(57)【要約】      （修正有）【課題】多層化樹脂の特性を生かし、且つ、カールが少なくヘイズがなく透明性に優れる最終製品の提供。【解決手段】多層成形ダイ３より下方に配置され前記多層成形ダイ３から重力方向に押し出される多層成形筒状膜５を空冷する空冷機構１７と、空冷機構１７より重力方向に配置される第１水冷機構１８と、第１水冷機構１８より重力方向に配置される水切り器５１と、水切り器５１より重力方向に配置され第２冷却水を放出する第２水冷機構１９とで構成され、第１水冷機構は多層成形筒状膜５の周面に第１冷却水を層状に流下させる環状冷却水流下口を形成し、水切り器５１は環状冷却水流下口から層状に流下する第１冷却水を放射状に流動させる放射流動面を有している多層フィルムインフレーション成型機。【選択図】図２
2005231266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層成形ダイより下方に配置され前記多層成形ダイから重力方向に押し出される多層成形筒状膜を空冷する空冷機構と、
前記空冷機構より重力方向に配置される第１水冷機構と、
前記第１水冷機構より重力方向に配置される水切り器と、
前記水切り器より重力方向に配置され第２冷却水を放出する第２水冷機構とを具え、
前記空冷機構は前記多層成形筒状膜の周面に空気を吹き出す環状空気吹出口を備え、
前記第１水冷機構には前記多層成形筒状膜の周面に第１冷却水を層状に流下させる環状冷却水流下口が形成され、
前記水切り器は前記環状冷却水流下口から層状に流下する前記第１冷却水を放射状に流動させる放射流動面を有している
多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項２】
前記第１水冷機構は、
前記第１冷却水を供給する第１冷却水供給管と、
前記第１冷却水供給管に介設され前記第１冷却水の第１冷却水流量を調整する第１冷却水流量調整器と、
前記第１冷却水供給管に介設され前記第１冷却水を冷却する第１冷却水用熱交換器とを備える
請求項１の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項３】
前記第１水冷機構は前記第１冷却水を貯留する貯留器を更に備え、前記貯留器の内側上縁は前記環状冷却水流下口として前記第１冷却水がオーバーフローする環状堰に形成されている
請求項１の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項４】
前記貯留器の中の水面と前記堰の上端面の間の落差は調整自在である
請求項３の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項５】
前記第１水冷機構は前記水面の高さを検出する水面高さ検出器を更に備える
請求項４の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項６】
前記堰の前記上端面と前記放射流動面の間の落差距離は調整可能に設定されている
請求項３〜５から選択される１請求項の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項７】
前記水切り器は前記貯留器に対して相対的に昇降する昇降機構
を更に備える請求項６の多層フィルムインフレーション成形機
【請求項８】
前記多層成形ダイと前記環状空気吹出口との間の第１落差距離はｈ１に設定され、前記貯留器の中の水面と前記堰の上端面との間の第２落差距離はｈ２に設定され、前記堰の前記上端面と前記放射流動面の間の前記落差距離はｈ３に設定され、前記第１落差距離ｈ１と前記第２落差距離ｈ２と前記第３落差距離ｈ３は調整可能に設定されている
請求項３〜７から選択される１請求項の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項９】
前記空冷機構は、
前記環状空気吹出口に前記空気を供給する空気供給管と、
前記空気供給管に介設され前記空気の空気流量を調整する空気流量調整器と、
前記空気供給管に介設され空気を冷却する空気冷却用熱交換器とを備える
請求項１〜８から選択されれる１請求項の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項１０】
前記第１水冷機構は、
前記第１冷却水を供給する第１冷却水供給管と、
前記第１冷却水供給管に介設され前記第１冷却水の第１冷却水流量を調整する第１冷却水流量調整器と、
前記第１冷却水供給管に介設され前記第１冷却水を冷却する第１冷却水用熱交換器と、
前記第１水冷機構は前記水面の高さを検出する水面高さ検出器を更に備え、
前記水面高さと水面高さ設定値の差分に対応して前記多層成形ダイの空気量調整弁によりバブル空気圧を調整して前記水面の高さが調整される
請求項１の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項１１】
前記第２水冷機構は第２冷却水を放出するスプレーを形成し、前記スプレーは前記多層成形筒状膜の廻りに同一円周上に配置されている
請求項１〜１０から選択される１請求項の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項１２】
前記第２水冷機構は、
前記スプレーに前記第２冷却水を供給する第２冷却水供給管と、
前記第２冷却水供給管に介設され前記第２冷却水の第２冷却水流量を調整する第２冷却水流量調整器と、
前記第２冷却水供給管に介設され前記第２冷却水を冷却する第２冷却水用熱交換器とを備える
請求項１１の多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項１３】
多層成形ダイより下方に配置され前記多層成形ダイから重力方向に押し出される多層成形筒状膜を空冷する空冷機構と、
前記空冷機構より重力方向に配置される第１水冷機構と、
前記水冷機構より重力方向に配置される水切り器と、
前記水切り器より重力方向に配置され第２冷却水を放出する第２水冷機構とを具え、
前記空冷機構には前記多層成形筒状膜の周面に空気を吹き出す環状空気吹出口が形成され、
前記第１水冷機構は前記多層成形筒状膜の周面に第１冷却水を層状に流下させる環状冷却水流下口を備え、
前記水切り器は前記環状冷却水流下口から層状に流下する前記第１冷却水を放射状に流動させる放射流動面を有し、
前記第１水冷機構は、
貯留器と、
前記貯留器に前記第１冷却水を供給する第１冷却水供給管と、
前記第１冷却水供給管に介設され前記第１冷却水の第１冷却水流量を調整する第１冷却水流量調整器と、
前記第１冷却水供給管に介設され前記第１冷却水を冷却する第１冷却水用熱交換器と、
前記貯留器の中の水面の高さを検出する水面高さ検出器を更に備え、
前記貯留器の内側上縁は前記環状冷却水流下口として前記第１冷却水がオーバーフローする環状堰に形成され、前記貯留器の中の水面と前記堰の上端面の間の落差は調整自在であり、前記堰の前記上端面と前記放射流動面の間の落差距離は調整可能に設定され、
前記水切り器は前記貯留器に対して相対的に昇降する昇降機構を備え、
前記多層成形ダイと前記環状空気吹出口との間の第１落差距離はｈ１に設定され、前記貯留器の中の水面と前記堰の上端面との間の第２落差距離はｈ２に設定され、前記堰の前記上端面と前記放射流動面の間の前記落差距離はｈ３に設定され、前記第１落差距離ｈ１と前記第２落差距離ｈ２と前記第３落差距離ｈ３は調整可能に設定され、
前記空冷機構は、
前記環状空気吹出口に前記空気を供給する空気供給管と、
前記空気供給管に介設され前記空気の空気流量を調整する空気流量調整器と、
前記空気供給管に介設され空気を冷却する空気冷却用熱交換器とを備え、
前記第２水冷機構は第２冷却水を放出するスプレーと、
前記スプレーに前記第２冷却水を供給する第２冷却水供給管と、
前記第２冷却水供給管に介設され前記第２冷却水の第２冷却水流量を調整する第２冷却水流量調整器と、
前記第２冷却水供給管に介設され前記第２冷却水を冷却する第２冷却水用熱交換器とを備える
多層フィルムインフレーション成形機。
【請求項１４】
多層成形ダイより下方に多層成形筒状膜を押し出す第１ステップと、
前記多層成形筒状膜に冷却用空気を吹き付けて前記多層成形筒状膜を第１段階に冷却する第２ステップと、
前記第１段階で冷却された前記多層成形筒状膜の周面で第１冷却水を流下させて、前記多層成形筒状膜を第２段階に冷却する第３ステップと、
前記第２段階で冷却された前記多層成形筒状膜の周面を第２冷却水で第３段階に冷却する第４ステップとを具え、
前記第２ステップでは、前記多層成形筒状膜の外層は前記外層の結晶化温度より低い温度に急速に冷却され結晶化が抑制される状態で固化する
多層フィルムインフレーション成形方法。
【請求項１５】
前記第３ステップでは、前記第１冷却水は層流に形成され、前記層流の落差距離は規定距離に設定される
請求項１４の多層フィルムインフレーション成形方法。
【請求項１６】
前記層流の高さ位置は可変である
請求項１５の多層フィルムインフレーション成形方法。
【請求項１７】
前記第２ステップでは、前記冷却用空気は上方に向かって吹き付けられる
請求項１５の多層フィルムインフレーション成形方法。
【請求項１８】
前記第３ステップでは、前記第１冷却水の流量が調整される
請求項１５〜１７から選択される１請求項の多層フィルムインフレーション成形方法。
【請求項１９】
前記第３ステップでは、前記第１冷却水の温度が調整される
請求項１５〜１７から選択される１請求項の多層フィルムインフレーション成形方法。
【請求項２０】
前記第３ステップでは、前記第１冷却水の流下速度が調整される
請求項１５〜１７から選択される１請求項の多層フィルムインフレーション成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層フィルムインフレーション成形機、及び、多層フィルムインフレーション成形方法に関し、特に、多段階に冷却する多層フィルムインフレーション成形機、及び、多層フィルムインフレーション成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルムの量産製造技術として、ブロー（インフレーション）成形が知られている。そのフィルム製造インフレーション成形技術は、円筒状空隙から押し出される円筒状樹脂膜に空気を吹き込んでその円筒状樹脂膜を膨らませ、膨張した円筒状樹脂膜をニップローラで封止して形成したフィルムバブルを冷却してインフレーションフィルムとしてフィルム製品を製造することができる。インフレーションフィルムの冷却技術として、自然冷却、エアノズルから噴射される空気による強制空気冷却、冷却水による強制冷却水冷却、空気と水により冷却する２段階強制冷却が知られている。
【０００３】
２段階強制冷却技術は、図６に示されるように、多層フィルム形成ダイ１０１から押し出される多層樹脂円筒状フィルム１０２に環状エアノズル１０３から下方に吹き出される冷却空気を吹き付けにより第１段階として冷却し、その冷却空気により冷却される多層樹脂円筒状フィルム１０２を環状の冷却水ノズル１０４から流下する冷却水により第２段階として冷却する。冷却水ノズル１０４から流下する冷却水は、熱交換器１０５により適正温度に冷却され、その流量は流量調整弁１０６により調整されている。このような技術は、冷却水の水量、その温度、オーバーフロー堰のオーバーフロー高さの検出とフィードバック制御とにより、冷却効率と冷却性能を制御的に最適化することができる。
【０００４】
後掲特許文献１に示されるインフレーションフィルム製造技術は、円形ダイから押し出される筒状フィルムのバブルを冷却する水冷装置の上方に、気体吹出装置とその気体吹出装置から吹き出してそのバブルを冷却し暖まった気体を吸い込むように構造化される気体吸込装置とを形成し」ていて、そのバブルの周囲から滑らかな気体の流れを形成することにより、バブルの成形安定性を向上させている。後掲特許文献２に示されるインフレーションフィルム製造技術は、ダイから押し出される筒状フィルムを空気で膨らませ空気を閉じ込めてバブル状成形品に成形し、水冷方式として水シャワーを採用し、そのバブルをかなり高い温度に冷却した後に、加熱したピンチローラで加圧することにより、フィルムどうしを熱融着して１枚のフィルムを製造していて、環状のフィルムの折り幅がそのままフィルム製品の幅になり、フィルムの押し出し時の余熱を熱融着に利用することにより、高速生産を実現している。
【０００５】
このようなインフレーションフィルム製造技術には、そのフィルムが１種類の材料でできている場合には問題は見あたらないが、複数種類の樹脂材料を層状に押し出して多層フィルムを製造する場合には、樹脂の種類に対応してそれらの融点、結晶化温度が異なり、公知の技術に示される冷却技術では、フィルム樹脂材料間の歪みによる応力が生じて、その樹脂フィルムにカール（反り）が発生し、冷却速度が不適正であれば材料樹脂の結晶化が進んで、曇り（ヘイズ）が生じて商品としてその品質の点で問題が残存している。
【０００６】
気体吹出装置と気体吸込装置を示す特許文献１のバブル冷却技術は、バブル周囲に滑らかに気体流れを形成することにより、バブルの成形安定性を向上させているが、高温で押し出された直後のフィルムバブルは軟質であり引張強度が低く、ダイの出口付近で高速の気体が吹き出される際に、そのバブル形状が崩れやすく、その安定性を保持するために吹き出し速度を低下させることには、冷却効果を低減する問題点が残存している。
【０００７】
特許文献２に示されるインフレーションフィルム製造技術は、環状のバブル状フィルムを平らにして潰したバブル内面を加熱して接着していて、複数種類の樹脂を層状に形成したフィルムの内側層フィルムの樹脂の熱接着温度が低い場合にはその製造が容易であり、フィルム製品は表裏対称であるので内部歪みが互いに打ち消しあって歪み応力が現れずカールが少ない利点を有しているが、多層にすることにより各層の樹脂材質の特性（表面の滑らかさ、艶、中側の強度とガスバリア性、裏面の熱接着性）を生かす点では難点がある。このような製法技術でシャワーを用いている点は、バブルの引張強度をある程度に保持するために十分である温度に冷却することを狙いにしているが、急冷又はフィルム品質の向上を狙いにはしていない。
【０００８】
多層化樹脂の特性を生かし、且つ、カールが少なくヘイズがなく透明性に優れることが求められる。
【０００９】
【特許文献１】特公昭６０−２６０１０号
【特許文献２】特開平９−１０９２７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、多層化樹脂の特性を生かし、且つ、カールが少なくヘイズがなく透明性に優れる多層フィルムインフレーション成形機、及び、多層フィルムインフレーション成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による多層フィルムインフレーション成形機は、多層成形ダイ（３）より下方に配置され前記多層成形ダイ（３）から重力方向に押し出される多層成形筒状膜（５）を空冷する空冷機構（１７）と、空冷機構（１７）より重力方向に配置される第１水冷機構（１８）と、第１水冷機構（１８）より重力方向に配置される水切り器（５１）と、水切り器（５１）より重力方向に配置され第２冷却水を放出する第２水冷機構（１９）とから構成されている。空冷機構（１７）は多層成形筒状膜（５）の周面に空気を吹き出す環状空気吹出口（２４）を形成し、第１水冷機構は多層成形筒状膜（５）の周面に第１冷却水を層状に流下させる環状冷却水流下口（３７）を形成し、水切り器（５１）は環状冷却水流下口（３７）から層状に流下する第１冷却水を放射状に流動させる放射流動面を有している。
【００１２】
空冷により第１段階として冷却された多層成形筒状膜（５）の外側層は、第１冷却水の流下層により急冷され外層の結晶化温度以下に低下するが急冷されていて結晶化が抑制された状態で固化が急速に進み、歪み応力の成長が有効に抑制されていて、多層化樹脂の特性が生かされ、且つ、カールとヘイズが少なく透明性に優れる多層膜シートが量産され得る。
【００１３】
第１水冷機構（１８）は、第１冷却水を供給する第１冷却水供給管（４６）と、第１冷却水供給管（４６）に介設され第１冷却水の第１冷却水流量を調整する第１冷却水流量調整器（４７）と、第１冷却水供給管（４６）に介設され第１冷却水を冷却する第１冷却水用熱交換器（４８）とから形成されている。層状に流下する第１冷却水の流量は、堰のオーバーフロー高さに依存する。そのような流量は第１冷却水流量調整器（４７）により容易に制御され、第１冷却水の温度は冷媒の流量調整を受ける熱交換器（４８）により容易に制御される。
【００１４】
第１水冷機構（１８）は第１冷却水を貯留する貯留器（６０）を形成し、貯留器（６０）の内側上縁は環状冷却水流下口として第１冷却水がオーバーフローする環状堰（３７）に形成されている。環状堰（３７）は、第１冷却水を多層成形筒状膜５の周面に均等に分散させることができ、オーバーフロー高さは層流の流下速度を容易に規定する。
【００１５】
貯留器（６０）の中の水面と堰（３７）の上端面の間の落差は調整自在であることが重要である。第１水冷機構（１８）には、水面の高さを検出する水面高さ検出器４２が有効に追加される。堰（３７）の上端面と放射流動面の間の落差距離は調整可能に設定されている。その落差である流下距離は冷却度合いを有効に規定する。その流下距離の調整は、温度低下を更に適正化する。従って、水切り器（５１）を貯留器（６０）に対して相対的に昇降する昇降機構を追加することは有効である。既述のオーバーフロー高さとその流下距離を関連させて調整することは更に有効である。
【００１６】
既述の観点によれば、多層成形ダイ（３）と環状空気吹出口（２４）との間の第１落差距離をｈ１に設定し、貯留器（６０）の中の水面と堰（３７）の上端面との間の第２落差距離（オーバーフロー高さ）をｈ２に設定し、堰（３７）の上端面と放射流動面の間の落差距離をｈ３に設定し、第１落差距離ｈ１と第２落差距離ｈ２と第３落差距離ｈ３を相互関連的に調整可能に設定することは、既述の適正な温度低下を更に高精度に適正化する。
【００１７】
空冷機構（１７）は、環状空気吹出口（２４）に空気を供給する空気供給管（３１）と、空気供給管（３１）に介設され空気の空気流量を調整する空気流量調整器（３２）と、空気供給管（３１）に介設され空気を冷却する空気冷却用熱交換器（３３）とから形成されている。
【００１８】
第２水冷機構（１９）は第２冷却水を放出するスプレー（５５）を形成する。スプレー（５５）は多層成形筒状膜（５）の廻りに同一円周上に配置されることが好ましい。第２水冷機構（１９）は、スプレー（５５）に第２冷却水を供給する第２冷却水供給管（６１）と、第２冷却水供給管（６１）に介設され第２冷却水の第２冷却水流量を調整する第２冷却水流量調整器（６２）と、第２冷却水供給管（６１）に介設され第２冷却水を冷却する第２冷却水用熱交換器（６３）とから形成されている。
【００１９】
既述の空冷機構と第１冷却機構と第２冷却機構と、これらの３段階冷却機構に用いられる流量調整機器と温度調整機器の全部又はそれらの任意の組み合わせの全ては有効である。
【００２０】
本発明による多層フィルムインフレーション成形方法は、多層成形ダイ（３）より下方に多層成形筒状膜（５）を押し出す第１ステップと、多層成形筒状膜（５）に冷却用空気を吹き付けて多層成形筒状膜（５）を第１段階に冷却する第２ステップと、第１段階で冷却された多層成形筒状膜（５）の周面で第１冷却水を流下させて、多層成形筒状膜（５）を第２段階に冷却する第３ステップと、第２段階で冷却された多層成形筒状膜（５）の周面を第２冷却水で第３段階に冷却する第４ステップとから構成される。第２ステップでは、多層成形筒状膜（５）の外層は外層の結晶化温度より低い温度に急速に冷却され結晶化が抑制される状態で固化する。このような固化は、最終製品の品質を保証する。
【００２１】
第３ステップでは、第１冷却水は層流に形成され、層流の落差距離は規定距離に設定される。層流の高さ位置は可変である。第２ステップでは、冷却用空気は上方に向かって吹き付けられ、冷却速度が向上し、第２段階冷却の急冷による効果的温度低下を有効に補助する。第３ステップでは、第１冷却水の流量が調整される。第３ステップでは、第１冷却水の温度が調整される。第３ステップでは、第１冷却水の流下速度が調整される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による多層フィルムインフレーション成形機、及び、多層フィルムインフレーション成形方法結晶化を抑制して固化を進めることにより、最終製品の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明による多層フィルムインフレーション成形機の実現態は、図に対応して、詳細に記述される。その実現態は、図１に示されるように、押出機群１と多層膜成形ダイ３を含む型装置２とから構成されている。押出機群１は、同じ高さ位置に配置される複数の押出機から形成されている。多層膜成形ダイ３は、複数種の多層形成樹脂の軸方向流れを形成するアダプタブロック４の下流側に配置されている。多層膜成形ダイ３は、多層形成樹脂を円錐面軸方向に押し出して空気を吹き込み、円錐状の多層薄膜円錐状フィルム（バブルフィルム）５に連続的に成形して押し出す。多層膜成形ダイ３の下流側には、冷却器６が配置されている。冷却器６は、多層薄膜円錐状フィルム５を冷却し多層薄膜円筒状フィルム７に成形して送り出す。多層薄膜円筒状フィルム７は、扁平化器８で扁平化される。扁平化器８で扁平化された扁平フィルムは、ニップローラ対９で封止される。
【００２４】
ニップローラ対９は、適正な押出速度を有している。その適正な押出速度は、多層膜成形ダイ３の押出口の押出口直径と多層薄膜円筒状フィルム７の直径の比（インフレーションアップ比）と、多層薄膜円錐状フィルム５が溶融樹脂を押し出す押出速度とに比例していて、多層薄膜円筒状フィルム７の周囲長さと、フィルム厚さ、フィルムの機械的性質とのバランスを決定する重要なパラメータ（設計定数）である。ニップローラ対９で処理を受けた扁平化フィルム１１は、巻取機１２で巻き取られる。
【００２５】
多層膜成形ダイ３に投入される空気１３の空気量は、空気量調整弁１４の開閉により制御される。多層膜成形ダイ３の内側に空気供給路１５を介して導入される空気量の制御は、多層膜成形ダイ３の拡径度であるインフレーションアップ比を制御する。扁平化フィルム１１の折幅は、折幅センサ１６で検出される。
【００２６】
図２は、バブル形状を保持しながら多層薄膜円錐状フィルム５を冷却する冷却器６の詳細を示している。冷却器６は、３段階冷却を実行する冷却機構を含んでいる。その冷却機構は、第１冷却機構１７と、第２冷却機構１８と、第３冷却機構１９とから構成されている。第１冷却機構１７は、冷却用空気を環状に多層薄膜円錐状フィルム５の円筒部分５’に吹き付けるエア吹付リング２１とエア供給量制御機構２２とから構成されている。エア吹付リング２１には、中央穴２３が開けられている。円筒部分５’は、中央穴２３の中央穴内面に近接して下方に押し下げられ垂下する。エア吹付リング２１の中央穴上側周縁には、空気吹出環状ノズル２４が配置されている。空気吹出環状ノズル２４は、図３に示されるように、コーン状環状流路２５を形成している。環状流路２５から吹き出される環状冷却空気流は、中心向き成分と上向き成分を有して斜め上方に向いている。空気吹出環状ノズル２４は、図３に示されるように、下側環状開口２６と上側環状開口２７とを形成している。下側環状開口２６はエア吹付リング２１の中で開放され、上側環状開口２７は円筒部分５’に向かってエア吹付リング２１の外側で開放されている。
【００２７】
図２に示されるように、基準高さ位置２８が規定されている。基準高さ位置２８は、多層膜成形ダイ３の下端面に相当する多層樹脂膜吹き出し面に一致している。基準高さ位置２８とエア吹付リング２１の上側環状開口２７との間の高さ方向落差距離は、ｈ１に設定されている。エア吹付リング２１の高さ位置は、上下位置調整装置（図示されず）により調整可能である。上下位置調整装置は、固定本体に軸方向を拘束され回転自由である回転ねじと、その回転ねじのねじ軸に螺合しエア吹付リング２１に固定されているナットとの組合せによる周知の線形送り機構が用いられる。高さ方向落差距離ｈ１は、そのような上下位置調整装置により位置調整される。
【００２８】
エア供給量制御機構２２は、ブロワ２９と、ブロワ２９をエア吹付リング２１に接続する空気供給ダクト３１とを含んでいる。空気供給ダクト３１には、供給流量を調整する調整ダンパ３２と第１熱交換器３３とが介設されている。第１熱交換器３３は、ブロワ２９から送給される空気を適正温度に冷却する。第１熱交換器３３とエア吹付リング２１の間の空気供給ダクト３１には、空気圧センサ３４と空気温度センサ３５とが介設されている。空気圧センサ３４はエア吹付リング２１に導入される空気の圧力を検出し、空気温度センサ３５はエア吹付リング２１に導入される空気の温度を検出する。
【００２９】
第２冷却機構１８は、冷却用水を円筒部分５’に流下させる貯留器と第１冷却水供給量制御機構３６とから構成されている。貯留器は、冷却水流下用リング６０として形成されている。冷却水流下用リング６０は、エア吹付リング２１の下方側に配置されている。冷却水流下用リング６０の中央穴上側周縁には、図４に示されるように、冷却水オーバーフロー形成堰３７が形成されている。冷却水流下用リング６０の円筒容器壁３８の高さは、冷却水オーバーフロー形成堰３７の上端面より高い位置に設定されている。冷却水流下用リング６０の下方部位３９の導入口から冷却水が導入される。冷却水流下用リング６０の中の冷却水面４１は、水面センサ（図示されず）により検出される。冷却水流下用リング６０は、規定高さ位置に設置されている。図４に示されるように、水面４１と冷却水オーバーフロー形成堰３７の上端面との間のオーバーフロー高さ幅は、ｈ２に規定されている。
【００３０】
第１冷却水供給量制御機構３６は、第１ポンプ４５と、第１ポンプ４５を冷却水流下用リング６０に接続する第１冷却水供給水路４６とを含んでいる。第１冷却水供給水路４６には、供給水量を調整する第１流量調整弁４７と第２熱交換器４８とが介設されている。第２熱交換器４８は、第１ポンプ４５から送給される冷却水を適正温度に冷却する。第１流量調整弁４７と冷却水流下用リング６０の間の第１冷却水供給水路４６には、第１冷却水温度センサ４９が介設されている。第１冷却水温度センサ４９は、冷却水流下用リング６０に導入される第１冷却水の温度を検出する。
【００３１】
冷却器６は、更に、水切り器５１を含んでいる。水切り器５１は、水切り輪板として形成されている。水切り器５１の中央穴と円筒部分５’の円筒状周面との間の半径方向隙間幅は適正に僅かである。水切り器５１の上面と冷却水流下用リング６０の間の高さ方向落差は、ｈ３に規定されている。水切り器５１の高さ位置は、既述の上下位置調整装置と同じ構造の他の上下位置調整装置（図示されず）により調整可能である。オーバーフロー高さ幅ｈ２が調整されることにより、水面４１と水切り器５１の上面との間の冷却水落下落差ｈ３を調整することができる。
【００３２】
第３冷却機構１９は、冷却水散布器群５２と第２冷却水供給量制御機構５３とから構成されている。冷却水散布器群５２の複数の冷却水スプレーノズル管５４は、円筒部分５’を中心として放射状に配置されている。複数の冷却水スプレーノズル管５４のそれぞれの先端部位には、冷却水放出ノズル５５がそれぞれに交換可能に取り付けられている。冷却水スプレーノズル管５４は、共通支持リング５７に固定的に配置されて支持されている。複数の冷却水スプレーノズル管５４には、共通支持リング５７に固定されている冷却水分配環状管５８から冷却水が分配的に供給される。
【００３３】
第２冷却水供給量制御機構５３は、第２ポンプ５９と、第２ポンプ５９を冷却水分配環状管５８に接続する第２冷却水供給水路６１とを含んでいる。第２冷却水供給水路６１には、供給水量を調整する第２流量調整弁６２と第３熱交換器６３とが介設されている。第３熱交換器６３は、第２ポンプ５９から送給される冷却水を適正温度に冷却する。第３熱交換器６３と冷却水分配環状管５８の間の第２冷却水供給水路６１には、冷却水圧力センサ６４と第２冷却水温度センサ７０とが介設されている。冷却水圧力センサ６４は冷却水分配環状管５８に導入される第２冷却水の圧力を検出し、第２冷却水温度センサ７０は冷却水分配環状管５８に導入される第２冷却水の温度を検出する。
【００３４】
水切り器５１と冷却水放出ノズル５５の散布中心線との間の高さ方向落差距離は、ｈ４に規定されている。高さ方向落差距離ｈ４は、散布角度に対応する。高さ方向落差距離ｈ４は、既述の第１上下位置調整装置と同じ構造の第３上下位置調整装置により位置調整される。
【００３５】
図５は、本発明による多層フィルムインフレーション成形の実験例を示している。図５は、互いに異なる３通りの冷却方法に関して、円筒部分５’の進行距離と温度低下の関係を示すグラフ６５を示している。図５は、本発明の３段階冷却用機器２１，６０，５４と既述の公知装置の２段階冷却用機器１０１，１０３との対比を示している。グラフ６５の第１温度低下曲線６６は本発明の３段階冷却（エア冷却と水冷却とシャワー冷却）により冷却される円筒部分５’の樹脂外層の温度低下を示し、第２温度低下曲線６７は本発明の３段階冷却により冷却される円筒部分５’の樹脂内層の温度低下を示し、第３温度低下曲線６８は公知技術の２段階冷却（エア冷却と水冷却）により冷却される円筒部分５’の樹脂外層の温度低下を示し、第４温度低下曲線６９はその２段階冷却により冷却される円筒部分５’の樹脂内層の温度低下を示し、第５温度低下曲線７１は公知技術のの１段階冷却（エア冷却のみ）により冷却される多層樹脂円筒状フィルム１０２の樹脂外層の温度低下を示し、第６温度低下曲線７２は公知技術の１段階冷却により冷却される多層樹脂円筒状フィルム１０２の樹脂内層の温度低下を示している。
【００３６】
冷却される多層円筒状フィルムでは、より低い樹脂結晶温度Ｔｃ２の層がより内側になり、より高い樹脂結晶温度Ｔｃ１の層がより外側になるように成形されている。樹脂結晶温度Ｔｃ１，Ｔｃ２が低い材料で内外層が形成されている場合には、公知の２段階冷却方法では、短距離区間で結晶化することができず、温度低下時間がより長くその結晶化抑制が不十分である。
【００３７】
本発明による３段階冷却のうちの空気吹出環状ノズル２４による第１段冷却では、空気吹出環状ノズル２４から吹き出される冷却空気は、円筒部分５’の流れに対して逆流し、公知冷却の順方向流冷却に比べて冷却温度勾配が格段に大きく、第１段冷却の冷却効率は格段に高く改善されている。このような逆流冷却により、外層は外層の結晶化温度Ｔｃ１の近辺まで冷却されている。次の第２冷却の水冷却は、外層の結晶化温度Ｔｃ１より低い温度に外層を急速に冷却している。このような急速冷却は、結晶化率が低い状態の固化を実現している。この固化過程で、中間層と内層は、それぞれの結晶化温度近傍まで冷却される。次に、熱交換済みの水流膜は水切り器５１により除去される。更に次の第３冷却の水冷却は、内層樹脂をそれの結晶化温度Ｔｃ２まで急速に冷却する。
【００３８】
このような急速冷却、特に、第２冷却の急速冷却は、結晶化率が低い状態の固化を促進して、内部歪み応力化の進展を抑制し、最終製品のインフレーションフィルムのカールの生成を抑制することができ、且つ、それの透明性を良好に確保することができる。このような高効率冷却は、図５のグラフ６５の縦軸で示される冷却区間の距離を短縮することができる。この短縮化は、縦方向に機器が配置される冷却系の鉛直方向サイズを縮小することができる。このような縮小は、装置の設備費用を削減する。
【００３９】
３つの冷却段階のそれぞれで、温度低下効率を最適化する。調整ダンパ３２による風量と第１熱交換器３３による冷却容量の制御は、第１冷却効率を最大化する。風量の過度の増大と熱交換量の過度の増大は、運転コストを過大にする。必要程度の冷却能力は、運転コストを低減する。高さ方向落差距離ｈ１の調整は、その運転コストの最小化を実現する。第１流量調整弁４７による水量と第２熱交換器４８による冷却容量の制御は、第２冷却効率を最大化する。水量の過度の増大と熱交換量の過度の増大は、運転コストを過大にする。必要程度の冷却能力は、運転コストを低減する。高さ方向落差距離ｈ２の調整は、その運転コストの最小化を実現する。第２流量調整弁６２による水量と第３熱交換器６３による冷却容量の制御は、第３冷却効率を最大化する。水量の過度の増大と熱交換量の過度の増大は、運転コストを過大にする。必要程度の冷却能力は、運転コストを低減する。高さ方向落差距離ｈ３の調整は、その運転コストの最小化を実現する。
【００４０】
このような最適化運転は、空気圧センサ３４、空気温度センサ３５、第１冷却水温度センサ４９、冷却水圧力センサ６４、第２冷却水温度センサ７０により検出される圧力、温度の検出信号に基づいて、空気供給ダクト３１、第１流量調整弁４７、第２流量調整弁６２のそれぞれの開度、第１熱交換器３３と第２熱交換器４８と第３熱交換器６３のそれぞれの熱交換容量（冷却媒体の流量）と、円筒部分５’の初期的冷却区間の長さに相当する高さ方向落差距離ｈ１、水面４１の液面高さに相当するオーバーフロー量に対応する高さ方向落差距離ｈ２と、オーバーフローして流下する流下距離の高さ方向落差距離ｈ３、散布角度に対応する落差ｈ４を制御することにより実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明による多層フィルムインフレーション成形機の実現態が適用される多層フィルム製造工程を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明による多層フィルムインフレーション成形機の実現態を示す断面図である。
【図３】図３は、空気吹出環状ノズルを示す断面図である。
【図４】図４は、冷却水流下用リングを示す断面図である。
【図５】図５は、性能比較を示すグラフである。
【図６】図６は、公知装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
３…多層成形ダイ
５…多層成形筒状膜
６…冷却機構
１７…空冷機構
１８…第１水冷機構
１９…第２水冷機構
２４…環状空気吹出口
３１…空気供給管
３２…空気流量調整器
３３…空気冷却用熱交換器
３７…堰（環状堰、環状冷却水流下口）
４２…水面高さ検出器
４６…第１冷却水供給管
４７…第１冷却水流量調整器
４８…第１冷却水用熱交換器
５１…水切り器
５５…スプレー
６０…貯留器
６１…第２冷却水供給管
６２…第２冷却水流量調整器
６３…第２冷却水用熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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