JPS60179223A - マイクロ波加熱延伸/熱処理装置 - Google Patents

マイクロ波加熱延伸/熱処理装置

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JPS60179223A
JPS60179223A JP3575284A JP3575284A JPS60179223A JP S60179223 A JPS60179223 A JP S60179223A JP 3575284 A JP3575284 A JP 3575284A JP 3575284 A JP3575284 A JP 3575284A JP S60179223 A JPS60179223 A JP S60179223A
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JP
Japan
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microwave
cavity resonator
resonator
electric field
heat treatment
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Pending
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JP3575284A
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English (en)
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Hideaki Ishihara
石原 英昭
Kazuo Kurita
和夫 栗田
Yoshifumi Minowa
美濃和 芳文
Tetsuo Moriguchi
哲雄 森口
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Mitsubishi Electric Corp
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔゛発明の技術分野〕 この発明はマイクロ波加熱延伸/熱処理装置、トク]こ
、糸状、ロッド状、パイプ状、テープ状、あるいはフィ
ルム状の誘電体を効率良く加熱延伸/熱処理させるもの
1こ関するものである。
なお、′延伸/熱処理ヨとは1延伸および/または熱処
理、を意味する。
〔従来技術〕
従来この種の糸状、ロッド状、パイプ状等のプラスチッ
クを製造するには、延伸のための加熱処理が必要であっ
て、蒸気加熱、電気加熱などの方法がとられているが、
均一にかつ高速に延伸/熱処理するには、物質の内部か
ら加熱できるマイクロ波誘電加熱を利用するのが良い。
従来のマイクロ波誘電加熱延伸/熱処理方式には、例え
ば第1図Iこ示すようなものがあった。第1図は従来の
マイクロ波加熱延伸/熱処理装置の一部切り欠いて内部
を示す斜視図である。図1こおいて、(1) Lt 、
糸状−ロツド状、パイプ状、テープ状あるいはフィルム
状の誘電体で、ここでは糸状のプラスチックである。(
2)は、例えば銅製の円筒、(3)は、例えば銅製の端
板、(4)は糸状のプラスチック(1)の通過孔、(5
)は1記円筒(2)に接続された導波管、(6)はマイ
クロ波発振器、(7)はマイクロ波発振器(6)からの
マイクロ波をL記円筒(2)内に導入するために、L記
円筒(2)の側壁に開孔された結合孔である。(8)は
延伸機で、ここではローラを用いており、空胴共振器(
9)内を通過する誘電体(1)を、ローラ(8)の回転
速度を調節して延伸させる。このような構成の装置にお
いて、マイクロ波をマイクロ波発振器から導波管(5)
を通じて、結合孔(7)から円筒(2)と端板(3)で
囲まれた円筒空胴共振器(9)の中へ供給するとき、円
筒(2)の直径を適当に選んでTMoso モードを励
振させると、その中心軸tに比較的強い電界が生じる。
糸状のプラスチック(1)は、端板(3)の中心に設け
られた通過孔(4)を通じて、円筒空胴共振器(9)の
ほぼ中心軸上を通過するので、その電界によって連続的
に誘電加熱される。しかしながら、誘電損失の小さいポ
リエチレンや、極めて細い糸などの誘電体を加熱する場
合、マイクロ波の吸収率が小さいため、加熱効率が極め
て悪いという欠点があった。
さらに、比較的長時間かかつて加熱延伸するtコめ誘電
体内および誘電体間の結晶性、配向性等の微細構造が不
均一となること、表面の温度が低下するために、誘電体
が不均一に延伸熱処理されることなどの欠点があった。
〔発明の概要〕
この発明は、L記のような欠点を除去するすこめになさ
れたもので、空胴共振器の両端から内部へ電界の方向に
向けて一対の金属製の筒を対向するよう1こ突出させ、
この両筒を経由して誘電体力≦空胴共振器内を通過する
よう怪こすることにより、マイクロ波の吸収率の小さい
プラスチックや極めて細い糸でも効率良く加熱でき、均
一に、効率良く延伸/熱処理できるマイクロ波加熱延伸
/熱処理装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図Iこついて説明する。
第2図はこの発明の一実施例Ir−係る空胴共振器の一
部切り欠いて内部を示す斜視図、第8図はこの発明の一
実施例に係る空胴共振器を示す縦断面図である。図にお
いて、GOは金属製の円筒状の筒で、円筒空胴共振器(
9)の両端から内部へ電界の方向に向けて対向するよう
に突出しており、この両筒OQを経由して誘電体(1)
が空調共振器内を通過する。
他の構成は第1図と同様である。円筒(z)の直径は、
TM、1゜モードの共振条件を満す寸法である。
マイクロ波は、マイクロ波発振器(6)から導波管(6
)を通じて、結合孔(7)から円筒空胴共振器(9)内
に供給され、その中心軸りに集中しtコ極めて強い電界
を形成する。第4図および第5図は、それぞれこの発明
の一実施例に係る円筒空胴共振器の中心軸(Z軸)Lに
おける電界強度(Ez)の分布および半径方向の電界強
度分布を従来例と対比して示す特性図であり、従来の円
筒空胴共振器の電界分布は曲線Aで示し、この発明に係
る円筒空胴共振器の電界分布は曲線Bで示す。
lは空胴共振器(9)長、γは空胴共振i (Q)の半
径、gは対向する一対の金属製の筒a1の先端間の距離
、aは筒顛の内半径である。第6図かられかるように、
この発明に係る空胴共振器の電界は円筒状の筒OQの断
面の大きさの範囲内lこ比較的、均一に集中しているの
で、従来の円筒空胴共振器の電界より強いことがわかる
ところで、糸状のプラスチック(1)をこの円筒空胴共
振器(9)の中心軸とを通過させtことき、吸収される
マイクロ波電力(Pd)は次式であられされる。
Pd = ”−0g6 εr’−δyrro2fE”z
dzま ただし、L式においてωはマイクロ波の角周波数、句は
真空の誘電率、eT′はプラスチックの比誘電率、−δ
はプラスチックの力率、γ0は糸(1)の半径である。
従ってマイクロ波の吸収はt式の積分項が大きい程、大
きくなる。
第6図はこの発明の一実施例に係る空胴共振器の電極間
隔とマイクロ波の吸収電力との関係を示す特性図であり
、円筒空胴共振器の長さく/)を50 MN、円筒状の
筒QQの内半径(a)を6關、共振周波数を約8.00
0MHzに形成した場合の円筒状の筒αQの先端間の距
11t (g)と上記積分項の大きさの関係を示すグラ
フである。g/IIが0.2から0.8の間で、この発
明に係る円筒空胴共振器の方が従来の円筒空調共振器に
比べ、1゜7倍以1マイクロ波の吸収が大きいことがわ
かる。この特性はTMotoモードの空胴共振器では他
の共振周波数や形状のものでも、はぼ同様である。また
、円筒状の筒Ql)の内半径をマイクロ波が通過できな
い大きさ、すなわち次式で表わされる値以下にすること
によって、電波が円筒空胴共振器から外へ漏れなくする
ことができる。
a = λ/8.41J]富= ただし、λはマイクロ波の自由空間波長である。
第7図は、この発明の他の実施例によるマイクロ波加熱
延伸装置の一部切り欠いて内部を示す斜視図で、マイク
ロ波の吸収率の少ないポリエチレンや、極めて細い糸な
どの誘電体(1)を加熱する場合、′!i、Ik4共振
器(9)から反射してくるマイクロ波を吸収−f−ルた
めのアイソレータ0υを導波管(5)内ノマイクロ波発
振器(6)と、空胴共振器(9)との間に挿入し、を記
マイクロ波発振! (6)の出力の安定をはかり、を記
誘電体(1)を品質良く安定に加熱することが出来る。
以上の説明では円筒空調共振器でTMo+。モードを励
振させた場合を示したが、これ1こ限らずTMmnsモ
ードを励振させても同様の効果がある。 ゛また、上記
実施例では円筒状空胴共振器について述べたが、円筒状
の他に例えば断面が楕円、まゆ形、矩形の筒状のもの、
あるいは球状、楕円体状のもの等、各種の形状の空調共
振器を用いてもよい。更に、上記実施例では、円筒状の
筒を突出させた例について示したが、筒の外径、内径は
軸方向で異なるものでも良い。
〔発明の効果〕
以とのべたように、この発明によれば、空調共振器の両
端から内部へ電界の方向1こ向けて一対の金属製の筒を
対向するように突出させ、この両筒を経由して、誘電体
が空調共振器内を通過するよう1こしたので、マイクロ
波の電界を空胴共振器の中心軸上に極めて強く集束でき
、糸状等の誘電体のマイクロ波加熱の効率が向上する。
さらに、誘電体の延伸/熱処理効率を向tさせることが
できる。従って、1把のような構成にすることにより、
延伸/熱処理を施す処理長さ及び処理時間が短縮される
ことから、誘電体内および誘電体間の結晶性、配向性等
の微細構造の均一性が向とし、更に誘電体の表面温度が
低下しにくくなるため、温度が均一1こ保たれ誘電体を
均一に延伸熱処理できることなど誘電体の延伸効率の向
を及び延伸熱処理物の均斉度の向上に効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマイクロ波加熱延伸装置の一部切り欠い
て内部を示す斜視図、第2図は、この発明の一実施例に
係る空胴共振器の一部切り欠いて内部を示す斜視図、第
8図はこの発明の一実施例に係る空胴共振器を示す縦断
面図、第4図はこの発明の一実施例に係る空胴共振器の
中心軸tの電界強度を従来例と対比して示す特性図、第
5図はこの発明の一実施例]こ係る空胴共振器の半径方
向の電界強度を従来例と対比して示す特性図、第6図は
この発明の一実施例に係る空胴共振器の電極間隔とマイ
クロ波の吸収電力との関係を示す特性図、第7図はこの
発明の他の実施例Iこよるマイクロ波加熱延伸/熱処理
装置の一部切り欠いて内部を示す斜視図である。 (υ・・・誘電体、(5)・・・導波管、(7)事納合
孔、(8)用延伸機、(9)・・・空調共振器、顛・・
・筒、αト・・アイソレータ。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第1図 第2図 第3図 第414 ♀ セ 中氏゛力・らehl巨貢貧 (太目り14厘)第す図 第6図 μ 第7図 手続補正書(自発) 1、事件の表示 ′I−8願昭59−85752号2、
発明の名称 マイクロ波加熱延伸/熱処理装置 3、補正をする者 4、代理人 6、補正の対象 明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の欄 6、 補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する
。 (2)同第7頁第1行及び第8行の「εr′」を「ε′
r」に訂正する。 (3)同第8頁第8行の「F」を「p〒jに訂正する。 7、添付書類の目録 補正後の特許請求の範囲を記載した書面1通 以上 特許請求の範囲 (1)空胴共振器の側壁に結合孔を開け、この結合孔を
介して導波管よりン、イクロ波を上記空胴共振器内に導
き、糸状、ロフト状、バ・イブ状。 テープ状あるいはフィルム状の誘電体を上記空胴共振器
内に通し、延伸機により上記空胴共振器内で上記誘電体
を加熱延伸するものにおいて、上記空胴共振器の両端か
ら内部へ電界の方向に向けて一対の金属製の筒を対向す
るように突出させ、この両筒を経由して上記誘電体が上
記空胴共振器内を通過するようにしたことを特徴とする
マイクロ波加熱延伸/熱処理装置。 (2)対向する一対の金属製の筒の先端間の距離(g)
と空胴共振器長(0との比Cg/(1)が02以上0.
8以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のマイクロ波加熱延伸/熱処理装置。 (3)筒の内半径を次式で与えられる値以下にすること
を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のマ
イクロ波加熱延伸/熱処理装置。 a=λ7s、4x(区 ただし、λは?イクロ波の自由空間波長、ε′rは誘電
体の比誘電率である。 (4)導波管内に、空調共振器から反射するマイクロ波
を吸収するためのアイソレータを挿入したことを特徴と
する特許請求の範囲第1項ないし第8項のいずれかに記
載のマ・イクロ波加熱延伸/熱処理装置。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)空調共振器の側壁に結合孔を開け、この結合孔を
    介して導波管よりマイクロ波をと記空胴共振器内に導き
    、糸状、ロット状、パイプ状、テープ状あるいはフィル
    ム状の誘電体を上記空調共振器内に通し、延伸機によ1
    1J、記空胴共振器内でt記誘電体を加熱延伸するもの
    において、を記空胴共振器の両端から内部へ電界の方向
    に向けて一対の金属製の筒を対向するように突出させ、
    この両筒を経由して上記誘電体が上記空調共振器長を通
    過するよう]こしたことを特徴とするマイクロ波加熱延
    伸/熱処理装置。
  2. (2)対向する一対の金属製の筒の先端間の距離(g)
    と空調共振器長<1>との比(g/lりが0.2以h 
    o、s以−下であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のマイクロ波加熱延伸/熱処理装置。
  3. (3)筒の内半径を次式で与えられる値以下にすること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載のマ
    イクロ波加熱延伸/熱処理装置。 a=λ/8.41v’7’F” ただし、人はマイクロ波の自由空間波長、εT′は誘電
    体の比誘電率である。
  4. (4)導波管内)こ、空胴共振器から反射するマイクロ
    波を吸収するためのアイソレータを挿入したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項ないし第8項ノいずれか1
    こ記載のマイクロ波加熱延伸、/熱処理装置。
JP3575284A 1984-02-27 1984-02-27 マイクロ波加熱延伸/熱処理装置 Pending JPS60179223A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012254644A (ja) * 2006-05-11 2012-12-27 Krones Ag プラスチック半加工品用マイクロ波加熱装置およびマイクロ波によるプラスチック半加工品を加熱する方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012254644A (ja) * 2006-05-11 2012-12-27 Krones Ag プラスチック半加工品用マイクロ波加熱装置およびマイクロ波によるプラスチック半加工品を加熱する方法

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