JP2014034200A - メヤニの発生を抑制する装置及びストランドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メヤニの発生を抑制する装置は、側面に複数の気体排出口42aが一列に並んで形成された多角筒状を呈する配管42を有する。配管42は、ストランドSが吐出される円形状の複数の吐出口22bが一方向に沿って並んで形成されたダイ部20に対して固定されている。気体排出口42aは吐出口22bに一対一で対応している。気体排出口42aの開口面積は0.2mm2〜7.0mm2である。気体排出口42aは、吐出口22bの周縁のうち中心点に対して±30°の領域に向かっている。吐出口22bが延在する仮想直線と、気体排出口42aが延在する仮想直線とがなす角は25°〜75°である。気体排出口42aと吐出口22bとの直線距離は3mm〜20mmである。
【選択図】図3
Description
まず、下記の構成を有する12バレルの二軸同方向回転押出機(東芝機械株式会社製TEM58SS)を用意した。
No.1バレル :第一供給口
No.2バレル :搬送ゾーン
No.3〜4バレル:第一混練ゾーン
No.5バレル :大気ベント
No.6バレル :第二供給口(サイドフィードバレル)
No.7バレル :第二混練ゾーン
No.8バレル :第三供給口
No.9バレル :第三混練ゾーン
No.10バレル :真空ベント
No.11バレル :クローズドバレル
No.12バレル :クローズドバレル
バレル温度 :280℃
ダイ温度 :280℃
吐出口22bの数 :20個(一列)
吐出口22bの形状:全て円形
吐出口22bの直径:全て4.0mm
吐出口22bの長さ:全て15mm
配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さと直径との比:3.75
配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さと直径との比:3.75
1:吐出口22bにメヤニが全く出なかった
2:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが全く出なかったが、150°〜210°の領域にメヤニが1mm付いた
3:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが全く出なかったが、150°〜210°の領域にメヤニが3mm程度付いた
4:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが全く出なかったが、150°〜210°の領域にメヤニが5mm程度付いた
5:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが1mm程度付き、150°〜210°の領域にメヤニが7mm程度付いた
6:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが3mm程度付き、150°〜210°の領域にメヤニが10mm程度付いた
7:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが5mm程度付き、150°〜210°の領域にメヤニが10mm程度付いた
8:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが7mm程度付き、150°〜210°の領域にメヤニが10mm以上付いた
9:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが10mm程度付き、150°〜210°の領域にメヤニが10mm以上付いた
10:吐出口22bの周縁のうち±150°の領域にはメヤニが10mmを超えて付き、150°〜210°の領域にメヤニが10mmを超えて付いた
1:ストランドは切れることなく安定していた
2:メヤニのために曲がるストランドが2本以下であった
3:メヤニのために曲がるストランドが3本以上5本以下であった
4:30分に1本以内の割合でストランドの切断が発生した
5:30分に2本以上の割合でストランドの切断が発生した
配管42を取り付けなかった以外は実施例1と同様とした。メヤニはすぐ成長し、黒く変色した。メヤニのため、高頻度でストランドの切断が発生した。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「10」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「黒」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「5」であった。
気体排出口42aの開口面積を12.56mm2とした以外は、実施例1と同様とした。気体の流速が遅くなったことに伴いメヤニ量が増えたため、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「8」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「茶」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「4」であった。
各気体排出口42aが、対応する吐出口22bの周縁のうち中心点Oに対して320°の位置に向かうように設定された以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と比較して早かった。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「7」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「茶」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「3」であった。
気体の吹き付け角度を20°とした以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と比較して早かった。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「8」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「茶」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「4」であった。
気体排出口42aと吐出口22bとの直線距離を25mmとした以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と比較して早かった。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「7」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「茶」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「3」であった。
配管42を治具41に溶接で固定した以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と同程度であった。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「2」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「1」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「1」であった。
吐出口22bの形状を全て0.5mm×5mmの四角形状とした以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1よりも僅かに増えた。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「4」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「4」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「2」であった。
気体の吹き付け角度を45°とした以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と同程度であった。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「3」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「3」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「1」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「1」であった。
気体排出口42aと吐出口22bとの直線距離を15mmとした以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と比較して早かったが、メヤニ量は比較例7と比較して少なく、メヤニの変色も比較例7と比較して少なかった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「5」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「2」であった。
治具41にさらに、外形が四角形状を呈する配管43を取り付けた以外は、実施例1と同様とした。配管43の治具41への取り付けについて具体的に述べると、鍔部材43bが治具41に接するまで配管43を貫通孔41b内に挿通した後、配管43を治具41に固定した。配管43の治具41への固定は、錐籾加工により配管43の外表面に円錐状の凹部を形成し、先端が円錐状を呈するネジで配管43を治具41に固定する方法を採用した。
配管42の断面部開口面積を19.63mm2に設定すると共に、一つの気体排出口42aあたりの気体の流量を、23℃且つ0.1MPa換算で3L/分に設定した以外は、実施例1と同様とした。メヤニの成長は実施例1と比較して早かったが、メヤニの変色は生じなかった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「5」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「2」であった。
気体排出口42aの開口面積を1.760mm2に設定した以外は、実施例1と同様とした。メヤニ量は実施例1と比較して増えたが、メヤニの色は白のままであった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「5」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「2」であった。
一つの気体排出口42aあたりの気体の流量を、23℃且つ0.1MPa換算で20L/分に設定した以外は、実施例1と同様とした。実施例9においては、メヤニが全く発生しなかった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「1」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「1」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「1」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「1」であった。
気体の温度を300℃に設定した以外は、実施例1と同様とした。メヤニ量は実施例1と比較して増えたが、メヤニの変色は生じなかった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「5」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「2」であった。
レオナ1300S(旭化成ケミカルズ株式会社製)の押出機への投入量を150kg/hrに設定した以外は、実施例1と同様とした。両端に位置する吐出口22bから吐出されるストランドSが捻れ、これらのストランドSに気体がうまく当たらなかったため、実施例1と比較してメヤニ量が増えた。ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「5」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「2」であった。
吐出口22bの長さと径との比が、吐出口22bの配列方向において端部から中央部分に向かうにつれて大きくなるように設定されたダイプレート22を用いた以外は、実施例11と同様とした。具体的には、吐出口22bの配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さh1を15mmに設定すると共に、当該配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さh2を7.5mmに設定した。そのため、吐出口22bの配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さh1と径d1との比は3.75となり、当該配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さh2と径d2との比は1.875となった。
吐出口22bの長さと径との比が、吐出口22bの配列方向において端部から中央部分に向かうにつれて大きくなるように設定されたダイプレート22を用いた以外は、実施例11と同様とした。具体的には、吐出口22bの配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さh1を8mmに設定すると共に、当該配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さh2を4mmに設定した。そのため、吐出口22bの配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さh1と径d1との比は2となり、当該配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さh2と径d2との比は1となった。
押出機の第二供給口に、ペレット系樹脂用の重量式フィーダCとフィラー用の重量式フィーダDとを配置し、熱可塑性樹脂組成物の組成を変更した以外は、実施例1と同様とした。具体的には、フィーダAからPPE(ポリフェニレンエーテル)(旭化成ケミカルズ株式会社製S201A)を250kg/hrで第一供給口から押出機内に投入した。フィーダBからGPPS685(PSジャパン株式会社製)を50kg/hrで第一供給口から押出機内に投入した。フィーダCからHIPS(PSジャパン株式会社製H9405)を50kg/hrで第二供給口から押出機内に投入した。フィーダDにグラスファイバー(日本電気硝子社製ECS03T−249)を150kg/hrで第二供給口から押出機内に投入した。
配管42の開口面積を19.63mm2に設定すると共に、ヒータ60の出口における気体の温度を350℃に設定した以外は、実施例14と同様とした。両端に位置する吐出口22bから吐出されるストランドSに多少捻れが生じたものの、実施例14と比較してメヤニ量が少なくなった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「3」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「3」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「3」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「3」であった。
ヒータ60の出口における気体の温度を350℃に設定すると共に、吐出口22bの長さと径との比が、吐出口22bの配列方向において端部から中央部分に向かうにつれて大きくなるように設定されたダイプレート22を用いた以外は、実施例14と同様とした。具体的には、吐出口22bの配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さh1を15mmに設定すると共に、当該配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さh2を7.5mmに設定した。そのため、吐出口22bの配列方向における中央部分に位置する吐出口22bの長さh1と径d1との比は3.75となり、当該配列方向における端部に位置する吐出口22bの長さh2と径d2との比は1.875となった。
配管42を取り付けなかった以外は実施例16と同じ条件で実施した。実施例16と比較して、メヤニ量が大幅に増えた。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「10」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「10」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「黒」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「黒」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「5」であった。
気体の吹き付け角度を45°に設定した以外は、実施例16と同様とした。メヤニ量は実施例16と同等であった。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「3」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「3」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「1」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「1」であった。
熱可塑性樹脂組成物の組成を変更した以外は、実施例16と同様とした。具体的には、フィーダAからPPE(ポリフェニレンエーテル)(旭化成ケミカルズ株式会社製S201A)を150kg/hrで第一供給口から押出機内に投入した。フィーダBから、G1651(シェルポリマー製)とクエン酸をブレンドしたもの(G1651とクエン酸との重量比は5:1)を60kg/hrで第一供給口から押出機内に投入した。フィーダCからレオナ1300S(旭化成ケミカルズ株式会社製)を300kg/hrで第二供給口から押出機内に投入した。
配管42を取り付けなかった以外は実施例18と同じ条件で実施した。実施例18と比較して、メヤニ量が大幅に増えた。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「5」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「5」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「黒」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「黒」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「3」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「3」であった。
一つの気体排出口42aあたりの気体の流量を、23℃且つ0.1MPa換算で3L/分に設定した以外は、実施例18と同様とした。実施例18と比較してメヤニ量が少し増加した。具体的には、ストランドの製造開始から1時間後のメヤニ量の評価結果は「2」であり、ストランドの製造開始から3時間後のメヤニ量は「2」であった。ストランドの製造開始から1時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であり、ストランドの製造開始から3時間後に吐出口22bの近傍に生じたメヤニの色を目視にて観察したところ「白」であった。ストランドの製造開始から1時間後のストランド安定性は「1」であり、ストランドの製造開始から3時間後のストランド安定性は「1」であった。
Claims (19)
- 側面にN(Nは2以上の整数)個の気体排出口が一列に並んで形成された多角筒状を呈する第1の配管が、ストランドが吐出される円形状のN個の吐出口が一方向に沿って並んで形成されたダイ部に対して固定された、メヤニの発生を抑制する装置であって、
前記第1の配管の前記第n(nは1〜Nの整数)の気体排出口は、前記第nの吐出口に向けて気体を吹き付けるために前記第nの吐出口に一対一で対応しており、
前記第1の配管の前記第nの気体排出口の開口面積は、0.2mm2〜7.0mm2であり、
前記第nの吐出口の周縁のうち上端に位置する点を前記第nの吐出口の中心点に対して0°の位置にあると規定したときに、前記第1の配管の前記第nの気体排出口は、前記第nの吐出口の前記周縁のうち前記中心点に対して±30°の領域に向かっており、
前記第nの吐出口が延在する第1の仮想直線と、前記第1の配管の前記第nの気体排出口が延在する第2の仮想直線とがなす角が25°〜75°であり、
前記第1の配管の前記第nの気体排出口と前記第nの吐出口との直線距離は3mm〜20mmである、装置。 - 前記第1の配管の断面部開口面積は38.5mm2〜706.9mm2である、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の配管の前記第nの気体排出口の長さを2乗した値と、前記第1の配管の前記第nの気体排出口の開口面積の値との比が1.0〜7.0である、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記第1の配管は、第1の治具を介して前記ダイ部に対して固定されており、
前記第1の治具には前記第1の配管の外形に対応する多角形状の第1の貫通孔が形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第1の貫通孔は長孔形状を呈し、
前記第1の配管はスペーサにより前記第1の貫通孔における任意の位置に固定される、請求項4に記載の装置。 - 側面にN(Nは2以上の整数)個の気体排出口が一方向に沿って並んで形成された多角筒状を呈する第2の配管をさらに備え、
前記第2の配管は、前記ダイ部に対して固定されており、
前記第2の配管の前記第nの気体排出口は、前記第nの吐出口に向けて気体を吹き付けるために前記第nの吐出口に一対一で対応しており、
前記第2の配管の前記第nの気体排出口の開口面積は、0.2mm2〜7.0mm2であり、
前記第2の配管の前記第nの気体排出口は、前記第nの吐出口の前記周縁のうち前記中心点に対して150°〜210°の領域に向かっており、
前記第nの吐出口が延在する第1の仮想直線と、前記第2の配管の前記第nの気体排出口が延在する第2の仮想直線とがなす角が25°〜75°であり、
前記第2の配管の前記第nの気体排出口と前記第nの吐出口との直線距離は3mm〜20mmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第2の配管の断面部開口面積は38.5mm2〜706.9mm2である、請求項6に記載の装置。
- 前記第2の配管の前記第nの気体排出口の長さを2乗した値と、前記第2の配管の前記第nの気体排出口の開口面積の値との比が1.0〜7.0である、請求項6又は7に記載の装置。
- 前記第2の配管は、第2の治具を介して前記ダイ部に対して固定されており、
前記第2の治具には前記第2の配管の外形に対応する多角形状の第2の貫通孔が形成されている、請求項6〜8のいずれか一項に記載の装置。 - 前記第2の貫通孔は長孔形状を呈し、
前記第2の配管はスペーサにより前記第2の貫通孔における任意の位置に固定される、請求項9に記載の装置。 - 前記吐出口の長さと径との比は1.0〜5.0である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記吐出口の長さと径との比が、前記吐出口の配列方向において端部から中央部分に向かうにつれて大きくなる、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記配列方向における中央部分に位置する前記吐出口の長さと径との比は1.0〜8.0であり、前記配列方向における端部に位置する前記吐出口の長さと径との比は0.3〜7.2である、請求項12に記載の装置。
- 紐状の熱可塑性樹脂組成物をストランドとして前記ダイ部の前記吐出口から吐出する工程と、
請求項1〜13のいずれか一項に記載の装置を用いて、前記第nの気体排出口から前記第nの吐出口に向けて気体を吹き付ける工程と、
ストランドバスが貯留する冷却液に前記ストランドを通して前記ストランドを冷却する工程とを含む、ストランドの製造方法。 - 前記気体は、空気、窒素ガス又は炭酸ガスである、請求項14に記載の方法。
- 前記第1又は第2の配管の一つの前記気体排出口における気体の流量は、23℃且つ0.1MPa換算で5L/分〜100L/分である、請求項14又は15に記載の方法。
- 前記第1又は第2の配管の入口における気体の温度を0℃〜650℃に設定する、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物はポリアミド系樹脂を含み、
前記第1又は第2の配管の入口における気体の温度を0℃〜100℃に設定する、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記熱可塑性樹脂組成物はポリフェニレンエーテル系樹脂を含み、
前記第1又は第2の配管の入口における気体の温度を100℃〜650℃に設定する、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
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