JPH03213505A - Method for forming filament - Google Patents
Method for forming filamentInfo
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- JPH03213505A JPH03213505A JP814290A JP814290A JPH03213505A JP H03213505 A JPH03213505 A JP H03213505A JP 814290 A JP814290 A JP 814290A JP 814290 A JP814290 A JP 814290A JP H03213505 A JPH03213505 A JP H03213505A
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Landscapes
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はフィラメントの成形方法に関し、特に、引張強
度に優れ、糸切れの少ないフィラメントの成形方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for forming filaments, and in particular to a method for forming filaments that have excellent tensile strength and less yarn breakage.
本発明のフィラメントの成形方法は、流動状態にある成
形材料を繊維状にするために、ダイスまたはノズルを通
過させ、かつ緊張下で延伸する成形方法の全てに利用で
きる。The filament molding method of the present invention can be used in any molding method in which a fluidized molding material is passed through a die or nozzle and stretched under tension in order to form a fiber.
[従来の技術]
プラスチック、ピッチ、セラミックス等の成形材料を、
細い線状あるいは連続した長繊維等のフィラメント状に
成形する方法、例えば押出成形方法にあっては、■成形
材料の溶融粘度が高い場合や、押出速度を速くする場合
、■極細のフィラメントを成形する場合、あるいは■成
形材料とダイス表面またはノズル表面との摩擦抵抗が大
きい場合等には、非常に大きな圧力をかけながらノズル
からフィラメント状の成形材料を押し出し供給する必要
かある。[Conventional technology] Molding materials such as plastic, pitch, and ceramics,
For methods of forming thin linear or continuous filaments into filaments, such as extrusion molding, ■ When the melt viscosity of the molding material is high or when extrusion speed is increased, ■ Ultra-thin filaments can be formed. or (2) When the frictional resistance between the molding material and the die surface or nozzle surface is large, it is necessary to extrude and feed the filament-shaped molding material from the nozzle while applying a very large pressure.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、大きな圧力をかけつつノズルからフィラ
メントを押し出すと、フィラメントは、押出口の径より
も大きくなって押出されるという現象、いわゆるバラス
効果を生し、細いフイラメン1−を得ることか困難とな
る。また、ハラス効果により発生ずる目やに(押出11
の外側近傍に成形材料か付着する現象)か原因となって
フィラメン1〜か切れやすくなるという問題もある。[Problems to be Solved by the Invention] However, when a filament is extruded from a nozzle while applying a large pressure, a phenomenon occurs in which the diameter of the filament becomes larger than the diameter of the extrusion port. It will be difficult to get a 1-. In addition, due to the harassing effect, it is possible to cause sagging mucus (extrusion 11
There is also the problem that the filaments 1 to 1 are likely to break due to the phenomenon in which the molding material adheres to the vicinity of the outside of the filaments.
これらの問題を解決するためには、押出機からの材料供
給速度を低めたり、あるいは成形装置を停止させて頻繁
に目やにの除去作業を行なわなければならず、生産性の
向上を図れないという大きな問題があった。In order to solve these problems, it is necessary to reduce the material feed rate from the extruder or stop the molding equipment to frequently remove mucus, which is a major problem that prevents productivity from being improved. There was a problem.
本発明は上記の問題にかんがみてなされたもので、超音
波振動をダイスに効果的に作用させることにより、振動
を効率よく伝達させ、成形材料のダイス及び/もしくは
ノズル内における流動性を良好ならしめ、ハラス効果を
低減して低温域において細いフィラメントの成形を可能
とするとともに、目やにの発生を防止し、フィラメント
成形の生産性を飛躍的に向上させることを目的としたフ
ィラメントの成形方法の提供を目的とする。The present invention was made in view of the above problems, and by effectively applying ultrasonic vibrations to a die, the vibrations are efficiently transmitted and the fluidity of the molding material in the die and/or nozzle is improved. To provide a filament forming method that enables forming thin filaments in a low temperature range by reducing the tightening and harassing effects, prevents the occurrence of eye mucus, and dramatically improves the productivity of filament forming. With the goal.
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本発明のフィラメント成形方
法は、成形材料をフィラメント状に成形する方法におい
て、ダイスと、押出口を有するノズル部材、あるいは押
出口を有するノズル部材のみを共振させつつ成形材料を
押し出し、次いで、この成形材料を素張丁て延伸する方
法としである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the filament forming method of the present invention includes a die and a nozzle member having an extrusion port, or a nozzle member having an extrusion port, in a method of forming a molding material into a filament shape. This is a method in which a molding material is extruded while only the nozzle member resonates, and then this molding material is stretched and stretched.
また好ましくは、振動の効果を効率よく発現てきるよう
に、ノズルの押出口を共振の腹部に一致させ成形材料と
ノズル内表面との摩擦抵抗を最小にして成形を行なう方
法としである。Preferably, the extrusion port of the nozzle is aligned with the resonant abdomen so that the effect of vibration can be expressed efficiently, and the molding is performed while minimizing the frictional resistance between the molding material and the inner surface of the nozzle.
さらに好ましくは、フィラメントの成形方法を無理な〈
実施するため、ダイスの保持部及びダイスへの成形材料
の流入口を共振の節部と一致させて成形を行なう方法と
しである。More preferably, the filament forming method is
In order to carry out this method, the holding part of the die and the inlet of the molding material into the die are aligned with the resonance nodal part to carry out the molding.
[実施例] 以下、本発明の実施例について説明する。[Example] Examples of the present invention will be described below.
まず、成形装置の一実施例について第1図を参照して説
明する。First, an embodiment of the molding apparatus will be described with reference to FIG.
同図において、1は円柱形状のダイスてあり、ダイス部
材1aとダイス部材1t+をねし結合しである。2は複
数個の押出口2aを有するノズル部材2であり、ダイス
部材1bにボルト3によって固定されている。このノズ
ル部材2の押出口2aの形状9寸法、数、配置位置は、
成形しようとするフィラメントに応じて任意に選ぶこと
がてきる。In the figure, numeral 1 denotes a cylindrical die, in which a die member 1a and a die member 1t+ are threadedly connected. Reference numeral 2 denotes a nozzle member 2 having a plurality of extrusion ports 2a, and is fixed to the die member 1b with bolts 3. The shape 9 dimensions, number, and arrangement position of the extrusion port 2a of this nozzle member 2 are as follows:
It can be arbitrarily selected depending on the filament to be molded.
ダイス1及びノズル部材2には、従来押出成形に用いら
れている金属材料をはじめ、セラミックスやグラファイ
ト等の種々の材料を用いることができるが、このような
材料のうちでも、成形温度での振動の伝達損失の少ない
材料を用いることが好ましく、特に、ジュラルミン、チ
タン合金。The die 1 and the nozzle member 2 can be made of various materials such as metal materials conventionally used in extrusion molding, ceramics, and graphite. It is preferable to use materials with low transmission loss, especially duralumin and titanium alloys.
K−モネル、りん青銅、グラファイト等が好ましい。K-monel, phosphor bronze, graphite, etc. are preferred.
また、第2図に示すように、ダイス1とノズル部材2は
結合された状態て共振するようにしである。この場合、
ダイス部材1bとノズル部材2の接合面はどのような形
状になっていてもよいか、ダイスlに結合した超音波振
動発生装置である超音波振動子4からの振動がノズル部
材2に良好に伝達し、良好な共振状態となるためには、
その接合面ばてきるたけ共振の腹部(変位波形の最も離
れる部分て、一番強く振動している点)と一致するよう
にすることか好ましい。Further, as shown in FIG. 2, the die 1 and the nozzle member 2 are connected to each other so as to resonate. in this case,
What kind of shape may be used for the bonding surface between the die member 1b and the nozzle member 2? In order to transmit and achieve good resonance,
It is preferable that the joint surface coincides with the abdomen of the displacement resonance (the point where the farthest part of the displacement waveform vibrates most strongly).
ダイス1及びノズル部材2は、複数の分割される部材て
構成することも可能てあり、この場合、それらは同質の
材料を用いても、また異質の材料を用いてもよい。さら
に、ダイス1には耐摩耗性、耐腐蝕性、あるいは成形材
料との摩擦係数を低くする等のため各種のメツキ処理や
コーティング処理を行なってもよく、また糸切れ防止の
ために窒化ホウ素等の離型材を塗布することも可能であ
る。The die 1 and the nozzle member 2 can be constructed as a plurality of divided members, and in this case, they may be made of the same material or of different materials. Furthermore, the die 1 may be subjected to various plating treatments or coating treatments to improve its wear resistance, corrosion resistance, or to lower the coefficient of friction with the molding material, and to prevent thread breakage, it may be coated with boron nitride, etc. It is also possible to apply a mold release material.
また ダイスlには、振動方向を変換する機構を備える
ことも可能である。例えば、超音波振動の場合に従来よ
り使用されているL−L変換体。Moreover, it is also possible to equip the die l with a mechanism for changing the direction of vibration. For example, the L-L converter conventionally used in the case of ultrasonic vibration.
L−R変換体、あるいはL−L−L変換体等の変換体を
ダイス1に設けることが可能である。It is possible to provide the die 1 with a converter such as an L-R converter or an L-L-L converter.
さらに、共振は、ダイスl及びノズル部材2を共振させ
てもよいし、またノズル部材2のみな共振させてもよい
(第6,7図参照)。たたし、ダイス1及びノズル部材
2の双方を共振させたほうが、低温での押し出しか可能
となるため、より高強度のフィラメントを得ることかで
きる。Furthermore, the resonance may be caused by causing the die 1 and the nozzle member 2 to resonate, or by causing only the nozzle member 2 to resonate (see FIGS. 6 and 7). However, by making both the die 1 and the nozzle member 2 resonate, it is possible to extrude only at a low temperature, so that a filament with higher strength can be obtained.
共振している状態では、ダイスlまたはノズル部材2の
ほとんどの部分は振動するため、従来用いてきた板状ヒ
ータを取り付けると、板状ヒータ内の配線が振動によっ
て切断するおそれがある。In the resonant state, most parts of the die 1 or the nozzle member 2 vibrate, so if a conventional plate heater is attached, there is a risk that the wiring inside the plate heater may be broken by the vibration.
したがって、ダイスlの加熱には、ダイス1に接触しな
くても加熱てきる遠赤外線式のヒータ(図示せず)を用
いることが好ましい。この場合には共振の節部(変位波
形の交差する部分で、振動していない点)にのみヒータ
が接触するようにし、その節部でねじ等を用いてダイス
lと遠赤外線ヒータとを固定する。Therefore, for heating the dice 1, it is preferable to use a far-infrared heater (not shown) that can heat the dice 1 without having to come into contact with them. In this case, make sure that the heater comes into contact only with the resonance node (the point where the displacement waveforms intersect and are not vibrating), and fix the die l and the far-infrared heater at that node using screws, etc. do.
4は超音波振動子であり、ダイスl及びノズル部材2に
振動を与え、共振する位置に結合しである。ダイスlや
ノズル部材2を共振させる振動発生装置としては、この
超音波振動子4のほか、動電式あるいは電気油圧式の装
置等を用いることがてきる。Reference numeral 4 denotes an ultrasonic vibrator, which applies vibration to the die 1 and the nozzle member 2 and is coupled to a position where it resonates. In addition to this ultrasonic vibrator 4, an electrodynamic or electrohydraulic type device can be used as a vibration generator that causes the die 1 and the nozzle member 2 to resonate.
またダイスlと超音波振動子4の間には、振動を伝達す
る振動伝達体を組み込むことも可能であり、振動伝達体
の形状を適当に選べば超音波振動子4で生じた振動の振
幅を容易に増減することが可能となる。超音波振動子4
で生じる振動を高い効率で、しかも容易にダイス1に伝
達するためには、超音波振動子4とダイス1の接触部を
、共振状態のダイスlにおいて最も大きい振幅で振動す
る部分、すなわち共振の腹部と一致させることが好まし
い。It is also possible to incorporate a vibration transmitting body between the die l and the ultrasonic vibrator 4, and if the shape of the vibration transmitting body is appropriately selected, the amplitude of the vibration generated by the ultrasonic vibrator 4 can be adjusted. can be easily increased or decreased. Ultrasonic transducer 4
In order to easily transmit the vibration generated by the ultrasonic transducer 4 to the die 1 with high efficiency, the contact portion between the ultrasonic transducer 4 and the die 1 must be set to the part of the die l that vibrates with the largest amplitude in the resonant state, that is, the part of the die l that vibrates with the largest amplitude. Preferably, it coincides with the abdomen.
ざらに−、ダイスlに結合する超音波振動子4の数は、
特に限定されるものではないが、それらを複数結合する
場合には、振動の時期を調整し、ダイス1の共振状態が
乱れないようにする必要がある。超音波振動子4を多く
結合する程、ダイス1を強力に振動させることができる
。The number of ultrasonic transducers 4 coupled to the dice l is
Although not particularly limited, when a plurality of them are combined, it is necessary to adjust the timing of vibration so that the resonance state of the dice 1 is not disturbed. The more ultrasonic vibrators 4 are coupled, the more strongly the die 1 can be vibrated.
5は超音波発振器で、超音波振動子4に超音波を発生さ
せ、ダイス1とノズル部材2が結合された状態での共振
周波数で励振し、ダイス1とノズル部材2を共振させる
。Reference numeral 5 denotes an ultrasonic oscillator, which causes the ultrasonic vibrator 4 to generate ultrasonic waves and excite it at the resonant frequency when the die 1 and the nozzle member 2 are coupled, thereby causing the die 1 and the nozzle member 2 to resonate.
このダイス1とノズル部材2が結合された状態ての共振
周波数は、あらかじめ超音波発振器5の追尾可能な周波
数に設計、製作しであるので、押出機ノズル6から成形
材料をダイス1に供給し、最終的に押出口2aから成形
材料が押し出されるまでの刻々の負荷変動に対しての若
干の共振周波数の変化に対して常に追尾を行ない、また
、必要電力の供給も刻々の変化に応じて必要量(最大出
力以下)を供給するように設定されている。すなわち、
自動周波数追尾、自動電力制御方式が採用されている。The resonance frequency when the die 1 and the nozzle member 2 are combined is designed and manufactured in advance to a frequency that can be tracked by the ultrasonic oscillator 5. Therefore, the molding material is supplied to the die 1 from the extruder nozzle 6. , the system constantly tracks slight changes in the resonant frequency due to momentary load fluctuations until the molding material is finally extruded from the extrusion port 2a, and the necessary power supply is also adjusted according to momentary changes. It is set to supply the required amount (less than maximum output). That is,
Automatic frequency tracking and automatic power control methods are adopted.
6は単軸あるいは多軸押出機のノズルであり、このノズ
ル6から流入口を経てダイスlaに成形材料を供給し、
最終的に押出口2aから成形材料を押し出す。ここで押
出口2aは振動の効果を最大限利用するために共振の腹
部としである。また、ダイス1aと押出機との間に静的
混線機を設けることも可能である。6 is a nozzle of a single-screw or multi-screw extruder, and the molding material is supplied from this nozzle 6 to the die la through an inlet,
Finally, the molding material is extruded from the extrusion port 2a. Here, the extrusion port 2a is designed as a resonant abdomen in order to maximize the effect of vibration. Furthermore, it is also possible to provide a static mixer between the die 1a and the extruder.
また、ノズル6はダイス1aにおける共振のはぼ節部の
位置で、ねじ等の取付手段により固定されている。この
ようにすると、振動をノズル6にほとんど伝達しないよ
うにすることができる。またさらに、ノズル6への振動
伝達を抑えるためには、ノズル6とダイスlaの接触部
分に、例えばチタン合金製の繊維等のクツション材を組
み入れるとよい。Further, the nozzle 6 is fixed at the position of the resonant knob of the die 1a by a mounting means such as a screw. In this way, vibrations can be hardly transmitted to the nozzle 6. Furthermore, in order to suppress the transmission of vibration to the nozzle 6, it is preferable to incorporate a cushioning material such as titanium alloy fiber into the contact portion between the nozzle 6 and the die la.
複数の成形材料を用いて複合フィラメントを成形する場
合には、ノズル6を複数設けることもできる。When molding a composite filament using a plurality of molding materials, a plurality of nozzles 6 may be provided.
ノズル部材2の押出口2aから押し出される成形材料の
押出方向と、押出口2aを伝達する振動の方向について
はなんら限定されるものではないが、押出口2aにおい
て振動による成形材料の分散、攪拌をも行なう場合には
、押出方向とその振動方向は垂直にすることが好ましい
。The extrusion direction of the molding material extruded from the extrusion port 2a of the nozzle member 2 and the direction of the vibration transmitted through the extrusion port 2a are not limited in any way, but the dispersion and agitation of the molding material by vibration at the extrusion port 2a is not limited in any way. If extrusion is also carried out, it is preferable that the extrusion direction and its vibration direction be perpendicular.
また共振する形状であれば、押出口2aの形状を変える
ことにより、押出口2aの振動の効果を増減させること
もてきる。例えば、押出方向に振動が伝達するようにし
て、押出口2aを直線的ま0
たは関数的に絞り込んだ形状にすれば、押出口2aでは
振幅すなわち、振動の効果を大きくすることがてき、そ
のような形状とすることにより、振動による推進力を押
出方向に発現でき、熱可塑性材料を、流動性が低くなる
低温でも、ガラス転移温度以上の温度であれば良好に押
し出すことか可能となる。Further, if the shape resonates, the effect of vibration of the extrusion port 2a can be increased or decreased by changing the shape of the extrusion port 2a. For example, if vibration is transmitted in the extrusion direction and the extrusion port 2a is shaped linearly, zero or functionally narrowed, the amplitude, that is, the effect of vibration can be increased at the extrusion port 2a. By having such a shape, it is possible to generate a driving force due to vibration in the extrusion direction, and it is possible to extrude thermoplastic materials well even at low temperatures where fluidity is low, as long as the temperature is above the glass transition temperature. .
7は延伸用引取装置であり、ノズル部材2の押出口2a
より押し出されたフィラメント状押出物を一定の張力を
かけた状態て延伸しつつ引き取る。7 is a drawing device for drawing, and the extrusion port 2a of the nozzle member 2
The filament-like extrudate that has been extruded is taken out while being stretched under a constant tension.
次に、上記成形装置を用いて行なうフィラメントの成形
方法の一実施例について説明する。Next, an embodiment of a filament forming method performed using the above-mentioned forming apparatus will be described.
図示せざる成形機のノズル6をダイスlaに結合し、ダ
イス1に成形材料を供給してフィラメントの成形を行な
うとともに、超音波発振器5により超音波振動子4に超
音波振動を発生させることによってダイス1及びノズル
部材2をn波長共振(n=m/2:mは正の整数)させ
る。A nozzle 6 of a molding machine (not shown) is connected to the die la, a molding material is supplied to the die 1 to mold the filament, and an ultrasonic oscillator 5 generates ultrasonic vibrations in the ultrasonic vibrator 4. The dice 1 and the nozzle member 2 are caused to resonate at n wavelengths (n=m/2: m is a positive integer).
このときの振動周波数は任意に選定できるか、1
通常、10Hz〜10 M Hzとすればよい。流動状
態の材料に振動効果をきわめて有効に作用させるために
は、l0KH,〜100KH,の周波数とすることか好
ましい。The vibration frequency at this time can be arbitrarily selected or may be normally set to 10 Hz to 10 MHz. In order to make the vibration effect extremely effective on the fluidized material, it is preferable to use a frequency of 10KH to 100KH.
n波長共振におけるnは、上述のようにm / 2であ
るか(第3図)、ダイス1及びノズル部材2ての超音波
振動の損失を少なくするためにはn〈3とすることが好
ましい。In the n-wavelength resonance, n is preferably m/2 as described above (Fig. 3), or n < 3 in order to reduce the loss of ultrasonic vibration in the die 1 and the nozzle member 2. .
さらに、ダイス1に与える超音波振動の振幅は、成形材
料の流動性及び分散性を向上させ、また、振動による推
進力を大きくするためには0.1JLm〜1100pと
することが好ましい。Further, the amplitude of the ultrasonic vibration applied to the die 1 is preferably 0.1 JLm to 1100 p in order to improve the fluidity and dispersibility of the molding material and to increase the driving force due to the vibration.
ノズル部材2から押し出されたフィラメント状の押出物
は、その後延伸処理する。延伸処理は、その押出物の押
出口からの押出速度と引取速度の比、すなわちドラフト
比が一倍より大きく千倍以下となるように設定すればよ
い。そのほか、公知の方法によって、冷却、熱処理9表
面処理等を行なうことが可能てあり、例えば、押出物を
高周波加熱することにより結晶性樹脂のフィラメントの
2
結晶化度を上げることもできる。The filamentary extrudate extruded from the nozzle member 2 is then subjected to a stretching process. The stretching process may be set so that the ratio of the extrusion speed and take-up speed of the extrudate from the extrusion port, that is, the draft ratio, is greater than 1 time and less than 1,000 times. In addition, cooling, heat treatment 9 surface treatment, etc. can be performed by known methods. For example, the degree of crystallinity of the filaments of the crystalline resin can be increased by high-frequency heating of the extrudate.
表面処理としては、樹脂加工、パーマネントプレス加工
、帯電防止加工、吸汗加工、透湿性防水加工、防汚加工
、難燃加工、防蝕加工、抗菌防臭加工等を挙げられる。Examples of the surface treatment include resin treatment, permanent press treatment, antistatic treatment, sweat absorption treatment, moisture permeable waterproof treatment, antifouling treatment, flame retardant treatment, corrosion prevention treatment, antibacterial and deodorization treatment, and the like.
なお、本明細書において、フィラメントとは、一般的な
繊維のほか、構造捲縮繊維、中空繊維。Note that in this specification, filaments include not only general fibers, but also structural crimped fibers and hollow fibers.
コンジュゲート繊維、高収縮繊維、高強力繊維。Conjugate fibers, high shrinkage fibers, high strength fibers.
医用繊維2合成紙用繊維、スパンボンド用繊維。Medical fibers 2 Synthetic paper fibers, spunbond fibers.
人工皮革用繊維9分離膜用繊維等を含むものである。Fibers for artificial leather 9 Includes fibers for separation membranes, etc.
上述したフィラメントの成形方法によって成形可能な成
形材料としては、次のようなものを用いることができる
。As the molding material that can be molded by the above-described filament molding method, the following can be used.
■熱可塑性樹脂
α−オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン、シンジオタフlチックポリスチレン、
塩化ビニル樹脂、ボリブデン、超高分子量ポリエチレン
、ポリメチルペンテン、アイオノマー、ポリブチレン等
)
ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタ 3
レート、ポリエチレンテレフタレート、ボリアリレート
等)
ポリエーテル系樹脂(ポリサルホン、ポリエーテルサル
ホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリアリルスルホン、ポリオキシベンジレン、ポリ
フェニレンオキサイド、ポリシアノアリルエーテル[特
開昭62−22326]等)ポリカーボネート系樹脂
ポリイミド系樹脂
ポリアミド系樹脂
ポリアミドイミド系樹脂
メタクリル樹脂
フッソ樹脂
MBS(メタクリレート ブタジェン スチレン)樹脂
AAS (アクリレート アクリロニトリル スチレン
)樹脂
AS(アクリロニトリル スチレン)樹脂AC3(塩素
化アクリロニトリル ポリエチレン スチレン)樹脂
ABS (アクリロニトリル
レン)樹脂
ポリアセタール系樹脂
セルロース系樹脂
ブタジェン
スチ
4
ポリ塩化ビニリデン
塩素化ポリエチレン
EVA (エチレン ビニル
ポリウレタン系樹脂
シリコーン樹脂
アリル樹脂
フラン樹脂
液晶性ポリマー 等
■熱硬化性樹脂
エポキシ樹脂
フェノール樹脂
ポリブタジェン樹脂
シリコーン樹脂
不飽和ポリエステル樹脂
アミノ樹脂 等
■熱可塑性エラストマー
スチレン−ブタジェン系エラストマー
ポリエステル系エラストマー
ポリエチレ系エラストマー
ウレタン系エラストマー
塩化ビニル系エラストマー 等
などのプラスチック、ゴム、エラストマー等の有樹脂
アセテート)
5
機材料、ピッチ、無機高分子、超伝導材料を含むセラミ
ックス、金属、ガラス等の無機材料およびそれらの混合
材料等成形時に少なくとも若干の流動性を有する材料を
挙げることができる。特に、プラスチックやピッチに適
用すれば従来では糸切れを起すような低温域での高速成
形が可能となるたけでなく、極細かつ、高配向のフィラ
メントを容易に成形でき、さらに引続いて行なわれる延
伸の条件を最適化することにより高強度の繊維を得るこ
とができる。■Thermoplastic resin α-olefin resin (polyethylene, polypropylene, polystyrene, syndiotastic polystyrene,
Vinyl chloride resin, bolybdenum, ultra-high molecular weight polyethylene, polymethylpentene, ionomer, polybutylene, etc.) Polyester resin (polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyarylate, etc.) Polyether resin (polysulfone, polyethersulfone, polyester resin, etc.) Etherketone, polyetheretherketone, polyallyl sulfone, polyoxybenzylene, polyphenylene oxide, polycyanoallyl ether [JP-A-62-22326], etc.) Polycarbonate resin Polyimide resin Polyamide resin Polyamide-imide resin Methacrylic resin Fluorine Resin MBS (methacrylate butadiene styrene) resin AAS (acrylate acrylonitrile styrene) resin AS (acrylonitrile styrene) resin AC3 (chlorinated acrylonitrile polyethylene styrene) resin ABS (acrylonitrile) resin polyacetal resin cellulose resin butadiene styrene 4 Polyvinylidene chloride chlorinated polyethylene EVA (ethylene vinyl polyurethane resin silicone resin allyl resin furan resin liquid crystal polymer, etc. Thermosetting resin epoxy resin phenolic resin polybutadiene resin silicone resin unsaturated polyester resin amino resin etc. ■ thermoplastic elastomer styrene-butadiene elastomer polyester elastomer polyethylene 5. Inorganic materials such as organic materials, pitch, inorganic polymers, ceramics including superconducting materials, metals, glass, etc. Examples include materials that have at least some fluidity during molding, such as mixed materials. In particular, if applied to plastics and pitch, it not only becomes possible to perform high-speed molding at low temperatures that would conventionally cause yarn breakage, but also allows for easy molding of ultra-fine, highly oriented filaments, and furthermore, allows for subsequent drawing. High strength fibers can be obtained by optimizing the conditions.
さらに、プラスチック等の流動性を有する材料とともに
、補強用の繊維をダイスへ供給すると、振動により材料
は繊維の内部まで浸透し、ボイドのない高強度の複合繊
維を製造することができる。Furthermore, when reinforcing fibers are fed to the die together with a fluid material such as plastic, the material penetrates into the fibers due to vibration, making it possible to produce high-strength conjugate fibers without voids.
また、本発明におけるフィラメントの成形方法とは、押
出成形、引抜成形など流動状態にある成形材料を繊維状
にするために、ダイスまたはノズルを通過させ、緊張下
で延伸する全ての方法を含むものである。In addition, the filament forming method in the present invention includes all methods such as extrusion molding and pultrusion molding, in which the molding material in a fluid state is passed through a die or nozzle and stretched under tension in order to form a fiber. .
6
[実験例]
以下、本発明実施例の成形方法によって行なった、実験
例を、比較例と比較しつつ説明する。6 [Experimental Examples] Hereinafter, experimental examples conducted using the molding method of the embodiments of the present invention will be explained while comparing with comparative examples.
実験例1 成形装置:第1図に示す装置 成形材料:ポリエチレン (出光石油化学■製440M) ダイス及びノズル部材: 材質 5US304 押出口8個 各1.(lv$ ダイス形状 円柱状 超音波発振器二基本周波919.15KN。Experimental example 1 Molding equipment: equipment shown in Figure 1 Molding material: polyethylene (440M made by Idemitsu Petrochemical) Dice and nozzle parts: Material: 5US304 8 extrusion ports, 1 each. (lv$ Dice shape: cylindrical Ultrasonic oscillator dual fundamental frequency 919.15KN.
(精電舎電子工業■製
5ONOPET1200−B)
振幅111Lm
振動モード 縦振動
押出条件:材料温度 280℃
ダイス、ノズル部材温度 280°C
押出量 6 、8Kg/ hr
引取速度 650鳳l肩in
上記条件によりダイス及びノズル部材を共振させつつ押
出成形を行ない、24時間連続成形したときに生じた目
やにによる糸切れの頻度を調べた。(5ONOPET1200-B manufactured by Seidensha Electronics Co., Ltd.) Amplitude: 111 Lm Vibration mode: Vertical vibration Extrusion conditions: Material temperature: 280°C Die, nozzle member temperature: 280°C Extrusion amount: 6,8 Kg/hr Take-up speed: 650 cm According to the above conditions Extrusion molding was performed while making the die and nozzle member resonate, and the frequency of yarn breakage due to mucus produced during continuous molding for 24 hours was investigated.
7 その頻度は一回であった。7 The frequency was once.
比較例1
超音波の発振を停止させた以外、実験例1と同じ条件で
、目やにによる糸切れ頻度を調べた。Comparative Example 1 The frequency of thread breakage due to eye discharge was investigated under the same conditions as Experimental Example 1 except that the oscillation of ultrasonic waves was stopped.
その頻度は37回であった。The frequency was 37 times.
実験例2
成形装置:第4図(a)、(b)に示すように、ダイス
部材を横長とし、L−L変換体を形成した構造の装置を
用いた。Experimental Example 2 Molding apparatus: As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), an apparatus having a structure in which the die member was horizontally elongated and an LL converter was used was used.
含有率1wt%)
引取速度 2.5(■/■in)
上記以外は実験例1と同じ条件でダイスを共振させつつ
成形を行ない、得られたフィラメントの25℃における
引張強度を測定した。Content 1wt%) Take-up speed 2.5 (■/■in) Except for the above, molding was carried out under the same conditions as in Experimental Example 1 while making the die resonate, and the tensile strength of the obtained filament at 25°C was measured.
その結果、引張強度は196 Kg/c■2であった。As a result, the tensile strength was 196 Kg/c2.
比較例2
8
超音波の発振を停+卜させた以外、実験例2と同し条件
で実験を開始したか、実験例2と同じ材料温度及びダイ
ス温度てはメルトフラクチャーか発生した。そこて、材
料温度及びダイス、ノズル部材温度を徐々にLげたか、
成形材料か分解し始めたため、押出量を0 、3 K
g/hrとし、またダイス及びノズルの温度を265°
Cとして実験を行なった。Comparative Example 2 8 The experiment was started under the same conditions as Experimental Example 2 except that the ultrasonic oscillation was stopped, or melt fracture occurred under the same material temperature and die temperature as Experimental Example 2. Then, I gradually lowered the material temperature and the die and nozzle member temperatures to L.
The molding material started to decompose, so the extrusion rate was reduced to 0.3K.
g/hr, and the temperature of the die and nozzle was 265°.
The experiment was conducted as C.
その結果、得られたフィラメントの25℃における引張
強度は140 Kg/cm2てあった。As a result, the tensile strength of the obtained filament at 25°C was 140 Kg/cm2.
た。Ta.
含有率1wt%)
超音波発振器:
基本周波数19゜
15KN□
9
(精電舎電子工業■製
5ONOPET120ローB)
振幅11gm(押出口部ては1lx
8.5=93゜5川m)
振動モード 縦振動
押出条件:材料温度 200°C
ダイス、ノズル部材温度 200 ’C押出量 0.0
25Kg/hr
引取速度 0.9m/min
上記条件によりダイス及びノズル部材を共振させつつ押
出成形を行ない、得られたフィラメントの25°Cにお
ける引張強度を測定した。Content rate 1wt%) Ultrasonic oscillator: Fundamental frequency 19° 15KN□ 9 (5ONOPET 120 Low B manufactured by Seidensha Electronics Co., Ltd.) Amplitude 11gm (1lx 8.5 = 93° 5kawam at the extrusion port) Vibration mode Vertical Vibration extrusion conditions: Material temperature 200°C Die, nozzle member temperature 200'C Extrusion amount 0.0
25 Kg/hr Take-up speed 0.9 m/min Extrusion molding was carried out under the above conditions while making the die and nozzle member resonate, and the tensile strength of the obtained filament at 25°C was measured.
その結果、引張強度は227 Kg/cm2てあった。As a result, the tensile strength was 227 Kg/cm2.
また、このときフィラメントにはメルトフラクチャは発
生していなかった。Moreover, no melt fracture occurred in the filament at this time.
比較例3
超音波の発振を停止させた以外、実験例3と同し条件で
実験を開始したが、実験例3と同じ材料温度及びダイス
温度ではメルトフラクチャか著しく発生した。そこで、
材料温度及びダイス、ノズル部材温度を徐々に上げ25
0°Cてようやくメルトフラクチャの発生していないフ
ィラメントな得 0
た。Comparative Example 3 An experiment was started under the same conditions as in Experimental Example 3 except that the ultrasonic oscillation was stopped, but at the same material temperature and die temperature as in Experimental Example 3, melt fracture significantly occurred. Therefore,
Gradually increase the material temperature, die, and nozzle member temperature 25
At 0°C, a filament without melt fracture was finally obtained.
得られたフィラメントの25℃における引張強度は13
5 Kg/c■2であった。The tensile strength of the obtained filament at 25°C is 13
It was 5 Kg/c■2.
実m
成形装置として、第6図に示すような装置を用いた。そ
して、円柱状のダイス部材のみを共振させる構造のもの
を用いたこと、及び径振動を発生する径振動子を用いた
こと以外は、実験例3と同じ条件で実験を行なった。ノ
ズル部材の共振時の変位波形を第7図に示す。この場合
、押出口部でのノズルの部材の振動方向は、フィラメン
トの押出方向に対して垂直である。得られたフィラメン
トの25℃における引張強度を測定した。A device as shown in FIG. 6 was used as a molding device. Then, an experiment was conducted under the same conditions as in Experimental Example 3, except that a structure in which only the cylindrical die member resonated was used, and a radial vibrator that generated radial vibration was used. FIG. 7 shows the displacement waveform of the nozzle member when it resonates. In this case, the direction of vibration of the members of the nozzle at the extrusion outlet is perpendicular to the extrusion direction of the filament. The tensile strength of the obtained filament at 25°C was measured.
その結果、引張強度は200 Kg/cm”であった。As a result, the tensile strength was 200 Kg/cm''.
また、このときフィラメントにはメルトフラクチャは発
生していなかった。Moreover, no melt fracture occurred in the filament at this time.
ル遺む14
超音波の発振を停止させた以外、実験例4と同じ条件で
実験を開始したが、実験例4と同じ材料温度及びダイス
温度ではメルトフラクチャか著し1
く発生した。そこで、材料温度及びダイス、ノズル部材
温度を徐々に上げ250°Cてようやくメルトフラクチ
ャの発生していないフィラメントを得た。14 The experiment was started under the same conditions as Experimental Example 4 except that the ultrasonic oscillation was stopped, but at the same material temperature and die temperature as Experimental Example 4, melt fractures occurred significantly. Therefore, the material temperature, die, and nozzle member temperatures were gradually increased to 250°C, and finally a filament without melt fracture was obtained.
得られたフィラメントの25°Cにおける引張強度は1
42 Kg/crs2であった。The tensile strength of the obtained filament at 25°C is 1
It was 42 Kg/crs2.
[発明の効果]
以上のように、本発明のフィラメント成形方法によれば
、超音波振動をダイスに効果的に作用させることにより
、振動を効率よく伝達させ、I&形材料のダイス及び/
もしくはノズル内における流動性を良好ならしめ、バラ
ス効果を低減して低温域において高強度のフィラメント
の成形を可能とするとともに、目やにの発生による糸切
れを防止し、フィラメント成形の生産性を飛躍的に向上
させることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the filament forming method of the present invention, by effectively applying ultrasonic vibration to the die, the vibration is efficiently transmitted, and the die and/or
Alternatively, it improves fluidity within the nozzle, reduces the balance effect, enables high-strength filament to be formed at low temperatures, and prevents thread breakage due to mucus, dramatically increasing the productivity of filament forming. can be improved.
第1図はフィラメント成形装置の一実施例(実験例1に
用いたもの)の要部裁断断面図、第2図は実験例1に用
いたフィラメント成形装置におけ2
るダイス及びノズル部材の共振時の変位波形、波長の説
明図、第3図は本発明押出成形方法における超音波振動
の変位波形、波長の一具体例の説明図、第4図(a)及
び(b)は実験例2に用いたフィラメント成形装置の要
部側面図及び要部正面図、第5図は実験例2に用いたフ
ィラメント成形装置におけるダイス及びノズル部材の共
振時の変位波形、波長の説明図、第6図は実験例4に用
いたフィラメント成形装置の要部断面図、第7図は実験
例4に用いたフィラメント成形装置におけるダイス及び
ノズル部材の共振時の変位波形、波長の説明図。
1:ダイス la、lb:ダイス部材2:ノズル
部材 2a:押出口
4:超音波振動子 5:超音波発振器7:延伸用引取
装置Figure 1 is a cross-sectional view of essential parts of an embodiment of the filament forming apparatus (used in Experimental Example 1), and Figure 2 is the resonance of the die and nozzle members in the filament forming apparatus used in Experimental Example 1. Figure 3 is an explanatory diagram of a specific example of the displacement waveform and wavelength of ultrasonic vibration in the extrusion molding method of the present invention. Figures 4 (a) and (b) are Experimental Example 2. Fig. 5 is a side view and front view of the main part of the filament forming apparatus used in Experimental Example 2, and Fig. 6 is an explanatory diagram of the displacement waveform and wavelength during resonance of the die and nozzle member in the filament forming apparatus used in Experimental Example 2. 7 is a sectional view of a main part of the filament forming apparatus used in Experimental Example 4, and FIG. 7 is an explanatory diagram of displacement waveforms and wavelengths at resonance of the die and nozzle member in the filament forming apparatus used in Experimental Example 4. 1: Dice la, lb: Dice member 2: Nozzle member 2a: Extrusion port 4: Ultrasonic vibrator 5: Ultrasonic oscillator 7: Drawing device for drawing
Claims (2)
て、ダイスと、押出口を有するノズル部材を共振させつ
つ成形材料を押し出し、次いで、この成形材料を緊張下
で延伸すること特徴としたフィラメントの成形方法。(1) A method for molding a molding material into a filament shape, characterized by extruding the molding material while resonating a die and a nozzle member having an extrusion port, and then stretching the molding material under tension. Method.
て、押出口を有するノズル部材を共振させつつ成形材料
を押し出し、次いで、この成形材料を緊張下で延伸する
こと特徴としたフィラメントの成形方法。(2) A method of forming a filament by extruding a molding material while resonating a nozzle member having an extrusion port, and then stretching the molding material under tension.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP814290A JPH03213505A (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Method for forming filament |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP814290A JPH03213505A (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Method for forming filament |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213505A true JPH03213505A (en) | 1991-09-18 |
Family
ID=11685056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP814290A Pending JPH03213505A (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Method for forming filament |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03213505A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223208A (en) * | 2007-02-13 | 2008-09-25 | Shinshu Univ | Spinneret and spinning device |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP814290A patent/JPH03213505A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008223208A (en) * | 2007-02-13 | 2008-09-25 | Shinshu Univ | Spinneret and spinning device |
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