JPS6073833A - 管状プラスチツクフイルムを空冷するための冷却装置 - 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】 本発明は、フィルムブロー成形ヘッドから押出された管
状プラスチックフィルムを望冷するだめの冷却装置に関
し、本数ＪＷ＆よ、間隔を置いて配置された冷却リング
を有し、冷却リングは、押出しの方向にフィルムブロー
成形ヘッドの環状押出しダイに続き、押出された管状フ
ィルムのＭａに実質的に同心であり、管状フィルムの表
面に面する空気案内表面を有シフ、前記空気案内表面と
接触して流れる冷却空気を供給するだめの環状ノズルギ
ャップを形成する。

ドイツ！寺許公告第２０．３２ａｌｌ−６号及び第２２
乙、２／９θ号から知られている種ジ（１の冷却装置に
おいては、空気案内表面は、実質的に、小さい軸線長さ
の円筒形表面からなる。これら公知の冷却装置は、高い
冷却速度により、ブロー成形されるフィルムを作るプラ
ントの出力を増大させうるので、実際上満足なものであ
ることが証明された。

然し、前述の公知の冷却装置においては、冷却空気の流
量がある上限を越えるとフィルムの撹乱振動が生ずるの
で、流量をその上限まで増大させうるにすぎない。前記
振動は非常に強くなることがあるのでフィルムが損傷さ
れる。

この理由のために、本発明の目的は、管状フィルムを損
傷するかも知れムい振動を避け、プことえ装置が冷却空
気の高い流量で運転されて高い冷却速度を与えても、振
動が一般に減少されるような方法で公知の冷却装ぼを改
良することにより、ブロー成形フィルムを作る装置の出
力を増大させることである。

この目的は、本発明に従って達成される。即ち、本発明
においては、空気案内表面が冷却リングの縦断面図にお
いて凸面状に湾曲し、ノズルギャップが、冷却空気の流
れの方向に冷却リングに先行するリングによシ形成され
、後者のリングは、前記ノズルか５排出された冷却空気
が管状フィルムの移動の方向にほぼ平行か又は該移動の
方向に対し鋭角をなす方向に流れるように配列されてい
る。

本発明の冷却装置において、管状フィルムが高速度に流
れる冷却空気によシ吸引されて安定されるように、ベン
チュリ管効果が、冷却リングに隣接してベルヌーイの式
に従って得られる。フィルムプロー成形ヘッドから押出
された管状プラスチックフィルムの外部冷却装置におけ
るベンチュリ効果の利用は、それ自体は、ドイツ特許公
告第１Ｓ０４１．４０７号及び公開ドイツ特許出願第、
２２３６ハー号と第２２ｆ；９７３２号から知られてい
る。

然し、前述の公知の外部冷却装置においては、冷却空気
が、管状フィルムを包囲するベンチュリ状のシェル管を
通して吹かれるので、管状フィルムの安定を損なわずに
冷却速度を相当に増大させることができない。

本発明の範囲内で好棟しい他の特徴によれば、冷却リン
グの空気案内表面が、エーロフオイル（ａ、Ｉｒｆａｌ
ｌ　）の吸引側に類似の形状を有し、ノズルギャップを
形成するリングは、スラット（ｓｌａｔ）として知られ
る補助エーロフォイルと同様である。

冷却リングと共にノズルギャップを形成するリングはス
ラットに類似しているので、流れの分離の危険なしに比
較的に高い圧力上ゲ１があるときでさえも吸引側で境界
層が抵抗するように、より高いエネルギ含有欣を有する
流れをノズルギャップを通してエーロフオイル状空気案
内表面に供給することができる。ノズルギャップから排
出されたプロー成形空気の流れがインゼクタ効果を生じ
させるので、追加の冷却空気がスラット上へ吸引される
。

、、ｑ、冷却リングの後ａｌ１１は、引きずっている渦
にほぼ一蔵するようにその後縁に隣接して弓状とし、前
記後側と空気案内表面の後縁とが、鋭い又は丸味のイう
る環状縁を形成するのが好ましい。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、空気案内表面を越えて流れた冷却空気のジェットを
ｌｐＪケる。

冷却空気リングと３・ｎ状ノズルオリフィスを形成する
リングとは、管状フィルムの内９り及び／又は外側に複
数の水準に配列されるのがよい。もしも冷却リングが、
管状フィルムの両側に設けられるならば、一方何の各冷
却リングが他方側のλつの冷却リングのほぼ中間に配置
、されるように、両側の冷却リングを互い違いにするの
が望ましい。

冷却リングの長さは、比較的に小さくするのがよい。各
側の冷却リングの間隔は、冷却リングの軸線長さの約２
〜３倍である。

もしもフィルムブロー成形ヘッドから押出された管状フ
ィルムが、薄い壁厚を有するにすぎないならば、フィル
ム材料の配向を行なうように管状フィルムを膨張させる
には、比較的に低いプロー成形圧力で十分である。

もしも押出された管状フィルムが比較的に大きい壁厚を
もつ場合のように、管状フィルムを膨張するために比較
的に高いブロー成形圧力が必要とされるならば、この高
い膨張圧力は、管状フィルムののど部を含む冷却径路の
部分圧も作用する。

このような高い内部圧力は、前記のど部を包囲する冷却
リングに対して管状フィルムののど部をイ」勢するかも
知れない。この場合、ノズルギャップから排出された冷
却空気が、絞られて逆にされ、ノズルギャップを形成す
るリングの後側の上を流れる。もしも比較的に高い膨張
圧力が管状フィルムののど部へ後方へ加えられて、管状
フィルムが前記のど部と包囲する冷却リングとの間に配
置された冷却空気のクッションを通して押しやられるな
らば、冷却と案内の効果が著しく乱されるであろう。

このような望ましくない現象を避けるために、本発明の
範囲内の他の特徴は、管状フィルムの外側に配置された
凸状又はエーロフオイル状の湾曲した冷却リングの少な
くとも若干が、放射平面に関して鏡映対称に配列されて
いること、及び冷却リングに対して空気を吹き付けるだ
めのノズルギャップを形成する壁部分が、隣接する冷却
リングの間の放射状ギャップ内に配置されていることで
おる。前記外部冷却リングへの冷却空気の供給を絞シ又
は抑制するように、フィルムを外部冷却リングに対して
押しやるような方法で、管状フィルムの配向を行なうた
めに加えられた高い膨張圧力が管状フィルムののど部に
反作用できず且つ形成された空気クッションが高い安定
性を有するように、空気がノズルギャップから両側の方
へ流れる。

高い膨張圧力は、プラスチックが環状の押出しダイを離
れるときふくれる著しい傾向を示し且つ低い安定性を有
するプラスチックを処理する際には特に望ましくない結
果を生ずる。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が、管状フィルムののど部を内側冷
却リングから離れる方へ押しやる傾向があるので、管状
フィルムののど部が、押出しダイのすぐ上の最も弱い点
で風船のようにふくれ、そこでは溶融材料が高温度であ
シ、管状フィルムののど部がその領域で破裂することさ
えある。

この理由で、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形膨張構造体を設け
、潤滑空気を供給するだめの環状ノズルギャップを前記
膨張構造体の下端に設けること−である。特許、もしも
前記膨張構造体が、エーロフオイルの断面に類似の母線
を有するならば、前記膨張構造体が、管状フィルムのの
ど部に安定させる吸引力を及ばずであろう。

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υ、
冷却リング１は、押し出された管状フィルム２の内側又
は外側の表面に面する７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（ａｉｒｆｏｉ
ｌ　）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、スラット（５ｌａｔ
　）　として知られる補助エーロフォイルの形状をもつ
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と一緒に環状ギャップ５を
形成している。環状ギャップ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、
即ちフィルム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の冷却部分とスラット状リング
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、ユンカーズスラット（Ｊｕｎｋθｒｓ　５ｌａｔ
　）　を備えだエーロフオイルの上面にはｔ！　−致す
る。

主要な空気の流れは、スラット状リング４と冷却リング
１との間のギャップを通して吹かれ、その高い速度のだ
め吸引力を及はし、この吸引力が冷却されるべき管状フ
ィルム２を安定させる。管状フィルム２に面する側で、
冷却リング１とスラット状リング４とが一緒に環状層を
構成する。

空気ジェット７がインゼクタ効果を発生し、冷却作用と
空気を棉く作用とを助ける追加の空気の流れＢが、イン
ゼクタ効果によりスラット状リング４に沿って吸い込ま
１Ｌる。

採択されたエーロフオイル形状のブこめに、冷却空気は
、空気案内表面３の後端で無視しつる程僅かな乱流を伴
なって矢印９の方向に冷却リングを離れる。エーロフオ
イルの下側で負圧下にある空気１０は、冷却空気の流れ
９の方向に偏向させられ、冷却空気の流れを助ける空気
ジェット１１を形成する。冷却リング１の後端の近くで
、前り己１ノング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。

スラット状リング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７図に従って
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１５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。管状フィ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、管状フィ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の隆起したリップと冷却リング
によりノズルギャツブ力；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、望見入口とノズルギ
ャップ５と管１７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１Ｔの
中へ、そして第コ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、冷却兇気
の仙の部分が第１図に示すギャップを通して排出される
。ｇ２内ｌ１１１１玲却リングの内側にある環状空間２
０を越えて、空気が管１７の中へ、そして最後の内側冷
却リングの内側におる環状空間２０の中へ心かれる。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１Ｔと管１Ｔとの間、及び第１冷却すｙグに続くこ
れらの内側冷却リングと中央管２１との間にギャップが
設けられる。冷却表面と望見案内表面を離れる冷却望見
が、これらのギャップを通って′σ状フィルムに入るこ
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の中へ入り、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
って矢印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ィルムの外側にも設
けられ、管２５と支持ロッド２Ｔ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。支持ロッド２１
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、環状ギャップを通して、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１Ｂ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
気を分配するだ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。

管状フィ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／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＾だけ
離隔され、距離Ａは冷却リングの間隔臼の部分のｌでお
る。この互い違いの配列によシ、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、管状フィルムの外側にの
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、管状フィルムは、引き続く内側冷却リングと外側冷
却リング上て波状の形で支持され、管状フィルムがその
内側と外側で交互に支持されると七にょシ、たとえ管状
フィ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ィ
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ック材料
は、ダイ３０によシ成形されて管状フィルム２を形成し
、この管状フィルム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シ一定の直径を有する。プロ
ー成形された管状フィルムは、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、冷却リングによっ
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、この領域でフィルムの強
度が増大する。公知のフィルム・プロー成形プラントに
おいては、管状フィルム内の内部圧力は外部圧力に比較
して余＃）Ｋ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。これは、外側ダイリング２９上にある従来
の外側冷却リングにより補助されることができる。

管状フィ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、管状フィルムを外側で使用することに
より、膨張圧力が通常より高くなシうるためである。

プラントを始動させることになるとき、管状フィルムの
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ッド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、それらの作動位置へ降ろされる。

第３図と第１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１７，１Ｂは、断面が扇形であり、押出された管
状フィ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の間にギャップが残されておシ、こ
のギャップが、加熱された空気を大気中へ流出させ又は
管状フィ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、撹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辰面を去る冷却空気と混合
しうるように設計できる。

第Ｓ図に示す実施態様が第２図と８ｇ３図に示すものと
本質□的に相違する点は、λつの凸状又はエーロフオイ
ル状の冷却リング３５．３６が、放射状ギャップを形成
するように鏡映対称に配列され、この放射状ギャップを
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。断面丁字形のリング３７が、冷却リング３５
．３６の間のギャップに配置されている。■字形断面リ
ング３７の環状フランジは、管状フィルムに面する側で
冷却リング３５．３６の対向する縁に重なっている。リ
ング３７のフランジとギャッ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ャップを画成し且つ管状
フィルムに対し鋭角をなす流路を画成する表面を形成し
ている。冷却空気を供給するだめの環状室３８内で、■
字形断面リング３７の放射状脚部は、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
丁から両側に突出し、−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３５．３Ｂの後側
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、はぼ円錐形又は放物線状の膨張構造体４２を
示し、この構造体４２は、管状フィルム２が環状押出し
ダイ４３から押出された後直ちに管状フィルムλつのの
ど部を女定をせるのに役立つ。膨張構造体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、液力の
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、スラット状リング４８．４９を備
え、スラット状リング４８．４９は、冷却リング４５．
４６と共にノズルギャップを形成し、看状フィルム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
空気を除去するだめの放射状ギャップ５０．！ｌが冷却
リングとスラッ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
ギャップを形成するスラット状リングの一方側を示す縦
断面図である。 第２図は、管状フィ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１図は、第３図のｉｖ　−ＩＶ線に沿って矢印の方向
に見た断面図である。 第Ｓ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・・・ノズルギャップ ４・・・スラット状リング １３・・・環状縁 １７．１Ｂ・・・管 ２・・・管状フィルム ２７・・・支持ロンド ２８・・・脚部 ３７・・・丁字形リング 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・・・冷却リンク ４Ｂ、４９・・・スラット状リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　フィルムブロー成形ヘッドから押出された管状プラ
   スチックフィルムを空冷するための冷却装置であって、
   前記冷却装置が離間し？ｃ冷却リングを−有し、前記冷
   却リングが、押出しの方向にフィルムプロー成形ヘッド
   の環状押出しダイに続き、押出された管状フィルムの軸
   線と実質的忙同心であり、管状フィルムの表面に面する
   空気案内表面を有し、前記空気案内表面と接触して流れ
   る環状ノズルギャップを形成している、前記冷却装置に
   おいて： 空気案内表面が、冷却リングの縦断面図で凸状に湾曲し
   ているとと；及び前記ノズルギャップが、冷却空気の流
   れの方向に冷却リングに先行しているリングにより形成
   され、該先行しているリングが、前記ノズルギャップか
   ら排出さ゛ｈ今７奈：＃Ｉ■俸４１（管替）Ａルノーｊ
   ）倣動り小士面Ｉｙ　Ｌ斗は平行か又は該方向に対し鋭
   角の方向に流れるように配列されていること； を特徴とする管状プラスチックフィルムを空冷するため
   の冷却装置。 コ、　冷却リングの空気案内表面が、エーロフオイルの
   吸引側に類似の形状を有し、ノズルギャップを形成する
   リングが、スラットとして知られる補助エーロフオイル
   に類似してい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。 ３、　各冷却リングの後側と空気案内表面の後縁とが鋭
   い又は丸味のある環状縁を形成するように、前記後側が
   、引きずっている渦にほぼ一致するようにその後縁に瞬
   接して弓形をなしてい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。 ク　冷却リングが、冷却空気を供給するためのほぼ軸線
   方向に延びる管により互に連結され、前記管が、冷却リ
   ングと共にノズルギャップを形成する好ましくはスラッ
   ト状のリングと冷却すングとにより形成された空間の中
   へ通ずる開口部を有することを特徴とする特許請求第１
   項に記載の冷却装置。 左　冷却リングと、冷却リングと共に環状ノズルギャッ
   プを形成するリングとの各々からなる組が、管状フィル
   ムの内側及び／又は外側に異なる水準で配列されている
   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。 ム　管状フィルムの内側に配置された組が、管状フィル
   ムの外側に配置された組から、管状フィルムの１つの側
   の組の間隔のコ分の／だけ互い違いに配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第、ダ項に記載の冷却装
   置。 ２　管状フィルムの７つの側の前記組の間隔が、冷却リ
   ングの軸線長さの約２倍〜３倍であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項に記載の冷却装置。 ｇ、　複数の前記組が、管状フィルムの外側に配置され
   、保持構造木により支持され、持ち上げられるようにな
   っていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
   の冷却装置。 デ　冷却リングと、冷却リングと共にノズルギャップを
   形成するリングと、軸＃！ｐ方向に延びる管とが、重ね
   られて一緒にはめられるようになっている鋳造体からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第を項に記載の冷却
   装置。 ／θ　λつの凸状又はエーロフオイル状の冷却リングが
   放射平面に関して鏡映対称に配列され、冷却リングの間
   の放射状ギャップの中に、冷却リングに対して吹かれる
   べき冷却空気と管状フィルムとを導くためのノズルギャ
   ップを形成する壁部を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載の冷却装置。 ／ｌ　冷却リングと共にノズルギャップを形成する壁部
   が、断面はば１字形で環状フランジを有するリングから
   なり、前記丁字形リングは、管状フィルムの側で冷却リ
   ングの対の対向する縁部に重なり、前記丁字形リングの
   脚部が、冷却リングの間の放射状ギャップを通して半径
   方向中心へ延び、前記フランジと脚部とが、互に直角に
   延びて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１θ項に記載の冷却装置。 ／２．　鏡映対称に配列された冷却リンク′の対が、管
   状フィルムの外側にのみ配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項に記載の冷却装置。 ／３．　円錐形膨張構造体が、環状押出しダイと前記ダ
   イの次の冷却リングとの間に配置され、鰐滑用空気を排
   出するだめの環状ノズルギャップが、前記膨張構造体の
   下端に設けられてい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。 ／ｌＡ　膨張構造体が、エーロフオイルの断面に類似の
   母線を有することを特徴とする特許請求の範囲第１３項
   に記載の冷却装置。 ／！ｆ、膨張構造体が、エーロフオイルの断面に類似の
   母線を有する円錐形又は放物線形の冷却リングから構成
   され、冷却空気が、スラット状リングにより形成された
   ノズルギャップを通し”Ｃ前記冷却リングに対して吹き
   付けられることを特徴とする特許請求の範囲第７３項に
   記載の冷却装置。