内部型芯 【技术领域】
本发明涉及在用热可塑性树脂制造管状薄膜或薄片时、可通过使从挤压机的环状模具挤出的管状熔融薄膜直接接触在内部而极其急速地进行冷却的冷却用内部型芯(マンドレル)。
背景技术
以往，提出了用于在由热可塑性树脂制造管状薄膜的工序中使被挤出的薄膜接触直接冷却液而进行冷却的各种形式的装置。
例如，已知有一边使其直接压接、保持在沿内部溢流管外侧壁流下的溢流液上一边进行急冷固化的方法(特公昭45-35192号公报)、在流下溢流液的管径规制用二层管的下部设置流通其它的冷却液地螺旋状槽以提高高速制膜性的方法(特公昭46-31473号公报)、在接触冷却液进行冷却使其固化的同时通过吸引除去附着液的方法(特公昭39-2072号公报)、再者将上部冷却液喷出用环状狭缝喷嘴设置二段或其以上而成的管状薄膜冷却用内部型芯(特开平6-47795号公报)等。
制造延展性优良的、长时间稳定的薄膜的最大技术要点是如何实质性地连续而稳定地制造无定形的薄膜。这在使用了冷却用内部型芯的管式(空心法)制膜设备中极为重要，会左右设备整体的效率及管状薄膜或薄片制造的质量。
本发明的发明者们曾提出了可通过多段冷却来提高冷却能力、使高速制膜性显著提高的方案(特开平6-47795号公报)。由此，可以大幅提高管状熔融薄膜的生产速度，但是当进一步提高速度时，则存在有与薄膜相伴而生的空气或随着冷却液量的增大而增多的冷却液中含有的空气量开始增多，在管径规制环的下部会出现空气层的蓄积这样的缺点。
此空气层会给熔融薄膜的成形性带来不良影响。也就是说，熔融薄膜虽然会通过外部水槽的头压(ヘッド圧)和内部冷却液的水压来维持平衡，但是上述的空气层会破坏此平衡。当该平衡变为不平衡时，空气层会通过薄膜和管状规制环之间而到达上部的冷却液喷出用环状喷嘴，在熔融薄膜进入冷却液的部分处爆裂，致使产生薄膜的冷却不均或产生小孔。
这些问题将会给整个设备带来因不能进行连续延展而导致的作业性能降低、以及因冷却不均造成的管状薄膜或薄片的品质的下降等相当大的影响。
以下参照添加的附图详细说明以往的冷却用型芯。
图4是以往的冷却用型芯的冷却部的详细说明图。
以往，对管状薄膜4的内面，通过由设在下部冷却部10上的螺旋状槽9而被均匀地分配的内部冷却液和外部冷却槽22的冷却液进行冷却。
此时被冷却的管状薄膜，通过下部冷却液的内压和外部冷却槽的头压而取得平衡，以不会触及下部冷却部10的螺旋状槽9、或管状薄膜不会从管径规制环部6的下部离开的方式向密封环部15进入。
但是在制膜速度增大的同时，与熔融管状薄膜4相伴而生的空气或者在来自于上部冷却液喷出用环状喷嘴8或中部冷却液喷出用环状喷嘴7以及下部冷却部10的冷却液中含有的空气也会增加。
这些空气在制膜过程中会形成空气层12而滞留在管状规制环部6的下部。虽然流经下部冷却部10的螺旋状槽9中的冷却液由下部排水口14排出，但是滞留在管状规制环部6的下部的空气层12却不能向下部排水口14侧排出，这样随着制膜时间的增加，空气层12也会增大。
在冷却用内部型芯中，该空气层12会破坏下部冷却部10处的下部冷却液内压和外部冷却槽22头压之间的平衡，并会变成气泡而从管状薄膜和管径规制环部6之间的间隙向上方的中部冷却液喷出用环状喷嘴7或上部冷却液喷出用环状喷嘴8上升。此时，空气层12会上升而生成气泡并在上部或中部冷却液喷出用环状喷嘴部附近爆裂，导致在熔融管状薄膜4上产生因冷却不均引起的厚度不均或生成小孔等缺陷。
【发明内容】
本发明的发明者们为了克服上述缺点，在对冷却用内部型芯(芯棒)进行深入研究之后，终于完成了本发明。
本发明将提供
(1)一种管状薄膜冷却用内部型芯，它是被结合在热可塑性树脂用环状挤出模具的下方、与外部环状冷却槽一并使用而从内侧对被从模具的环状狭缝向下方挤出的管状熔融薄膜进行冷却的直接冷却用内部型芯，其特征在于，使最下段部的内部冷却液相对管状熔融薄膜向相向流动的方向流动；
(2)如上述(1)所述的管状薄膜冷却用内部型芯，其特征在于，在最下段部冷却水的排液部，由具有螺纹结构的排出口调整环状圈调整排液量及压力。
本发明的特征在于，其是使最下段冷却液向上方流动、使冷却液与空气层上升的方向相一致，从而在管径规制环下部完全不会产生空气层的内部型芯。
由此，成功地做到了防止薄膜的因冷却不均引起的厚度不均或产生小孔，使高速稳定制膜性显著提高。
本发明可以作为将上部冷却液喷出用环状喷嘴和中部冷却液喷出用环状喷嘴相连接的多段型芯、或由上部冷却液喷出用环状喷嘴单独构成的型芯等的最下段部来应用。
【附图说明】
图1是说明本发明的内部型芯的一种形态的构造整体的简略图。
图2是本发明的内部型芯的一种形态的冷却部的详细说明图。
图3是本发明的内部型芯的另一种形态的冷却部的详细说明图。
图4是以往的冷却用内部型芯的冷却部的详细说明图。
【具体实施方式】
以下根据附图对本发明的实施形态进行具体的说明。
图1是说明本发明的内部型芯的一种形态的构造整体的图，图2是本发明的内部型芯的冷却部的详细说明图。
参照标号1是被向下安装在挤压机上的环状模具，通过挤压机而被熔融的热可塑性树脂通过模具内部的树脂通路2而被从环状狭缝3向下方挤出成管状。参照标号5是由环状模具悬吊着的冷却用内部型芯。冷却用内部型芯5大体呈主要由压空喷出喷嘴部18、上部冷却液喷出用环状喷嘴8、中部冷却液喷出用环状喷嘴7、管径规制环部6、下部冷却部内筒10a、密封环部15等6部分构成的圆筒状。
在冷却用内部型芯5的最上部为了维持上述气泡形状而设有压空喷出喷嘴18及用于排出产生的气体的排气口17。在环状模具1和冷却用内部型芯5之间形成的上部气泡部，通过被从冷却液排出口16排气的压空及被从上述排气口17排气的压空、和由压空喷出喷嘴18提供的压空的平衡来维持形状。
在压空喷出喷嘴18的下方设有上部冷却液喷出用环状喷嘴8及中部冷却液喷出用环状喷嘴7。被上部冷却液喷出用环状喷嘴8、中部冷却液喷出用环状喷嘴7的冷却液冷却后熔融环状薄膜4，通过管径规制环部6将形状规制为均匀的筒状薄膜，进而被引至下部冷却部10b。
本发明的冷却用内部型芯5(图2)，在管径规制环部6的下部设有下部冷却部内筒10a，下部冷却液从呈放射状地设在密封环部15的旁侧的下部冷却液喷出口13向下部冷却部10b的上方向流出。
另外，下部冷却部内筒10a的上部设有带有螺纹结构的排出口调整环状圈11，这样就可以调整与外部冷却槽22的冷却液的头压差相平衡的相隔有管状薄膜的下部冷却液的内压。也就是说，下部冷却液相对于熔融管状薄膜4成相向流动而从排出口调整环状圈11上部溢流而出。
在这种结构的冷却用内部型芯5的情况下，无论多么高速地制膜，且即使与熔融管状薄膜4相伴而生的空气、或者从上部冷却液喷出用环状喷嘴8或中部冷却液喷出用环状喷嘴7相伴而生的空气、以及在下部冷却部10b中冷却液所含有的空气增多，但由于下部冷却液向上方流动，因此流入的那么多的空气就会随着下部冷却液体一同从排出口调整环状圈11上部的排出口被向冷却液排出口16排放。因此，在管径规制环部6的下部就完全不会存在空气层，这样就可以使前述的空气层生成气泡爆裂、致使熔融管状薄膜4产生因冷却不均而引起的厚度不均或产生小孔的缺陷全部消除。
根据以下的实施例进一步详细地对本发明进行说明，单本发明不限于此。
实施例1
将尼龙6在温度260℃的条件下从挤出口径550mmφ的具有环状狭缝的环状模具押出熔融管状薄膜，在通过如图1所示的形状的冷却用内部型芯5的外径并由折叠辊组23进行折叠之后，由牵引轧辊24以40m/min的速度进行牵引制膜。
所使用的冷却用内部型芯，图2所示的管径规制环6的肩部的最大直径为548mmφ，密封环15的最大直径为548mmφ，下部冷却部内筒10a的排出口调整环状圈11为500mmφ。
另外，将20℃的地下水，以2.3t/小时向内部上部冷却液导入孔19供给，以1.0t/小时向中部冷却液导入孔20供给。
另一方面，以3.0t/小时的流量向下部冷却液导入孔21供给相同的20℃的地下水，使其从安装在下部冷却部内筒10a的上部的排出口调整环状圈11和管径规制环6的根部的部分之间的1.0mm的间隙流出，然后排出到冷却液排出口16。
另外，以4.5t/小时的流量向外部冷却槽22供应相同的20℃的地下水，进行薄膜4的外部冷却。
通过以上那样所得到的薄膜平均厚度145μm的薄膜的厚薄不均的范围为10μm，平面性、透明性都非常优良。
另外，即使在开始运行经过48小时后，也没有出现由滞留的空气层引起的故障，上述的薄膜的性能是稳定的。
比较例1
在实施例1中代替图2的下部冷却部内筒10a而采用图4的下部冷却部10的构造，其它条件与实施例1相同，对管状薄膜4进行冷却，结果在开始运行10小时后产生了因空气层引起的冷却厚薄不均。另外，在40小时后在管状薄膜上出现了因空气层引起的小孔，已不可能继续进行延展。
工业应用的可能性
如上所述，本发明的内部型芯，由于即便是在高速制膜过程中在管状规制环下部也不会出现滞留的空气层，从而可防止因空气层导致的故障，能够长时间制造厚度稳定、平面性良好的管状薄膜。
因此，在使用了冷却用内部型芯的管式制膜设备中，大大有助于设备整体的效率及管状薄膜或薄片的制造品。