JPS60239507A

JPS60239507A - 結晶性熱可塑性樹脂中空未延伸体の製造方法

Info

Publication number: JPS60239507A
Application number: JP59093739A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ishida; 石田　慎一; Isao Sato; 功佐藤
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-11-28
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH0742604B2

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】（発明の利用分野）本発明は結晶性熱可塑性樹脂中空未延伸体の製造方法に
関し、さらに詳しくは高い引張強度及び弾性率を有する
線条物を得るための母材であるポリオキシメチレンのよ
うな高結晶性熱可塑性樹脂の中空未延伸体の製造方法に
関するものである。

（発明の背景）ポリオキシメチレンのような高結晶性熱可塑性樹脂をロ
ンド状に成形して得られた未延伸体を延伸することによ
って高張力材、ロープ等の産業資材に通した高′弾性率
、高強力の線条物を得ることができる。ポリオキシメチ
レンの高倍率の延伸によって高強力の線条体が得られる
ことは古くから知られており、例えばＰｏｌｙｍｅｒ　
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ、　０
ｃｔｏｂｅｒ、　１９７４、Ｖｏｌ、１４、Ｎａ１０．
６８２〜６８６ページには、ポリオキシメチレンの繊維
を二段延伸することによって合計約２０倍の延伸により
引張弾性率が３５ＧＰａの線条体が得られることが開示
されている。

またポリオキシメチレン未延伸体の延伸によって高弾性
率線条物を得、これを抗張力材に応用することを目的と
した検討がなされている。すなわち昭和５８年度電気通
信学会総合全国大会（昭和５８年４月２〜４８開催）の
予稿集７〜３００ページには、外径６．４額の中実未延
伸ロンドを誘電加熱法で加熱下に、延伸比２６倍で延伸
を行い、引張弾性率４１　Ｇ　Ｐａの延伸線条体が得ら
れたことが示されている。

しかしながら、ポリオキシメチレンのように高結晶性樹
脂の肉厚成形や太い直径のロンドの押出し成形において
は、これを高速で急冷する方法で製造すると「ス」とよ
ばれる結晶収縮に起因するところの制御されない空洞を
生じたり、断面積に斑を生じたり、また表面が不規則に
変形したりする。このような「ス」を解消するには、溶
融樹脂を冷却収縮に応じて供給し、緩慢な冷却凝固を行
わせる必要があり、例えばポリオキシメチレンの押出し
においては、０．１　ｍ’／分程度の速度でしか押出す
ことができないとされている。またこのようにして得ら
れた中実未延伸ロンドを延伸する際には、外部から加熱
する方式で比較的高速の延伸を行おうとすると、該ロン
ドの中央部が所定の温度に達しないうちに延伸が開始さ
れ、ロンドの断面方向に均一にコントロールされた条件
で延伸ができないという欠点があり、高速延伸を行なう
上で大きな障害となっていた。

（発明の目的）本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、高強力
、高弾性率の結晶性熱可塑性樹脂（典型的にはポリオキ
シメチレン）の線条体を得るための中空未延伸体を高速
度で、且つ安定して製造することができる結晶性熱可塑
性樹脂中空未延伸体の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために、未延伸体の
製造について考察、実験した結果、ポリオキシメチレン
のような未延伸体の押出成形においては、成形体の形状
を中空ロンドとし、該ロンドの中心部に集中した収縮応
力を該中空体内に加圧流体（例えば空気または窒素）を
吹込むことによって強制的に保持するようして成形し、
次いで外部から冷却固化することにより、空洞がなく、
また断面積、表面状態等に斑のない、均一な中空成形体
が得られることを見出し、本発明に到達したものである
。

（発明の概要）すなわち、本発明は、間接冷却部を設けた外ダイスと内
ダイスからなる二重ダイスの間から溶融結晶性熱可塑性
樹脂を連続的に押出し、次いで冷媒に直接接触させて結
晶性熱可塑性樹脂未延伸体を得る方法において、二重ダ
イスの出口で中空溶融樹脂の内径が内ダイス出口の外径
よりも大きくなるように内ダイス内に加圧流体を吹込む
ことを特徴とするものである。

本発明の中空未延伸体は、断面が円環状のもの以外に、
三角断面、方形断面等の任意の形態が可能である。以下
の説明では断面が円環状のものについて説明するが、そ
の内径（Ｄｉ　）と外径（Ｄ。

）との関係はほぼ次式で示される関係にある。

上式中、ρは樹脂固体の密度、ρは樹脂溶融体の密度を
示す。例えばポリオキシメチレン中空未延伸体の外径が
６ｆｌの場合、その内径は約１．７５ｍ以上となる。

このような寸法を有する中空未延伸線条体（中空ロンド
）は、急速冷却によって押出成形が可能であり、冷却能
力と内圧ガスの圧力の適切なコントロールによって高速
押出が可能となる。すなわち、例えば中空体の内外の圧
力差をｌ　ｋｇ　／　ｃｔ以上に保持することにより、
押出線速度２　ｒｎ　／分以上、条件によっては５ｍ／
分以上が可能となる。

本発明において、二重ダイスから／８融樹脂を押し出す
際の温度は樹脂の種類により異なるが、ポリオキシメチ
レンの場合は１８５〜２２０°Ｃ程度が好適である。ま
た内ダイスから吹込む加圧流体の圧力は１　ｋｇ　／　
ｃｓＭ　０以上が好ましい。

上述のようにして得られた中空ロンドは、前述のように
延伸用素材として好適に使用され、加熱延伸によって高
倍率かつ高速度で延伸することができ、高強度、高弾性
率を有する延伸体を製造することができる。

本発明は、単にポリオキシメチレンに限らず類似の高結
晶性熱可塑性樹脂、例えばポリアミド、ン１そりエステ
ル、ポリエチルペンテンなど、特に溶融体と結晶の密度
差が大きいポリマーに好ましく適用することができる。

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の未延伸体を製造する装置の全体図であ
る。図においてボンパー１から供給されたポリオキシメ
チレンは押出機２で溶融可塑化されたのち、加熱化され
た二重ダイス３を経て、空中に露出することな（、間接
冷却部４に導かれ、冷却されながら製造される。間接冷
却部４を出た中空未延伸体６は、水のような冷媒を満た
した直接冷却部５で冷媒と直接接触し、完全に固化する
。

その後該中空未延伸体６は、引取機７によって引き取ら
れ、次いでガイド８を通って巻取機９に巻き取られる。

第２図および第３図に、第１図の二重ダ１゛ス３および
間接冷却機４付近の概略断面図を示す。第３図は、本発
明方法によって、中空未延伸体を押出した状態を示すも
のである。図において二重ダイス１ば、中央に加圧流体
送入用の孔１０を有する円柱状の内ダイス１２と、その
外側に円環状の隙間１４を隔てて設けられた二重円筒状
の外側ダイス１６と、該外側ダイス１６の端部に隣接し
て設げられた間接冷却部１８と、さらに中空体の進行方
向に隣接して設けられた直接冷却部２２とからなる。該
間接冷却部１８は、例えば冷却媒体として水２０を流通
させるものであり、また直接冷却部２２は容器内に水が
満たされたものからなる。外ダイス１６と間接冷却部１
８との接続は、第２図に示すように直接、機械的に接続
してもよいが、第５図に示すように断熱材２４を介して
接続するようにしてもよく、また第６図に示すように一
体化してもよい。いずれにしても間接冷却部１８の内径
が外ダイス１６の内径と一致し、かつ溶融樹脂がダイス
出口で外部に露出しない密閉構造になっていることが必
要である。

また外ダイス１６と間接冷却部１８ば独立して温度制御
できるようにある程度断熱されていることが好ましい。

さらに間接冷却部４では、前述のような水冷手段を備え
た円筒形のものであるが、これに、真空だまり２６と連
通した真空サイジングスリット２８を設けたり、真空サ
イジング孔３０を設け、真空ポンプ配管用呼出し３２を
介して真空ポンプにより減圧にすることにより、成形性
を向上させることができる。

本発明においては、中空成形体の外径や偏心率のばらつ
きを小さくするために、間接冷却部１８における中空未
延伸体の内側の圧力を十分高くし、間接冷却部１８の内
壁に該未延伸中空体の外面を押しつけるようにすること
が必要である。そのために、内ダイス１２の中央の孔１
０から加圧流体、例えば空気または窒素を吹き込み間接
冷却部１８におりる中空未延伸体の内外圧力差をｌ　ｋ
ｇ　／　ｃｍに以上になるように調整する。中空未延伸
体の内径りと内ダイス１２の内径ｄが等しい場合、また
は第４図に示すように、Ｄ＜ｄの場合は成形が安定せず
、未延伸体の断面積も激しく変動し、高倍率の延伸に耐
える品質のものが得られなくなる。これに対して、本発
明の実施例を示す第３図のようにＤａｄにすると成形性
は極めて安定し、断面積の変動は殆ど無くなり、延伸性
が向上する。Ｄとｄの差はほんの僅かでよく、例えばＤ
＝、１．１ｄ程度でも十分安定な成形を確保することが
できる。このようなりおよびｄの調整は、溶融樹脂の供
給量と引取速度を適宜制御することにより行なうことが
できろ。

また予め中空未延伸体の内ｉＺ　Ｄが所定の大きさにな
るようにダイスが成形されてている場合には、内ダイス
外径ｄをこれに対して補足すればよい。

なお、第７図及び第８図に示すように間接冷却部１８の
内壁にスリットや孔を設けて減圧する、いわゆるバキュ
ームサイジング法のみでは、１ｋｇ／ｃＪ以上の圧力差
を得るには不十分であるが、内ダイス３の加圧孔１０か
らの加圧と前述のバキュームサイジング法とを併用すれ
ば可能である。

このようにして製造された未延伸体のＸ線小角散乱によ
る長周期は１３５〜１６５人、結晶化度は７０％以下で
あり、従来公知の低速で徐冷固化した「ス」のない未延
伸体（長周期は１７０Å以上、結晶化度は７０％以上）
とは区別される。

以下、本発明の詳細な説明する。

（発明の実施例）実施例１〜３、比較例１〜４ポリオキシメチレン（旭化成工業＠（イ）製テナノク（
登録商標）　３０１０を、第１図及び第３図に示した装
置を用い、外径６■、内径１　、ｌ　ｔａｒ＝の中空未
延伸体を成形した。この場合の溶融樹脂の温度は１９４
℃、直接冷却部２２は１０°Ｃの冷却水を１００１／ｌ
ｌｒて向流で流した。第１表に、成形条件、成形状態、
中空未延伸体の状態及び延伸時の状況を示す。

以下余白（発明の効果）本発明によれば、二重ダイス、間接および直接動手段を
用い、二重ダイスの内部の圧力を一定以上とすることに
より、断面および表面状態が均一で安定した未延伸体を
高い生産性を保って製造することができ、このような未
延伸中空成形体を用いて、加熱下に高倍率で延伸するこ
とにより、高強力、高弾性率の線条体を効率よく生産す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による未延伸中空成形体を製造する装
置の一実施例を示す全体図、第２図、第３図、第４図、
第５図、及び第６図はそれぞれ上述の未延伸中空体の製
造装置の二重ダイスおよび間接冷却部付近の詳細を示す
断面図、第７図および第８図は、それぞれ間接冷却部の
変形例を示す断面図である。１・・・ホッパ、　２・・・押出機、　３・・・二重ダ
イス、４・・・間接冷却部、　５・・・直接冷却部、　
６・・・未延伸中空体、　７・・・繰出しロール、　８
・・・ガイド、９・・・巻取りロール、　１０・・・加
圧孔、　１２・・・内ダイス、　１４・・・隙間、　１
６・・・外ダイス、　１８・・・間接冷却部、　２０・
・・冷却媒体、　２２・・・直接冷却の冷却媒体。代理人　弁理士　川　北　武　長第３図第４図　第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）間接冷却部を設けた外ダイスと内ダイスからなる
二重ダイスの間から溶融結晶性熱可塑性樹脂を連続的に
押出し、次いで冷媒に直接接触させて結晶性熱可塑性樹
脂未延伸体を得る方法において、二重ダイスの出口で中
空溶融樹脂の内径が内ダイス出口の外径よりも大きくな
るように内ダイス内に加圧流体を吹込むことを特徴とす
る結晶性熱可塑性樹脂中空未延伸体の製造方法。