フイルムを成形することができ、特にこれらの１，２−
ポリブタジエン系のフイルム成形に対し有効である。本
発明に１係る環状フイルム成形装置は、以上詳述した様
に円筒及びこれに接続する種々形状の逆円錐台よりなる
空気案内板を備えているので、この空気案内板内を流れ
る冷却空気の作用によりバブルの冷却効果を大とし、か
つバブルを一定形状に保持し安定化させることができる
。

さらにこのバブルの安定化により円筒を高くできると共
に逆円錐台を設けることにより円筒部でのバブルの膨張
を抑制できるので、適切な温度範囲でバブルを膨張させ
ることが可能となり、フイルムの横方向の延伸効果が増
し強度が増大する。即ち、高速成形時において、従来の
円筒のみの場合と比較してフイルム物性値の向上が可能
となり、より成形速度を上げることができるものであり
、特に高温で不安定化しやすい１，２−ポリブタジエン
系のフイルム成形において有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図１−ｌは従来公知のエアーリングを用いて成形す
る場合の現象を説明するための図であり、第１図，は上
記エアーリング上に筒状空気案内板を設けて成形する場
合の現象を説明する図である。 第２図１は本発明に係る空気案内板を有する成形装置の
一実施例を縦断面にして示し、あわせてその使用状態を
説明する図であり、第２図は第２図１に示す装置の平面
概念図である。第３図１，１１．第４図１，１１．第５
図１Ｊは本発明に係る空気案内板の他の実施例を示す縦
断面図及び平面概念図であり、第３図、第５図はさらに
他の実施例を示す平面概念図である。Ａ・・・・・・ダ
イ、Ｂ・・・・・・汎用エアーリング、Ｃ・・・・・・
バブル、Ｄ・・・・・・円筒空気案内板、１・・・・・
・ダイ、１Ａ・・・・・・空気孔、１Ｂ・・・・・・環
状スリツト、２・・・・・・エアーリング、２Ａ・・・
・・・エアースリツト、３・・・・・・円筒空気案内板
、４・・・・・・逆円錐台空気案内板、４Ａ・・・・・
・逆円錐台すきま、５・・・・・・冷却装置、６・・・
・・・断熱材、７・・・・・・バブル、８・・・・・・
空気の流れ、９・・・・・・邪魔板、９Ａ・・・・・・
邪魔板すきま。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状ダイスリット、空気孔およびエアーリングを有
   する熱可塑性樹脂の環状フィルム成形装置において、上
   記エアーリングの上に円筒およびこれに接続する逆円錐
   台よりなる空気案内板を取り付け、環状ダイスリットの
   直径をａ、空気案内板の円筒部分の直径をｂ、高さをｃ
   、逆円錐台部分の高さをｄ、円筒と逆円錐台のなす角を
   θとするとき、ａ＜ｂ≦４ａ ０．５ｂ≦ｃ≦２ｂ ｂ≦ｄ≦４ｂ ５°≦θ≦４５° の関係を有するように構成し、かつ逆円錐台に邪魔板お
   よび／または複数のすき間を設けたことを特徴とする熱
   可塑性樹脂の環状フィルム成形装置。 ２ 邪魔板が環状又は螺旋条邪魔板である特許請求の範
   囲第１項に記載の環状フィルム成形装置。 ３ 逆円錐台部の複数のすき間が放射状である特許請求
   の範囲第１項に記載の環状フィルム成形装置。 ４ 逆円錐台部側面積の５０％以下（０％を含まない）
   がすき間である特許請求の範囲第１項または第３項に記
   載の環状フィルム成形装置。 ５ 環状又は螺線状邪魔板を環状ダイスリット径の１．
   ５倍より内側に出ないように取り付けた特許請求の範囲
   第２項に記載の環状フィルム成形装置。 ６ 環状又は螺線状邪魔板に複数個のすき間をつけた特
   許請求の範囲第２項および第５項に記載の環状フィルム
   成形装置。 ７ 環状又は螺線状邪魔板の面積の８０％以下（０％を
   含まない）がすき間である特許請求の範囲第６項に記載
   の環状フィルム成形装置。