(57)【要約】【課題】フィルムを成形するフィルム成形装置において、ダイギャップから吐出するフィルムの外周から冷却風を吹き付けるためのエアリングにおいて、冷却風がダイの温度に対して影響を与えないように構成しながら、冷却風に乱流が生じることがないように構成する。【解決手段】エアリング７の下半部内径側部１４ｂを、ダイ６を構成するアウターリング６ｂにリングプレート１２を介して固定するにあたり、前記下半部内径側部１４ｂとアウターリング６ｂの上端面とのあいだに間隙Ｓを設けるとともに、該間隙Ｓの内径側端部位に耐熱性のある断熱材で構成された封止部材１８を周回り方向一体に設ける。【選択図】　　　　図５
2004130713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂をダイに形成されるダイギャップから吐出させ、冷却風が吹き込まれる導入部と、ダイギャップに近接して冷却風を吹き出す吹き出し部と、該吹き出し部と導入部とのあいだに形成される誘導部とを備えた冷却装置を用いて冷却し、所定肉厚を有したフィルムを成形するフィルム成形装置において、前記冷却装置の吹き出し部は、フィルム吐出方向に積層する少なくとも二枚のフィンで構成され、ダイに隣接する側のフィンを、ダイとのあいだに所定の間隙を存して配設する一方、前記間隙に、封止部材を装填したフィルム成形装置におけるエアリング構造。
【請求項２】
請求項１において、封止部材は、耐熱性を有した断熱材で構成されているフィルム成形装置におけるエアリング構造。
【請求項３】
請求項１または２において、封止部材は、フィン先端部位に対向する間隙に設けられているフィルム成形装置におけるエアリング構造。
【請求項４】
請求項１乃至３において、誘導部には、導入部から送風される冷却風をフィルム吐出方向に誘導して整流する複数の第一隔壁と、送風方向逆側に誘導して整流する第二隔壁とが設けられているフィルム成形装置におけるエアリング構造。
【請求項５】
請求項４において、誘導部は、冷却風を予め送風方向逆側に誘導し、続いて吐出方向に誘導して整流するように構成されているフィルム成形装置におけるエアリング構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイに形成されるダイギャップから吐出する溶融樹脂を冷却するためのフィルム成形装置におけるエアリング構造の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、押出し機から押出される溶融樹脂を、インナーリングとアウターリングとで構成されるダイのダイギャップから吐出させてフィルムを成形するフィルム成形装置が知られている。このようなものにおいて、所謂インフレーション法によりフィルムを成形する場合では、ダイギャップから吐出した状態では高温となっているフィルムの内外周に、冷却装置から吹き出される冷却風を吹き付けてフィルムを伸展（膨張）させ、かつ、冷却するようにしている。この場合に、高温のフィルムは硬性がないため、冷風の風量や風速に偏りがあると、フィルムの肉厚が変化して偏肉の一因になってしまうという問題がある。そこで、従来では、例えばリング状のフィルムを形成する場合に、外周側から冷却風を吹き付ける冷却装置としてリング状の冷却装置を用意し、冷却装置の周回り方向複数箇所に吹き込まれる冷却風を、フィルム吐出方向に並列するリング状の二枚のフィンのあいだに形成される吹き出し部の周回り方向全体から吹き出すように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、このものにおいて、ダイ側に位置するフィンは、ダイの端面に当接する状態で取付けられる構成となっている。ところが、ダイはダイギャップから溶融樹脂を適宜肉厚のフィルムとして吐出するべく高温になっている一方、冷却装置のフィンは、前記吐出するフィルムを冷却するべくダイギャップ近傍部位の温度よりは低温となる必要がある。このため、ダイ、冷却風との双方の温度管理が難しくなり、冷却装置の風量、風速等を調整しようとしたとき、ダイの温度にも変化が生じてしまい、ダイギャップ近傍部位の温度が不安定になり易く、フィルムの肉厚に偏肉が生じる一因となる等の問題がある。
そこで、フィルム吐出方向基端側のフィンを、ダイの端面と所定間隙を存して配設し、これによって、冷却装置がダイの温度に与える影響を防止できるように構成したものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−５７９５２号公報
【特許文献２】
特開平９−２９０４５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このものでは、フィンの先端部に形成される間隙から吹き出される冷却風のうち、一部のものが、ダイと、該ダイ側に位置するフィンとのあいだに入り込むことがあり、このようになると冷却風に乱流が生じてしまい、フィルムに対して風量、風速が周回り方向均一にするのが難しくなり、フィルムに生じる偏肉防止が未だ充分でなくなってしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、溶融樹脂をダイに形成されるダイギャップから吐出させ、冷却風が吹き込まれる導入部と、ダイギャップに近接して冷却風を吹き出す吹き出し部と、該吹き出し部と導入部とのあいだに形成される誘導部とを備えた冷却装置を用いて冷却し、所定肉厚を有したフィルムを成形するフィルム成形装置において、前記冷却装置の吹き出し部は、フィルム吐出方向に積層する少なくとも二枚のフィンで構成され、ダイに隣接する側のフィンを、ダイとのあいだに所定の間隙を存して配設する一方、前記間隙に、封止部材を装填したものである。
そして、このようにすることにより、フィンとダイのあいだに間隙が形成されてダイの温度に影響を与えることを防止できるものでありながら、間隙が塞がれて乱流が発生しないようにできる。
このものにおいて、本発明の封止部材は、耐熱性を有した断熱材で構成されているものとすることができ、このようにすることにより、冷却風とダイとのあいだで、温度の影響をさらに低減させることができる。
さらに、このものにおいて、本発明の封止部材は、フィン先端部位に対向する間隙に設けられているものとすることができる。
また、このものにおいて、本発明の誘導部には、導入部から送風される冷却風をフィルム吐出方向に誘導して整流する複数の第一隔壁と、送風方向逆側に誘導して整流する第二隔壁とが設けられているものとすることができ、このようにすることにより、周回り方向複数箇所から導入される冷却風を周回り方向均一にするための整流作用をさらに向上させることができる。
さらにまた、このものにおいて、本発明の誘導部は、冷却風を予め送風方向逆側に誘導し、続いて吐出方向に誘導して整流するように構成されているものとすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図１〜図５の図面に基づいて説明する。
図面において、１はチューブ状のフィルムを押し出し成形するためのフィルム成形装置であって、該フィルム成形装置１は、樹脂材を貯蔵、供給するホッパ２、該ホッパ２から供給された樹脂材を溶融する加熱シリンダ３、該加熱シリンダ３に内装されるスクリュー（図示せず）を作動させる駆動装置４、該駆動装置４の駆動に基づいて回転するスクリューにより加熱シリンダ３内から搬送された溶融樹脂を、所定の肉厚を有したチューブ状のフィルム５としてダイギャップＧから吐出するダイ６、該ダイ６から吐出されたチューブ状のフィルム５を外部（外周側）から冷却するものであって、本発明が実施され、本発明の冷却装置に相当するエアリング７、前記ダイ６の上方に設けられ、ダイ６から吐出するチューブ状のフィルム５の肉厚の周回り方向複数箇所における肉厚を検出する肉厚検出装置８、該肉厚検出装置８の上方に設けられ、チューブ状のフィルム５を平坦状にしてローラ（図示せず）に巻取って回収するための回収装置９等の各種部材装置を備えて構成されている。
【０００７】
前記肉厚検出装置８は、フィルム５の外周に所定間隔を存して配設されるリング状のレール８ａ、該レール８ａ上に移動自在に設けられ、フィルム５の肉厚を測定するセンサ８ｂ、該センサ８ｂをレール８ａに沿って移動せしめる駆動装置８ｃ等の部材装置を用いて構成されている。そして、肉厚検出装置８は、フィルム５の周回り方向所定間隙を存した複数箇所における肉厚をそれぞれ測定するように設定されている。因みに、センサ８ｂは、赤外線等からなる非接触式の厚さセンサ等、従来汎用されている一般的なものが用いられている。
また、前記回収装置９は、フィルム５を平坦状にする案内板９ａ、平坦状になったフィルム５をローラ側に延出するべく案内するための複数のピンチローラ９ｂ、前記ローラを回転せしめる駆動装置（図示せず）等の部材を用いて構成されている。
尚、１０はダイ６と肉厚検出装置８とのあいだに延出するチューブ状のフィルム５を振れ止めするための振れ止め部材である。
【０００８】
前記ダイ６はインナーリング６ａと、該インナーリング６ａに対して位置調整自在なアウターリング６ｂとを備えて構成されている。前記インナーリング６ａの下端部は、加熱シリンダ３と連結され、加熱シリンダ３から搬送される溶融樹脂の流路が形成されている。一方、インナーリング６ａの上端部は、前記流路の内周面に続く状態の小径リング部６ｃに形成され、該小径リング部６ｃにアウターリング６ｂが外嵌するように設定されている。そして、小径リング部６ｃの外周面と、アウターリング６ｂの内周面とのあいだが前記溶融樹脂の流路となり、該流路の上端部が、対向間隔を狭める状態でリング状のダイギャップＧに形成されている。前記ダイギャップＧは、フィルム５の肉厚を設定するものであり、ダイギャップＧの周回り方向における寸法のバラツキがフィルム５の偏肉発生の一つの大きな要因となっている。そして、この偏肉を防止する一つの手段としてダイギャップＧの寸法調整があり、このものでは、インナーリング６ａの小径部６ｃ下方に段差部６ｄを形成する一方、該段差部６ｄに外嵌するべくアウターリング６ｂの下端部に突片６ｅを延設し、突片６ｅの外周に螺合せしめた複数の調整ボルト１１の先端部を段差部６ｅ外周面に突当て、これら調整ボルト１１の螺合量を調整することに基づいて、インナーリング６ａに対するアウターリング６ｂの位置調整が行われるように設定されており、これによって、ダイギャップＧの周回り方向の寸法バラツキが調整できるように設定されている。
【０００９】
さらに、本実施の形態のものでは、フィルム５の偏肉を防止する手段として、アウターリング６ｂの内周部位に熱調節体（図示せず）が周回り方向複数箇所に位置して配設されている。そして、前記肉厚検出装置８の偏肉検出に伴い、該偏肉箇所に対応する部位に配設された熱調節体を温度調整をすることにより、アウターリング６ｂの対応箇所の内径側部位の温度を局所的に自動調整できるように構成されている。これによって、ダイギャップＧを通過する溶融樹脂の温度が局所的に変化せしめられ、溶融樹脂の流動性、進展性の調整がなされ、もって、フィルム５の偏肉がなくなるように構成されている。
【００１０】
さて、前記エアリング７は、ダイ６の上部に近接状に配されるように構成されており、アウターリング６ｂの上端面外径側縁部に固定されたリング状のリングプレート１２を介してダイ６に支持されるように設定されている。ここで、リングプレート１２は、上端面がアウターリング６ｂ上端面と略面一状となる関係で取付けられている。
前記エアリング７は上下一対の半部１３、１４を備え、これら上、下半部１３、１４の対向間にリング状の筒部が形成されるように構成されており、該リング状筒部部位が冷却風の流路である本発明の誘導部Ｌに構成されている。つまり、前記上、下半部１３、１４は、それぞれの外径側縁部１３ａ、１４ａとを突き合せ状に当接せしめて固定（周回り方向複数箇所を螺合固定）することで一体化されており、このように一体化することにより上下半部１３、１４とのあいだにリング状の流路が形成されるように設定されている。そして、下半部１４の内径側部１４ｂは平板状に形成され、前記リングプレート１２の外径縁部に対し周回り方向複数箇所に螺合される螺子１２ａによって固定されている。因みに、下半部内径側部１４ｂとリングプレート１２とは積層状に設けられるが、下半部内径側部１４ｂの内径側先端縁部１４ｅについては、リングプレート１２とのあいだに僅かな間隙を形成するべく、下半部内径側部１４ｂ下端面とは段差状となる状態に形成されている。
【００１１】
そして、前記下半部１４の外径側縁部１４ａから平板状の内径側部１４ｂとのあいだは下方に延出する傾斜面部に形成されており、内径側部１４ｂの傾斜面部側には、上半部１３側に向けて突出する筒状の一番隔壁１４ｃ（本発明の第一隔壁に相当）が一体的に突出形成され、さらに、該一番隔壁１４ｃの内径側部位に、一番隔壁１４ｃよりも上下方向に僅かに長い筒状の二番隔壁１４ｄ（本発明の第一隔壁に相当）が一体的に突出形成されている。
一方、上半部１３の外径側縁部１３ａから内径側に至る部位は、径方向中間部が上方に膨出する形状に形成されており、該膨出部を構成する内径側縁は下半部１４側を向く側壁１３ｂに形成され、該側壁１３ｂに続き、下半部１４側に向けて突出する筒状の三番隔壁１３ｃ（本発明の第一隔壁に相当）が一体的に形成されている。該三番隔壁１３ｃは、前記下半部一番、二番隔壁１４ｃ、１４ｄの径方向中間部に対向しており、これら一番、二番、三番隔壁１４ｃ、１４ｄ、１３ｃとは、先端部同志が互いに径方向に積層する長さに設定されている。さらに、前記三番隔壁１３ｃの突出基端部には、外径側に向けて突出するリング板状の四番隔壁１３ｄ（本発明の第二隔壁に相当）が一体に形成されている。また、上半部側壁１３ｂの内径側縁部には下方を向く筒状の突片が延設されており、該突片が五番隔壁１３ｅ（本発明の第一隔壁に相当）となるように設定されている。尚、前記五番隔壁１３ｅは、二番隔壁１４ｄの内径側に所定間隙を存して形成されており、二番隔壁１４ｄ先端部と五番隔壁１３ｅ先端部同志は径方向に積層する関係となるようになっている。
【００１２】
一方、上半部１３の膨出部を構成する外径側の側壁１３ｆには、周回り方向複数箇所（本実施の形態では六箇所）に位置し、図示しない送風装置に連結するべく筒状の開口部を備えて構成されたジョイント部１３ｇがそれぞれ形成されており、これら各ジョイント部１３ｇに、パイプユニット１３ｈがそれぞれ固定されている。そして、これらパイプユニット１３ｈに送風装置からのホース等の適宜連結部材をそれぞれ連結することにより、送風装置から送風される冷却風が各ホースユニット１３ｈ、ジョイント部１３ｇを介して、誘導部Ｌの上半部１３側の周回り方向複数（六）箇所から吹き込まれるように構成されており、これら各ジョイント部１３ｇ、ホースユニット１３ｈが本発明の導入部Ｉｎに構成されている。
そして、このように構成された上、下半部１３、１４において、導入部Ｉｎから吹き込まれる冷却風は、第一〜第五隔壁１４ｃ、１４ｄ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを備えて構成される誘導部Ｌの、上半部内径側側壁１３ｂに吹き付けられるが、該吹き付けられた冷却風は、四番隔壁１３ｄにより送風方向逆側、即ち外径側に誘導され、その後、一番隔壁１４ｃと三番隔壁１３ｃとのあいだ、三番隔壁１３ｃと二番隔壁１４ｄとのあいだ、二番隔壁１４ｄと五番隔壁１３ｅとのあいだを経由することで上下方向迷路状に誘導され、その後、下半部内径側部１４ｂに向けて送風されるように設定されている。
【００１３】
さらに、一体化された上、下半部１３、１４の上半部五番隔壁１３ｄの内径側面には、リング状の水平板で構成される第一フィン１５の外径側縁部が、連結部材１５ａを介して一体的に連結されている。さらに、下半部１４の内径側部１４ｂには、リング状の水平板で構成される第二フィン１６の外径側縁部が連結部材１６ａを介して一体的に連結され、また、下半部内径側端縁部１４ｅには第三フィン１７の外径側縁部が一体的に連結されている。これら第一、第二、第三フィン１５、１６、１７とは、それぞれ上下方向に所定間隙を存する状態で配設されており、前記五番隔壁１３ｅと二番隔壁１３ｄとのあいだを誘導されて下半部内径側部１３ｂに向けて送風される冷却風は、これら第一、第二、第三フィン１５、１６、１７のあいだに誘導され、ダイギャップＧから吐出するフィルム５の外周面に向けて吹き出すように設定されており、このようにして本発明の吹き出し部Ｂが構成されている。
ここで、前記第三フィン１７の径方向長さは、ダイ６のダイギャップＧに近傍部位にまで延出する長さに設定されるとともに、第三フィン１７の下端面は、ダイ６（アウターリング６ｂ）上端面とのあいだに所定間隙Ｓを存する状態で配設されている。また、第二フィン１６の径方向長さは、前記第三フィン１７よりは僅かに短く、さらに第一フィン１５の径方向長さは前記第二フィン１６よりさらに短くなる状態でそれぞれ形成されている。そして、第二フィン１６の外径側部位（基端側部位）には、径方向、周回り方向に並ぶ複数の貫通孔１６ｂが穿設されており、第一フィン１５と第二フィン１６とのあいだに誘導された冷却風の一部は、これら貫通孔１６ｂを介して第二フィン１６と第三フィン１７とのあいだに誘導されるように設定されている。また、これら第一〜第三フィン１５、１６、１７の先端部（内径側縁部）には、それぞれ上方を向いて突出するガイド突片１５ｂ、１６ｃ、１７ａがそれぞれ設けられており、各フィン１５、１６、１７のあいだに送風された冷却風は、これらガイド突片１５ｂ、１６ｃ、１７ａに誘導されて上方に向けて吹き出すように設定されている。
【００１４】
このように構成された誘導部Ｌにおいて、周回り方向六箇所に設けられた導入部Ｉｎから吹き込まれた冷却風は、前述したように、上半部内径側側壁１３ｂに吹き付けられたものが拡散し、四番隔壁１３ｄにより送風方向逆側、即ち外径側に誘導されることにより第一段階の整流がなされるように設定されている。その後、冷却風は、一番隔壁１４ｃ、三番隔壁１３ｃ、二番隔壁１４ｄ、五番隔壁１３ｅに吹き付けることにより上下方向迷路状に誘導されることになり、これによって、第二段階の整流がなされるように設定されている。このように第二段階の整流が成された冷却風は、さらに、五番隔壁１３ｅと下半部内径側部１３ｂとのあいだから吹き出し部Ｂに向けて送風され、第一、第二フィン１５、１６のあいだに向けて送風されたものの一部が、第二フィン１６に開設された貫通孔１６ｂを介して第二フィン１６と第三フィン１７とのあいだに誘導されるように設定されており、このように、第一、第二、第三の各フィン１５、１６、１７のあいだを経由することで第三の整流がなされるように設定されている。これによって、第一、第二フィンガイド突片１５ｂ、１６ｃとのあいだ、第二、第三フィンガイド突片１６ｃ、１７ａとのあいだから吹き出される冷却風は、風量、風速共に周回り方向一定化（均一化）されたものとなるように設定されている。
【００１５】
そして、このものにおいて、第三フィン１７の下端面とアウターリング６ｂの上端面とのあいだの前記間隙Ｓは、その内径側部位、即ち、第三フィン１７の先端部位に対向する間隙Ｓに、シリコーンゴム等の耐熱性がある断熱材で構成されたリング板状の封止部材１８が周回り方向全域にわたって装填されており、間隙Ｓの内径側端部が封止部材１８によって塞がれて間隙Ｓの外径側（奥側）が臨めないように設定されている。これによって、各フィンガイド突片１５ｂ、１６ｃ、１７ａのあいだから吹き出された冷却風は、アウターリング６ｂ上端面と第三フィン１７下端面とのあいだの前記間隙Ｓ側に吹き込むことがなく、もって、乱流の発生が防止されて風量、風速が周回り方向に均一となった状態の冷却風がフィルム５の外周に吹き付けることになって、フィルム５伸長時に偏肉が生じないように設定されている。
尚、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅはそれぞれ第一フィン１５の上面から上方に突出する状態で一体的に設けた第一、第二、第三のガイド筒体であって、ダイギャップＧから吐出するフィルム５の均一な伸展（膨張）をガイドするように設定されている。
【００１６】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、フィルム成形装置１を構成するダイ６は、アウターリング６ｂをインナーリング６ａに対して位置調整することによりダイギャップＧが設定され、ダイ６から吐出するフィルム５の肉厚が決定されることになるが、さらにこのものでは、フィルム５に偏肉がある場合では、偏肉箇所に対応する熱調整手段の温度調整することにより、溶融樹脂の流動性、進展性の局所的な調整を行い偏肉がなくなるように構成されている。しかもこのものでは、エアリング７の吹き出し部Ｂを構成する第三フィン１７は、ダイ６を構成するアウターリング６ｂの上端面とのあいだに所定間隙Ｓが設けられているため、冷却風によるアウターリング６の温度への影響を低減させることができるものでありながら、前記間隙Ｓには、第三フィン１７の内径側部位に位置して封止部材１８が周回り方向一体にわたって設けらていて、吹き出し部Ｂから吹き出される冷却風が前記間隙Ｓ側に入り込んで乱流を発生してしまうような不具合がないように構成されている。この結果、エアリング７の誘導部Ｌにおいて整流がなされて、周回り方向において風量、風速ともに均一化されたた冷却風が、そのままフィルム５の外周に吹き付けることになり、フィルム５の肉厚に偏肉を発生させるような不具合が防止されて品質向上を計ることができる。
【００１７】
しかも、封止部材１８はシリコーンゴム等の耐熱性の断熱材により構成されているため、アウターリング６ｂとエアリング吹き出し部Ｂとの温度管理がしやすくなるうえ、アウターリング６ｂの温度への影響をさらに低減させることができて、より偏肉のないフィルム５を提供できる。
【００１８】
さらにこのものでは、封止部材１８は、間隙Ｓの入口部に相当する第三フィン１７の内径側部位に相当する間隙Ｓに設けるだけでも充分効果を果すことができるため、フィルム５の冷却風のむらに基づく偏肉の低減を安価に実現することができる。
【００１９】
しかもこのものでは、導入部Ｉｎから誘導部Ｌに吹き込まれた冷却風は、四番隔壁１３ｄにより送風方向逆側に押し戻されるような第一段の整流がなされた後、一番、三番、二番、五番隔壁１４ｃ、１３ｃ、１４ｄ、１３ｅによる上下方向迷路状に誘導されることによる第二段の整流が成される構成となっているため、吹き出し部Ｂから吹き出される冷却風の整風が複数段階にわたってなされることになって、さらに均一化された冷却風とすることができて、冷却風の乱れによるフィルム５肉厚の偏肉をさらに低減することができる。
【００２０】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、封止材としては、間隙の内径側部位のみでなく、内径側から外径側に至る間隙全体にわたって塞ぐような構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルム成形装置を説明する全体概略図である。
【図２】ダイにエアリングを組み込んだ状態を示す正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】エアリングを構成する上、下半部の組付け状態を示す断面図である。
【図５】エアリングの作用を説明する一部断面図である。
【符号の説明】
１　　フィルム成形装置
２　　ホッパ
４　　駆動装置
５　　フィルム
６　　ダイ
６ａ　　インナーリング
６ｂ　　アウターリング
７　　エアリング
８　　肉厚検出装置
９　　回収装置
１１　　調整ボルト
１２　　リングプレート
１３　　上半部
１３ｃ　　三番隔壁
１３ｄ　　四番隔壁
１３ｅ　　五番隔壁
１４　　下半部
１４ｃ　　一番隔壁
１４ｄ　　二番隔壁
１５　　第一フィン
１５ｂ　　ガイド突片
１６　　第二フィン
１７　　第三フィン
１８　　封止部材
【図１】
2004130713.tif 000003
【図２】
2004130713.tif 000004
【図３】
2004130713.tif 000005
【図４】
2004130713.tif 000006
【図５】
2004130713.tif 000007