JPS61182925A - 合成樹脂製スパイラル状物の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は寸法安定性、形状安定性、耐錆性、軽量性およ
び耐薬品性などがすぐれた、コイルやばねの形状に代表
される合成樹脂製スパイラル状物を、連続的にかつ効率
よく製造する方法に関するものでおる。

（従来技術） 各種電気、機械機器や雑品、雑貨および玩具などの分野
で使用されるコイルやばねの素材としては、従来から金
属線条が使用されてきたが、これらは錆びを生じ易く耐
久性に劣ること、着色ができないこと、鋭利なため怪我
や事故を招き易いことおよび重く取扱いや保管が困難で
あることなどの欠点があり、最近ではこれらの欠点がな
い合成樹脂製のコイルやばねが注目されている。

合成樹脂製のコイルやばねを製造する方法としては、（
１）一体成形法、（２）賦形軸に樹脂線条をまきつりた
状態で加熱する方法および（３）加熱した賦形軸に樹脂
線条を巻き付ける方法などが知られているが、上記（１
）法では成形金型の作成に莫大な費用を有するばかりか
、得られる成彫物も強度の劣るものである。また上記（
２）および（３）法ではスパイラル状の溝を有する賦形
軸を用いているため線径やピッチの変更への対応が困難
であり、しかもとくに（２）法では連続的な製造プロセ
スを採用することができないばかりか、これらの方法で
は樹脂線条への熱履歴にムラを生じ易いため、寸法安定
性などが均一な成形物を得ることが困難である。

（本発明が解決しようとする問題点） そこで本発明者らは寸法安定性、形状安定性、耐錆性、
軽量性および耐薬品性などがすぐれた、コイルやばねの
形状に代表される合成樹脂製スパイラル状物を、連続的
にかつ効率よく製造することを目的として鋭意検器した
結果、合成樹脂モノフィラメントを素材とし、これを予
熱して賦形軸に巻き取り、直ちに急冷することにより、
上記目的が効果的に達成できることを見出し、本発明に
到達した。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は熱収縮性および熱固定性を有′する合
成樹脂モノフィラメントを緊張状態で走行させ、上記モ
ノフィラメント素材のガラス転移点以上、融点以下の温
度に予熱した後、直ちに回転する賦形軸に巻き取ること
により合成樹脂製スパイラル状物を製造するに際し、上
記賦形軸にモノフィラメントが導入する位置に、モノフ
ィラメントの進行方向を規制する案内ガイドを、また該
案内ガイドに隣接する位置に、巻き取られたモノフィラ
メントを賦形軸の上方から押圧する押さえロールをそれ
ぞれ設け、該押さえロールの位置で巻き取られたモノフ
ィラメントを急冷することを特徴とする合成樹脂製スパ
イラル状物の製造方法を提供するものである。

本発明で用いる熱収縮性および熱固定性を有する合成樹
脂モノフィラメントとはポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイ
ロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン６１０
などのポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィンおよびポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビ
ニリデンなどのポリハロゲン化ビニルなどの溶融紡糸、
延伸可能な熱可塑性合成樹脂を紡糸口金から溶融押出紡
糸し、冷却、延伸および必要に応じて熱固定してなるモ
ノフィラメントであり、なかでもポリエステルから得ら
れるモノフィラメントは、とくに寸法安定性および形状
安定性にすぐれたスパイラル状物を与え得る。ただし未
延伸のモノフィラメントは熱固定性を持たないため、加
熱による規則的な賦形が困難であり、使用に適さない。

なおモノフィラメントの素材樹脂には耐熱剤、耐光剤、
紫外線安定剤、難燃剤、帯電防止剤、砥削、可塑剤、滑
剤、核剤および着色剤などの通常の添加剤を含有ざぜる
ことができ、なかでも各種顔料や染料などの着色剤を含
有させて所望の色に着色したスパイラル状物を得ること
ができる。

これらモノフィラメントの直径は０．１〜５．０ｍｍ、
とくに０．２〜２．０ｍｍの範囲から選択することがで
き、その断面形状も真円形に限らず、楕円形、三角形、
四角形および矩形などの任意の形状を選択することがで
きる。ただしモノフィラメントの直径が５ｍｍ以上にな
ると賦形性が低下するため好ましくない。

モノフィラメントは通常３．０倍以上とくに３．５倍以
上の延伸倍率となるように延伸されたものが好適であり
、延伸倍率が３．０倍未満のモノフィラメントを用いる
場合には、寸法安定性と形状安定性にすぐれた賦形物が
得られないことがある。かかるモノフィラメントの延伸
は１段または２段以上の多段にて、通常の熱ロール、熱
ピン、熱板および湿式または乾式の高温雰囲気などを用
いて行なうことができる。

次に本発明の合成樹脂スパイラル状物の製法について図
面を用いて説明する。

第１図は本発明の方法に用いる装置の主要部分の平面図
であり、第２図は第１図を矢印爪方向から見た側面図、
第３図は第１図を矢印Ｂ方向から見た正面図である。

図面から明らかなように、モノフィラメント１は図示し
ていないボビンなどから解舒され、矢印口方向に回転す
る賦形軸３に対し緊張状態で矢印イ方向に進行し呑ぎ取
られる。そしてモノフィラメント１は賦形軸３に巻き取
られる直前において、予熱装置２により素材樹脂のガラ
ス転移点以上、融点以下の温度に予熱される。ここで予
熱温度が樹脂のガラス転移温度未満では、賦形し難いば
かりか得られるスパイラル状物の寸法および形状安定性
が低下し、融点を越えるとモノフィラメントが切断した
りまたスパイラル状物の均一性が低下するため好ましく
ない。予熱装置２としては図示したごとき笛状物内を高
温雰囲気となるように周囲から加熱したものが好ましい
が、他にも熱媒浴や高温水蒸気雰囲気などを採用するこ
とができる。

予熱装置２の長さはモノフィラメントがその送り速度に
応じて充分賦形可能な程度に軟化することができる範囲
が選択されるが、通常は１０〜２０００ｍ程度が好適で
ある。

予熱装置２を通過することにより加熱、軟化したモノフ
ィラメント１は次いで案内ガイド４を通り、回転する賦
形ｉ１’［ｌ１３に巻き取られる。ここで案内ガイド４
はモノフィラメント１を賦形軸３に正確に案内し、かつ
巻き取られたモノフィラメン１〜が賦形軸３の反対方向
に移動しないように、モノフィラメント１の進行方向を
規制するためのものであり、通常はこれに賦形軸３が貫
通した状態で固定され、糸受り切掛き４′にモノフィラ
メント１が導入するように構成されている。

次に賦形軸３は得ようとするスパイラル状物の内径に等
しい外形を有し、巻き取られたモノフィラメントの進行
方向と反対側の位置に設置された駆動装置（図示せず）
により矢印口方向に回転されている。賦形軸３の素材と
しては金属が好ましく、その断面形状も得ようとするス
パイラル状物の形状に合わせて真円、楕円、三色、四角
および矩形などを任意に選択することができる。なお賦
形軸３は加熱する必要がなく、その長さも押さえロール
５から２ｃｍ以上の程度延長したものでよい。

案内ガイド４を経て賦形軸３に巻き取られたモノフィラ
メント１は賦形軸３の回転、案内ガイド４による位置規
制および巻き取られるまでの緊張状態の作用により、賦
形軸３の先端方向（矢印ハ）へ自動的に進行し、同時に
賦形軸３の上方から押ざえロール５により押圧されて巻
き取りスパイラル形状が均一化される。押さえロール５
はゴムおよび／または金属素材から作られたものであっ
て、賦形したスパイラル状物の１０ピッチ以上、とくに
１５〜４０ピッチ程度を押圧する幅を有し、かつ直径３
〜１Ｑｃｍ程度のものが通常用いられるが、モノフィラ
メントを損傷せしめない点で、少なくとも表面がゴム製
のものが好適である。押さえロール５はその軸５−に圧
力をかけて、賦形軸３上に巻き取られたモノフィラメン
ト１を適度に押圧しているので、賦形軸３の回転に併な
って自動的に回転するが、場合によっては軸５−に駆動
装置を連結し、賦形軸３とほぼ同じ表面速度となるよう
に、強制的に回転させることもできる。この押さえロー
ル５は賦形軸３に巻き取られたモノフィラメントを固定
し、その形状を均一化する役目を果たし、押さえロール
５を用いない場合にはピッチや直径などが一部異常なス
パイラル状物を生ずることがあるため好ましくない。

賦形軸３に巻き取られ、かつ押さえロール５で押圧され
てスパイラル状の形態に賦形されたモノフィラメント１
は、次いで冷却を受けることにより、収縮固定されてそ
の形状が安定化する。冷却は押さえロール５の位置にお
【プる賦形とほぼ同時に行なわれるのが望ましく、図示
した如く賦形軸３の下方あるいは横方向からモノフィラ
メントに向けて冷却管６から冷水または冷風を吹きつけ
るか、または押さえロール５の上方から冷水を散布する
ことなどの急冷により望ましく行なうことができる。

このように賦形、収縮、固定されたスパイラル状物７は
、そのまま賦形軸３の先端方向（矢印ハ）に自動的に送
り出され、所望の長さに切断するなどの作業を経て目的
とする製品になる。

（作　用） 以上説明した本発明の方法によれば、モノフィラメント
１は自動的に賦形軸３に巻き取られて賦形、収縮、固定
され、寸法および形状安定性のすぐれたスパイラル状物
として連続的に取り出される。

そして賦形軸３に対するモノフィラメント１の導入角度
を変更するか、または賦形軸３の巻き取り開始位置から
やや後方にピッチ規制ガイドを設（ブるなどの手段によ
り、たとえば第４図に示したコイルや引張りばねなどの
密着型スパイラル状物７−１から、第５図に示した圧縮
ばねのような適度なピッチを有する非密着型スパイラル
状物７−２などの任意の形状を選択することが可能であ
る。

また賦形軸３を交換することにより、種々の直径および
断面形状を有するスパイラル状物を製造することができ
る。

以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する。

（実施例１） 溶融粘度（ＩＶ）０．６５のポリエチレンテレフタレー
トペレットを乾燥、除湿し、溶融紡糸後１．５．２５倍
に延伸づることにより、直径１．２ｍｍのポリエステル
モノフィラメントを得た。

このポリエステルモノフィラメントを長さ１００ｃｍで
、管内を１３０’Ｃの温度に保持した加熱管中に滞留時
間３分間の速度で通して加熱軟化させ、次いで表面速度
５ｍ／分で回転する直径５、Ｏｍｍの断面真円型賦形軸
に巻き付け、ただちに幅２ｃｍ、直径８ｃｍでかつ表面
ゴム製の押さえロールでモノフィラメントを上方から押
圧し、押さえロールの下方から冷却管により、２６°Ｃ
の水を１リットル／分の量賦形モノフィラメントに注ぎ
、急冷することにより、第４図に示すような、寸法およ
び形状安定性の良好なコイル状賦形物を連続的かつ安定
に製造することかできた。

（比較例１） 実施例１において、押さえロールを取り外した以外は同
様の条件で試験した結果、得られたスパイラル状賦形物
は直径に一部バラツキが認められた。

（比較例２） 実施例１において、冷却水を押さえロールを経た後の賦
形モノフィラメントに注ぐようにその注□入位置を変更
した以外は同様に試験した結果□、得られたスパイラル
状物に寸法バラツキが多く認められた。

（実施例２） 実施例１で用いたポリエチレンテレフタレートペレット
から、同様にして延伸倍率５．０倍で、直径２．Ｑｍｍ
のポリニスデルモノフィラメントを得た。

このポリエステルモノフィラメントを長さ１０００ｍで
１５０℃の温度に保持した加熱管中に滞留時間４分間の
速度で通して加熱軟化させ、表面速度１ｍ／分で回転す
る直径１０ｍｍの断面真円型賦形軸に巻き付【ブた後、
ただちに実施例１と同様の押さえロールで押圧し、水に
より急冷した。この際押さえロールの中央下部にピッチ
プレートを設けて、ピッチ幅を３ｍｍに制御することに
より、第５図に示すような非密着型スパイラル状賦形物
を連続的かつ安定に製造することができた。　得られた
スパイラル状物は、寸法および形状安定性にすぐれ、圧
縮ばねとしてのすぐれた強度を有していた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば寸法安定性、形状
安定性、耐錆性、軽重性および耐薬品性などがすぐれた
合成樹脂製スパイラル状賦形物を、連続的にかつ安定に
効率よく製造することができ、得られるスパイラル状賦
形物は各種電機、機械機器、雑品、雑貨および玩具など
の分野で使用されるコイルやばねとして有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置の主要部分の平面図
であり、第２図は第１図を矢印へ方向から見た側面図、
第３図は第１図を矢印Ｂ方向から見た正面図である。第
４図および第５図は本発明の方法で得られる合成樹脂製
スパイラル状物の斜視図である。 １・・・・・・モノフィラメント ２・・・・・・予熱装置 ３・・・・・・賦形軸 ４・・・・・・案内ガイド ５・・・・・・押さえロール ６・・・・・・冷却管 ７・・・・・・スパイラル状物 特許出願人　　東し・モノフィラメント株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱収縮性および熱固定性を有する合成樹脂モノフィラメ
   ントを緊張状態で走行させ、上記モノフィラメント素材
   のガラス転移点以上、融点以下の温度に予熱した後、直
   ちに回転する賦形軸に巻き取ることにより合成樹脂製ス
   パイラル状物を製造するに際し、上記賦形軸にモノフィ
   ラメントが導入する位置に、モノフィラメントの進行方
   向を規制する案内ガイドを、また該案内ガイドに隣接す
   る位置に、巻き取られたモノフィラメントを賦形軸の上
   方から押圧する押さえロールをそれぞれ設け、該押さえ
   ロールの位置で巻き取られたモノフィラメントを急冷す
   ることを特徴とする合成樹脂製スパイラル状物の製造方
   法。