JPH0249215B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、押出ダイより管状に押出された管状
樹脂を内部側より冷却するインフレーシヨン成形
用冷却装置に係り、特にその冷却能力の改良に関
する。

熱可塑性樹脂のインフレーシヨン成形において
は、生産性向上のため高速成形の要求が高くなつ
ているが、高速成形を達成するためには、押出機
や押出ダイの高速押出が可能であつても、押出さ
れる管状樹脂を十分に冷却することができなけれ
ばならないものである。また、成形フイルムの物
性を向上させるためにも、溶融樹脂を内外むらな
く十分に冷却させることが必要である。

ところで、単数あるいは複数のエアリングを用
いて、押出された管状樹脂の外周面に冷却空気を
吹きつける方法が広く用いられているが、冷却効
果を高めようとして冷却空気の風量を増大させて
いくと、例えば高密度ポリエチレン、直鎖状エチ
レン―α―オレフイン共重合体、ポリプロピレン
等の溶融張力の小さい樹脂にあつては成形安定性
が著しく阻害されてしまうため、管状樹脂の外部
側より冷却する場合のみの冷却効果の向上には自
ずと限界があつた。

そこで、管状樹脂の外部側からだけでなく内部
側からも管状樹脂を冷却するために、管状樹脂の
内部側に外部より冷却空気を循環させる方法が識
られている。しかし、このような方法にあつて
は、管状樹脂は押出ダイより押出された直後の溶
融樹脂管状体については特に急冷を要するが、一
方、膨張部を経てバブル状態となつた樹脂バブル
については必ずしも急冷を要しないものであるに
も拘らず、管状樹脂全体を略均一的に上記するの
みであり、溶融樹脂管状体についての急冷効果は
特に認められず、したがつてこのような方法のみ
を採用しても高速成形を達するための十分な冷却
効果は得られないものであつた。

また、特開昭56−75829によれば、中芯（マン
ドレル）の中心部にヒートパイプの蒸発部を埋設
した冷却装置が提案されているが、この既提案の
冷却装置にあつては、前記蒸発部が中芯を冷却
し、冷却された中芯が更に管状樹脂の溶融樹脂管
状体を冷却させるものであるため、熱伝達効率が
必らずしも十分でなく、また、ヒートパイプの蒸
発部と中芯とが別体として構成されているため構
造上の複雑化も招いていた。

本発明の目的は、冷却効果が大きく、構造も簡
易なインフレーシヨンフイルム成形用冷却装置を
提供するにある。

本発明は、押出ダイより押出された直後の溶融
樹脂管状体の内周面に接触され若しくは接近され
た状態で蒸発部が位置されるヒートパイプにより
インフレーシヨン成形用冷却装置を構成し、前記
蒸発部により前記溶融樹脂を内部側より冷却する
ようにして前記目的を達成しようとするものであ
る。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には、本発明によるインフレーシヨン成
形用冷却装置の第１の実施例が適用されるインフ
レーシヨン成形装置の要部が示されている。

この図において、押出ダイ１は、円柱状の中空
部を有するダイ本体２と、ダイ本体２の前記中空
部に嵌合されるダイマンドレル３とからなり、前
記嵌合部分の上端には環状スリツト４が構成さ
れ、押出ダイ１内に供給される溶融樹脂５は環状
スリツト４より管状に押出されて管状樹脂６が形
成されるようになつている。

管状樹脂６は、押出ダイ１より押出された直後
においては溶融状態の溶融樹脂管状体６Ａとなつ
ているが、その後膨張部６Ｂにおいて所定のブロ
ーアツプ比で膨張された後、薄肉化された樹脂バ
ブル６Ｃとなり、樹脂バブル６Ｃは完全に冷却固
化された後、図示しないニツプロールによりニツ
プされて偏平化され、ついで連続的に巻取られて
いくようになつている。

前記押出１の中心部には、外部コツク８を有す
る封入管９が管状樹脂６の内部に向つて樹脂バブ
ル６Ｃの所定の高さ位置まで達するよう貫通さ
れ、この封入管９にはインフレーシヨン成形用冷
却装置としてのヒートパイプ１０が、封入管９が
中心部を貫入された状態で、押出ダイ１の中心部
において樹脂押出方向に沿つて保持されている。

ヒートパイプ１０の蒸発部１０Ａは、前記膨張
部６Ｂと略同一の高さ位置を有する所定の径の円
柱体状に形成され、長手方向に沿つて下方の略半
分の部分の外周面は前記溶融樹脂管状体６Ａの内
周面に接触若しくは接近して配置されるととも
に、蒸発部１０Ａの下端部と押出ダイ１の上端面
との間には所定の間隔が設けられており、この間
隔内に位置する前記封入管９には流通口１１が穿
設されている。

また、ヒートパイプ１０の凝縮部１０Ｂは、前
記樹脂バブル６Ｃ内の樹脂バブル６Ｃが冷却固化
された位置に配置されており、凝縮部１０Ｂの上
端付近の外周部には放熱フイン１２が設けられる
とともに、上端部において前記封入管９が開口さ
れている。

なお、ヒートパイプ１０の蒸発部１０Ａの内周
面の略全域にはウイツク１３が設けられ、このウ
イツク１３内を通して作動流体の凝縮部１４が移
動され、一方、ヒートパイプ１０内の中空部分を
作動流体の蒸気流１５が上昇される。また、前記
押出ダイ１上には、エアリング１６が配置されて
いる。

次に、本実施例の作用につき説明する。

押出ダイ１内の溶融樹脂５は環状スリツト４よ
り連続的に押出されて管状樹脂６が形成される
が、この管状樹脂６内には封入管９より、運転開
始時において、一定圧力の空気が封入されて内圧
により管状樹脂６の溶融樹脂管状体６Ａは膨張部
６Ｂにて所定のブローアツプ比で膨張されて樹脂
バブル６Ｃが形成される。

溶融樹脂管状体６Ａは、エアリング１６によつ
て外部側より冷却されるとともに、ヒートパイプ
１０の蒸発部１０Ａによつて内部側からも冷却さ
れる。すなわち、前記蒸発部１０Ａは溶融樹脂管
状体６Ａの安定性を向上させる中芯としての働き
をするとともに、蒸発部１０Ａを内部側より吸
熱、すなわち冷却しており、蒸発部１０Ａ内にお
いては凝縮部１４が蒸発することとなる。

蒸発した凝縮部１４は蒸気流１５となつてヒー
トパイプ１０内を上昇し、凝縮部１０Ｂにて凝縮
されて凝縮液１４となり、蒸発部１０Ａへと移動
される。

このようなヒートパイプ１０内の作動流体の循
環により蒸発部１０Ａにおいては絶えず溶融樹脂
管状体６Ａの急冷がなされ、また、膨張部６Ｂも
蒸発部１０Ａに近い位置となつているため、膨張
部６Ｂに接する内部空気も冷却されており、膨張
部６Ｂも冷却される。

一方、凝縮部１０Ｂにおいては樹脂バブル６Ｃ
内に熱が放出されるが、凝縮部１０Ｂは樹脂バブ
ル６Ｃが完全に上記固化された位置に配置されて
いるため、凝縮部１０Ｂにおける放熱により樹脂
バブル６Ｃに悪影響が与えられるということはな
い。

なお、溶融樹脂５が高密度ポリエチレンなどの
場合には、溶融樹脂管状体６Ａの安定性が極めて
低いものであるから、蒸発部１０Ａの外周面を溶
融樹脂管状体６Ａの内周面に接触させるようにし
て安定性を高め且急冷効果をより高めるようにす
ることが望ましいが、直鎖状エチレン―α―オレ
フイン共重合体、ポリプロピレン等の場合には、
蒸発部１０Ａの外周面を溶融樹脂管状体６Ａの内
周面に特に接触させる必要はなく、単に接近させ
ておけば足りる。また、樹脂バブル６Ｃ内の空気
は封入管９の上端開口部より封入管９内に導入さ
れた後流通孔１１より蒸発部１０Ａの下端側に流
出され、この流出された空気は蒸発部１０Ａの外
周面と溶融樹脂管状体６Ａの内周面との間隙を経
て樹脂バブル６Ｃ側へと流れるため、溶融樹脂管
状体６Ａが蒸発部１０Ａに溶着することはなく、
安定成形が確保されることとなる。

このような本実施例によれば、ヒートパイプ１
０の蒸発部１０Ａにより溶融樹脂管状体６Ａが直
接冷却されるため、急冷効果が大きく、したがつ
て高押出量や高速のインフレーシヨン成形を安定
して行うことができるようになる。また、急冷効
果の増大は、管状樹脂６を外部側からだけでなく
内部側からも冷却させることとも相俟つて、延伸
効果の向上等、成形フイルムの物性を向上させる
ことができる。

また、ヒートパイプ１０の蒸発部１０Ａが、バ
ブル安定体、すなち中芯をも兼ねているため構造
が簡単で組み立ても容易なものとすることができ
る。

さらに、管状樹脂６内と外部との間で冷却空気
を循環させたり、中芯を冷却水により冷却させる
等の内部冷却手段を採つていないため、この点か
らも構造が簡易であり、小口径の押出ダイにも適
用でき、また運転も容易なものとすることができ
る。

次に、前記以外の実施例について説明するが、
前記第１の実施例と同一若しくは近似する部分に
ついては同一の符号を用い、説明を簡略若しくは
省略する。

第２図には、第２の実施例が示され、この図に
おいて封入管９はヒートパイプ１０の下端面にて
終了し且つ閉塞されている。また、ヒートパイプ
１０の蒸発部１０Ａには、この蒸発部１０Ａの上
下端を連通する連通路２１を有する連通管２２が
２本配置されており（第３図参照）、前記連通路
２１を通つて樹脂バブル６Ｃ側の内部空気が蒸発
部１０Ａの下端側に導入され、導入された空気は
蒸発部１０Ａと溶融樹脂管状体６Ａとの間隙を経
て再び樹脂バブル６Ｃ側へと流入されるようにな
つている。

このような本実施例によつても、前記第１の実
施例と同様の作用、効果を得ることができる。

第４図には、第３の実施例が示され、この図に
おいて、封入管９は前記第２の実施例と同様にヒ
ートパイプ１０の下端面にて終了し且閉塞されて
いるが、前記封入管９には外部コツク２９を有す
る排出管３０が挿入されており、この排出管３０
はヒートパイプ１０の中芯部を貫通してヒートパ
イプ１０の上端にて開口している。また、ヒート
パイプ１０の蒸発部１０Ａ内における排出管３０
には所定の肉厚の内部管３１が被嵌され、この内
部管３１には長手方向に沿つて複数の連通路３２
が前記排出管３０を中心とする仮想円周上に沿つ
て配置されている（第５図参照）。これら連通路
３２の上端部は排出管３０に向つて折曲され且排
出管３０の所定位置に穿設された開口部３３にお
いて開口されているとともに、連通路３２の下端
部はヒートパイプ１０の下端面にて開口されてい
る。

また、前記封入管９および排出管３０は、図示
しない冷却空気給排機構に連結されており、管状
樹脂６内には冷却空気が常に一定の圧力となるよ
う循環されている。なお、第４図中符号４０は封
入管９を囲繞する断熱材である。

このような第３の実施例によれば、装置全体の
構造は複雑化するが、管状樹脂６に内部側より常
に冷却空気が接することとなるため、管状樹脂６
の冷却効果が一層促進され、また、ヒートパイプ
１０の凝縮部１０Ｂの周囲が常に低温度に維持さ
れるため、凝縮部１０Ｂにおける放熱が常に円滑
になされ、その結果蒸発部１０Ａにおける急冷効
果も増大することとなる。

第６図には、第４の実施例が示され、この図に
おいて、ヒートパイプ１０は、比較的ピツチの小
さい螺旋管状の蒸発部１０Ａと直線管状の凝縮部
１０Ｂとにより構成されており、前記螺旋管状の
蒸発部１０Ａの包絡外周面に溶融樹脂管状体６Ａ
の内周面が接触若しくは接近するようになつてい
る。また、ヒートパイプ１０にはウイツクが特に
設けられていなくともよいものとなつている。

このような第４の実施例によれば、前記第１、
第２の実施例と同様の作用効果を奏することがで
き、さらに、蒸発部１０Ａの上下両端側を連通す
る内部空気循環用の連通路等を特に設けなくとも
よく、また、溶融樹脂管状体６Ａとの接触可能個
所が極めて制限されているため、溶融樹脂管状体
６Ａが蒸発部１０Ａに極めて溶着しにくく、安定
成形が一層行なわれやすいという効果がある。

なお、上述の各実施例においては上吹きインフ
レーシヨン成形に本発明による冷却装置が適用さ
れる場合について述べたが、下吹きインフレーシ
ヨン成形に適用することもできる。さらに、前記
第１〜第３の実施例ではウイツク１３は蒸発部１
０Ａの内周面の略全域に亘つて設けられているも
のとしたが、ヒートパイプ１０の内周面の全域に
亘つて設けられたものでもよい。

上述のように本発明によれば、冷却効果が大き
く構造も簡易なインフレーシヨン成形用冷却装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインフレーシヨン成形用
冷却装置の第１の実施例を示す断面図、第２図は
同じく第２の実施例を示す断面図、第３図は第２
図の―線に従う矢視拡大断面図、第４図は本
発明の第３の実施例を示す断面図、第５図は第４
図のＶ―Ｖ線に従う矢視拡大断面図、第６図は本
発明の第４の実施例を示す断面図である。 １……押出ダイ、６……管状樹脂、６Ａ……溶
融樹脂管状体、６Ｂ……膨張部、６Ｃ……樹脂バ
ブル、１０……インフレーシヨン成形用冷却装置
としてのヒートパイプ、１０Ａ……蒸発部、１０
Ｂ……凝縮部、１４……凝縮液、１５……蒸気
流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出ダイより管状に押出された後、内圧によ
   り膨張されて冷却固化後に巻取られる管状樹脂を
   内部側より冷却するインフレーシヨン成形用冷却
   装置において、前記冷却装置は、蒸発部と凝縮部
   を有するヒートパイプよりなり、前記蒸発部は、
   前記押出ダイより押出された直後の溶融樹脂管状
   体の内周面に接触され、若しくは接近された状態
   で配置されると共に、前記凝縮部は、樹脂バブル
   内のこの樹脂バブルが冷却固化された位置に配置
   されることを特徴とするインフレーシヨン成形用
   冷却装置。