本發(fā)明涉及拉鏈鏈牙和拉鏈鏈牙的制造方法。另外,本發(fā)明涉及具備該拉鏈鏈牙的拉鏈鏈牙帶。另外,本發(fā)明涉及具備該拉鏈鏈牙的拉鏈。
背景技術(shù):
拉鏈作為物品的開閉器具,除了在衣物、箱包、鞋靴和雜貨品這樣的身邊的日常用品上使用之外,還被用于貯水罐、漁網(wǎng)和航天服這樣的工業(yè)用品。一般而言,拉鏈主要由一對(duì)縱長(zhǎng)拉鏈帶、沿著各帶的一側(cè)緣安裝的作為拉鏈的嚙合部分的許多鏈牙、和通過(guò)使相對(duì)的鏈牙彼此嚙合或分離來(lái)對(duì)拉鏈的開閉進(jìn)行控制的拉頭這三個(gè)部分構(gòu)成。
作為鏈牙向拉鏈帶的安裝方法之一,將合成樹脂注塑成形于在拉鏈帶的一側(cè)緣形成的芯部。作為構(gòu)成鏈牙的材料的一種,公知有聚縮醛(聚氧化甲烯)樹脂(例:日本特開2007-021023號(hào)公報(bào))。聚縮醛樹脂是強(qiáng)度、彈性模量、蠕變特性、耐沖擊性和反復(fù)疲勞特性的平衡優(yōu)異的工程樹脂,被廣泛應(yīng)用于oa設(shè)備等,尤其是各種機(jī)構(gòu)零部件。
另外,在日本特開平5-125256號(hào)公報(bào)和wo01/032775中記載有能夠使用聚縮醛樹脂作為拉鏈材料,也可以添加玻璃纖維作為強(qiáng)化劑或無(wú)機(jī)填充劑。在wo01/032775中還記載有如下內(nèi)容:無(wú)機(jī)填充劑相對(duì)于100重量份的聚氧化甲烯樹脂優(yōu)選設(shè)為0.5重量份~100重量份的范圍,更優(yōu)選是2重量份~80重量份的范圍,在小于0.5重量份時(shí),填充劑的加強(qiáng)效果不充分,若超過(guò)100重量份,則不僅表面外觀惡化,且成形加工性、耐沖擊性降低,因此,并不優(yōu)選。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-125256號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:wo01/032775
專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-021023號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問(wèn)題
以往,具備通過(guò)對(duì)聚縮醛樹脂進(jìn)行注塑成形而制得的鏈牙的拉鏈與線圈拉鏈相比,具有鏈條橫拉強(qiáng)度較弱這樣的缺點(diǎn)。因此,在箱包等需要強(qiáng)度的物品中,需要增大鏈牙的尺寸。尤其是,若通過(guò)聚縮醛樹脂的注塑成形來(lái)制作厚度較薄的鏈牙,則在測(cè)定鏈條橫拉強(qiáng)度時(shí),易于成為鏈牙的帶夾持部分變形而打開的“開腳”(日文:足開き)的狀態(tài)。因此,期望的是提供一種強(qiáng)度改善了的聚縮醛樹脂制的鏈牙。
這一點(diǎn),雖然日本特開平5-125256號(hào)公報(bào)和wo01/032775記載有可將玻璃纖維應(yīng)用于以聚縮醛樹脂為材料的拉鏈,但是存在如下問(wèn)題:即使將玻璃纖維應(yīng)用于如拉鏈鏈牙那樣的較小的零部件,也難以使玻璃纖維沿著恒定的方向取向,存在鏈條橫拉強(qiáng)度不會(huì)像所期待的那樣提高的問(wèn)題。另外,也存在由于應(yīng)用于鏈牙的玻璃纖維而使得與鏈牙相互摩擦的拉頭磨損的問(wèn)題。
本發(fā)明是以上述狀況為背景而提出的,課題之一在于提供一種能夠在確保耐磨性的同時(shí)有效地使鏈條橫拉強(qiáng)度提高的聚縮醛樹脂制的鏈牙。另外,本發(fā)明的另一個(gè)課題在于提供一種制造聚縮醛樹脂制的鏈牙的方法。另外,本發(fā)明的另一課題在于提供一種具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈鏈牙帶。另外,本發(fā)明的又一課題在于提供一種具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈。
用于解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在將強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑和數(shù)均纖維長(zhǎng)度控制在特定的范圍而配合適當(dāng)量強(qiáng)化纖維的情況下,能夠獲得優(yōu)異的鏈條橫拉強(qiáng)度和耐磨性。另外,本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),通過(guò)對(duì)強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度的分布進(jìn)行控制,鏈條橫拉強(qiáng)度和耐磨性進(jìn)一步提高。本發(fā)明是基于上述見解而完成的。
本發(fā)明的一方面是一種拉鏈鏈牙,其由聚縮醛樹脂組合物形成,該聚縮醛樹脂組合物含有5質(zhì)量%~30質(zhì)量%的平均纖維直徑是5μm~15μm、數(shù)均纖維長(zhǎng)度是150μm~500μm的強(qiáng)化纖維。
在本發(fā)明的拉鏈鏈牙的一實(shí)施方式中,在將數(shù)均纖維長(zhǎng)度設(shè)為ln、將重均纖維長(zhǎng)度設(shè)為lw時(shí),強(qiáng)化纖維具有l(wèi)w/ln是1.0~2.0的纖維長(zhǎng)度分布。
本發(fā)明的拉鏈鏈牙的另一實(shí)施方式中,強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑是6μm~13μm,數(shù)均纖維長(zhǎng)度是200μm~350μm,lw/ln是1.1~1.8,在聚縮醛樹脂組合物中含有10質(zhì)量%~20質(zhì)量%的強(qiáng)化纖維。
本發(fā)明的拉鏈鏈牙的又一實(shí)施方式中,厚度t是2.6mm以下,橫向長(zhǎng)度l是4.5mm以下,縱向長(zhǎng)度m是3.2mm以下。
本發(fā)明的拉鏈鏈牙的又一實(shí)施方式中,拉鏈鏈牙是通過(guò)注塑成形制作的。
在又一方面中,本發(fā)明是一種由含有強(qiáng)化纖維的聚縮醛樹脂組合物構(gòu)成的拉鏈鏈牙的制造方法,其中,在使第一聚縮醛樹脂組合物中含有強(qiáng)化纖維的狀態(tài)下經(jīng)由熔融混煉的工序而制作了母料之后,使不含有強(qiáng)化纖維的第二聚縮醛樹脂組合物與母料混合,從而對(duì)聚縮醛樹脂組合物中的強(qiáng)化纖維的含量進(jìn)行調(diào)整。
在又一方面中,本發(fā)明是具備本發(fā)明的拉鏈鏈牙的拉鏈鏈牙帶。
在又一方面中,本發(fā)明是一種具備本發(fā)明的拉鏈鏈牙的拉鏈條,將鏈牙間的節(jié)距p設(shè)為3.5mm以下,將鏈條寬度w設(shè)為6.3mm以下,將鏈牙的厚度t設(shè)為2.6mm以下。
在又一方面中,本發(fā)明是具備本發(fā)明的拉鏈鏈牙或本發(fā)明的拉鏈條的拉鏈。
在又一方面中,本發(fā)明是具備本發(fā)明的拉鏈的物品。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠獲得強(qiáng)化纖維對(duì)聚縮醛制的拉鏈鏈牙帶來(lái)的鏈條橫拉強(qiáng)度的顯著的提高效果,并且也能夠確保耐磨性。本發(fā)明特別是對(duì)節(jié)距、厚度較小的鏈牙發(fā)揮效果。
附圖說(shuō)明
圖1是具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈鏈牙帶的局部主視圖的一個(gè)例子。
圖2是具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈鏈牙帶的局部側(cè)視圖的一個(gè)例子。
圖3是具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈條的局部主視圖的一個(gè)例子。
圖4是具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈的主視圖的一個(gè)例子。
圖5是表示雙軸混煉擠壓機(jī)的裝置構(gòu)成例。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的特征在于,使用應(yīng)用了適當(dāng)量的具有預(yù)定形狀特性(平均纖維直徑和數(shù)均纖維長(zhǎng)度)的強(qiáng)化纖維的聚縮醛樹脂組合物來(lái)制作拉鏈鏈牙,以下,針對(duì)該特征,包含優(yōu)選的實(shí)施方式在內(nèi)地詳細(xì)地說(shuō)明。
<1.強(qiáng)化纖維>
(材質(zhì))
作為本發(fā)明所使用的強(qiáng)化纖維并沒(méi)有限定,但除了能夠使用例如碳纖維、芳綸纖維等有機(jī)纖維之外,還使用玻璃纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、礦物纖維、礦渣纖維、針狀硅灰石、晶須(例:鈦酸鈣晶須、碳酸鈣晶須、硼酸鋁晶須)等無(wú)機(jī)纖維。出于保持恒定以上的流動(dòng)性且能夠使強(qiáng)度提高這方面的考慮,優(yōu)選使用從玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維中選擇的一種以上,更優(yōu)選玻璃纖維。玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維既可以單獨(dú)使用,也可以組合兩種以上來(lái)使用。作為本發(fā)明能夠優(yōu)選使用的玻璃纖維,可列舉出對(duì)e玻璃(電玻璃,electricalglass)、c玻璃(化學(xué)玻璃,chemicalglass)、a玻璃(堿性玻璃,alkaliglass)、s玻璃(高強(qiáng)度玻璃,highstrengthglass)和耐堿玻璃等玻璃進(jìn)行熔融紡絲而呈長(zhǎng)絲(filament)狀的玻璃纖維。出于加強(qiáng)效果方面的考慮,本發(fā)明中所使用的玻璃單絲優(yōu)選對(duì)e玻璃進(jìn)行熔融紡絲而呈長(zhǎng)絲狀的玻璃單絲。
(含量)
形成鏈牙的聚縮醛樹脂組合物的強(qiáng)化纖維存在含量多則彎曲強(qiáng)度優(yōu)異、而含量少則抗拉強(qiáng)度優(yōu)異這樣的傾向。具體而言,若強(qiáng)化纖維的含量小于5質(zhì)量%,則無(wú)法獲得改善彎曲強(qiáng)度的效果,在鏈條橫拉強(qiáng)度發(fā)面則鏈牙發(fā)生開腳、容易脫出。因此,需要將聚縮醛樹脂組合物中(即、鏈牙中)的強(qiáng)化纖維的含量設(shè)為5質(zhì)量%以上,優(yōu)選是10質(zhì)量%以上,更優(yōu)選是13質(zhì)量%以上。另一方面,若強(qiáng)化纖維的含量超過(guò)30質(zhì)量%,則鏈牙的抗拉強(qiáng)度降低,易于產(chǎn)生鏈牙破壞。因此,需要將聚縮醛樹脂組合物中的強(qiáng)化纖維的含量設(shè)為30質(zhì)量%以下,優(yōu)選是20質(zhì)量%以下,更優(yōu)選是17質(zhì)量%以下。
(平均纖維直徑)
鏈牙中的強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑也對(duì)鏈牙的強(qiáng)度、拉鏈的耐磨性造成影響。若鏈牙中的強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑小于5μm,則無(wú)法獲得充分的加強(qiáng)效果,容易產(chǎn)生鏈牙破壞。另外,強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑較大,則鏈牙的耐磨性提高。因此,需要將鏈牙中的強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑設(shè)為5μm以上,優(yōu)選是6μm以上,更優(yōu)選是8μm以上。另一方面,若強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑超過(guò)15μm,則易于產(chǎn)生拉頭的磨損,耐磨性惡化,并且加強(qiáng)效果降低。因此,需要將鏈牙中的強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑設(shè)為15μm以下,優(yōu)選是13μm以下,更優(yōu)選是11μm以下。
在本發(fā)明中,鏈牙中的強(qiáng)化纖維的平均纖維直徑可用以下的方法測(cè)定。在無(wú)機(jī)纖維的情況下,利用保持600℃的電爐對(duì)鏈牙進(jìn)行兩小時(shí)的焙燒,在有機(jī)纖維的情況下,利用保持500℃的電爐對(duì)鏈牙進(jìn)行5小時(shí)的焙燒,在將樹脂成分去除之后,通過(guò)使用掃描型電子顯微鏡(sem)進(jìn)行觀察,將以倍率1000倍對(duì)任意選擇的100根強(qiáng)化纖維各自的長(zhǎng)度中央部的纖維直徑(直徑)進(jìn)行了測(cè)定時(shí)的算術(shù)平均作為強(qiáng)化纖維的纖維直徑。也可以不進(jìn)行焙燒,使用微焦點(diǎn)x射線透視/ct裝置來(lái)同樣對(duì)樹脂中的強(qiáng)化纖維的纖維直徑進(jìn)行測(cè)定。
(數(shù)均纖維長(zhǎng)度)
鏈牙中的強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度也對(duì)鏈牙的強(qiáng)度、拉鏈的耐磨性造成影響。若強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度小于150μm,則無(wú)法獲得充分的加強(qiáng)效果,容易產(chǎn)生鏈牙破壞。另外,強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度較大,則牙鏈的耐磨性提高。因此,需要將鏈牙中的強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度設(shè)為150μm以上,優(yōu)選是200μm以上,更優(yōu)選是250μm以上。另一方面,若強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度超過(guò)500μm,則易于產(chǎn)生拉頭的磨損,耐磨性惡化,并且加強(qiáng)效果也降低。因此,需要將鏈牙中的強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度設(shè)為500μm以下,優(yōu)選是350μm以下,更優(yōu)選是300μm以下。
在本發(fā)明中,鏈牙中的強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度(ln)可用以下的方法測(cè)定。在無(wú)機(jī)纖維的情況下,利用保持600℃的電爐對(duì)鏈牙進(jìn)行兩小時(shí)的焙燒,在有機(jī)纖維的情況下,利用保持500℃的電爐對(duì)鏈牙進(jìn)行5小時(shí)的焙燒,在將樹脂成分去除了之后,通過(guò)使用掃描型電子顯微鏡(sem)進(jìn)行觀察,根據(jù)以倍率50倍對(duì)任意選擇的100根強(qiáng)化纖維各自的纖維長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定得到的觀察結(jié)果,利用下式算出。也可以不進(jìn)行焙燒,使用微焦點(diǎn)x射線透視/ct裝置來(lái)對(duì)樹脂中的強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定。
ln=σ(li×ni)/σni
li:強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度
ni:纖維長(zhǎng)度li的強(qiáng)化纖維的根數(shù)
(lw/ln)
若將強(qiáng)化纖維的數(shù)均纖維長(zhǎng)度設(shè)為ln、將重均纖維長(zhǎng)度設(shè)為lw,則lw/ln表示強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度的波動(dòng)程度。lw/ln在定義上為1.0以上。lw/ln為1是指,在使用了相同材質(zhì)的強(qiáng)化纖維的情況下,鏈牙中所含有的所有強(qiáng)化纖維是相同的纖維長(zhǎng)度。lw/ln較大,則鏈牙的加強(qiáng)效果較大,橫拉強(qiáng)度的提高效果變高,因此,優(yōu)選lw/ln是1.1以上,更優(yōu)選是1.2以上,進(jìn)一步優(yōu)選是1.3以上。另一方面,若lw/ln過(guò)大,則加強(qiáng)效果反而變小,另外,易于產(chǎn)生拉頭的磨損。因此,優(yōu)選lw/ln是2.0以下,更優(yōu)選是1.8以下,進(jìn)一步優(yōu)選是1.5以下。
在本發(fā)明中,強(qiáng)化纖維的重均纖維長(zhǎng)度(lw)可用以下的方法測(cè)定。在無(wú)機(jī)纖維的情況下,利用保持600℃的電爐對(duì)鏈牙進(jìn)行兩小時(shí)的焙燒,在有機(jī)纖維的情況下,利用保持500℃的電爐對(duì)鏈牙進(jìn)行5小時(shí)的焙燒,在將樹脂成分去除了之后,通過(guò)使用掃描型電子顯微鏡(sem)進(jìn)行觀察,根據(jù)以倍率50倍對(duì)任意地選擇的100根強(qiáng)化纖維各自的纖維長(zhǎng)度進(jìn)行了測(cè)定時(shí)的觀察結(jié)果,由下述的式算出。也可以不進(jìn)行焙燒,使用微焦點(diǎn)x射線透視/ct裝置來(lái)對(duì)樹脂中的強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定。
lw=σ(wi×li)/σwi
=σ(πri2×li×ρ×ni×li)/σ(πri2×li×ρ×ni)
=σ(ri2×li2×ni)/σ(ri2×li×ni)
li:強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度
ni:纖維長(zhǎng)度li的強(qiáng)化纖維的根數(shù)
wi:強(qiáng)化纖維的重量
ri:強(qiáng)化纖維的長(zhǎng)度中央部的纖維直徑
ρ:強(qiáng)化纖維的密度
強(qiáng)化纖維一般由利用集束劑包覆表面而成的纖維構(gòu)成。通過(guò)利用集束劑包覆強(qiáng)化纖維,可獲得與樹脂之間的粘接性增加、提升強(qiáng)度的效果提高這樣的優(yōu)點(diǎn)。作為集束劑,并沒(méi)有限定,可列舉出尿烷系、聚酯系、丙烯酸系、環(huán)氧系、其他各種偶聯(lián)劑等。更優(yōu)選是尿烷系、丙烯酸系、硅烷系偶聯(lián)劑。
作為偶聯(lián)劑,可列舉出硅烷系偶聯(lián)劑、鈦酸酯系偶聯(lián)劑、鋁系偶聯(lián)劑、鉻系偶聯(lián)劑、鋯系偶聯(lián)劑、硼烷系偶聯(lián)劑等,優(yōu)選是硅烷系偶聯(lián)劑或鈦酸酯系偶聯(lián)劑,更優(yōu)選是硅烷系偶聯(lián)劑。
作為所述的硅烷系偶聯(lián)劑,可列舉出例如:三乙氧基硅烷、乙烯基-三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等,優(yōu)選γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、n-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷類。
<2.聚縮醛樹脂>
聚縮醛樹脂是以氧乙烯基(-ch2o-)為主要構(gòu)成單元的高分子化合物。作為可在本發(fā)明中使用的聚縮醛樹脂,并沒(méi)有限定,可列舉出聚縮醛均聚物、聚縮醛共聚物。作為聚縮醛均聚物,并沒(méi)有限定,可列舉出:將甲醛單體或甲醛的環(huán)狀低聚物單獨(dú)聚合而得到的聚縮醛均聚物作為代表例。另外,作為聚縮醛共聚物,沒(méi)有特別的限定,可列舉出:甲醛單體或甲醛的環(huán)狀低聚物與環(huán)狀醚和/或環(huán)狀甲縮醛共聚而得到的聚縮醛共聚物作為代表例。作為甲醛的環(huán)狀低聚物,可列舉出:甲醛的三聚體(三氧雜環(huán)己烷)、四聚體(四氧雜環(huán)己烷)等。作為環(huán)狀醚和環(huán)狀甲縮醛,可列舉出例如:環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、表氯醇、1,3-二氧戊環(huán)、1,4-丁烷二醇甲縮醛等乙二醇、一縮二乙二醇的環(huán)狀甲縮醛等。
并且,作為聚縮醛共聚物,也可以使用:使單官能縮水甘油基醚共聚而得到的具有支鏈的聚縮醛共聚物;使多官能縮水甘油基醚共聚而得到的具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚縮醛共聚物。
并且,作為聚縮醛均聚物,也可以使用:在兩末端或單末端具有氫氧基等官能團(tuán)的化合物例如聚亞烷基二醇的存在下、將甲醛單體或甲醛的環(huán)狀低聚物聚合而得到的具有嵌段成分的聚縮醛均聚物。另外,作為聚縮醛共聚物,也可以使用:同樣地在兩末端或單末端具有氫氧基等官能團(tuán)的化合物例如氫化聚丁二烯二醇的存在下、使甲醛單體或甲醛的環(huán)狀低聚物與環(huán)狀醚和/或環(huán)狀甲縮醛共聚而得到的具有嵌段成分的聚縮醛共聚物。
如以上那樣,在本發(fā)明中,可以使用聚縮醛均聚物、聚縮醛共聚物中的任一種,并沒(méi)有特別限定。這些聚縮醛樹脂既可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。
<3.其他添加劑>
在本發(fā)明的聚縮醛樹脂組合物中,聚縮醛樹脂和強(qiáng)化纖維的合計(jì)含量典型地是90質(zhì)量%以上,更典型地是95質(zhì)量%以上。該合計(jì)含量也能夠設(shè)為98質(zhì)量%以上,進(jìn)而也能夠設(shè)為100質(zhì)量%。另一方面,也可以是,在聚縮醛樹脂組合物中例如以合計(jì)10質(zhì)量%以下添加染料、顏料、耐熱穩(wěn)定劑、耐候劑、耐加水分解劑等常用的添加劑,典型地是以5質(zhì)量%以下添加,更典型地以2質(zhì)量%以下添加。
<4.鏈牙>
本發(fā)明的聚縮醛樹脂組合物可通過(guò)使用單軸擠壓混煉機(jī)、雙軸擠壓混煉機(jī)和捏合機(jī)等裝置來(lái)對(duì)前述的各組成成分進(jìn)行熔融混煉來(lái)制造。在熔融混煉后,能夠利用慣用的成形手段例如注塑成形來(lái)制作鏈牙。一般是在拉鏈帶的一側(cè)緣對(duì)牙鏈進(jìn)行注塑成形并在注塑成形的同時(shí)將鏈牙列固定于拉鏈帶的方法。
強(qiáng)化纖維在熔融混煉時(shí)斷裂而變短,因此,需要以在最終被成形成鏈牙時(shí)強(qiáng)化纖維具有前述的形狀特性的方式對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿結(jié)構(gòu)和混煉溫度等進(jìn)行控制。尤其是,作為使強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度分布變窄(縮小lw/ln)的方法,存在如下方法:預(yù)先制作高濃度地配合有強(qiáng)化纖維的聚縮醛樹脂組合物的母料,將沒(méi)有配合強(qiáng)化纖維的著色或無(wú)著色的聚縮醛樹脂以及根據(jù)需要的添加劑與該母料配合。若不制作母料,則強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度的波動(dòng)易于變大。作為母料中的強(qiáng)化纖維濃度,能夠設(shè)為例如40質(zhì)量%~80質(zhì)量%,典型地能夠設(shè)為45質(zhì)量%~65質(zhì)量%。母料可通過(guò)向聚縮醛樹脂中以預(yù)定濃度添加強(qiáng)化纖維并進(jìn)行熔融混煉來(lái)制作,也可以將該母料冷卻而成為固化狀態(tài)。通過(guò)利用母料,除了強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度分布的控制性提高之外,還可獲得能夠容易地進(jìn)行強(qiáng)化纖維濃度的調(diào)整、著色顆粒的制造這樣的優(yōu)點(diǎn)。也就是說(shuō),通過(guò)將母料和沒(méi)有加入強(qiáng)化纖維的著色或無(wú)著色聚縮醛樹脂配合為所需的種類,能夠容易地制作數(shù)百種顏色的強(qiáng)化纖維配合著色樹脂,生產(chǎn)率優(yōu)異。
對(duì)利用母料使纖維長(zhǎng)度均勻化的機(jī)理進(jìn)行說(shuō)明,需要說(shuō)明的是,該機(jī)理說(shuō)明的意圖并不在于以理論對(duì)本發(fā)明作出限定。母料是針對(duì)樹脂以高濃度配合強(qiáng)化纖維并使強(qiáng)化纖維分散開而成的,因此,除了由螺桿產(chǎn)生的剪切力之外,強(qiáng)化纖維間的剪切力也發(fā)揮很大作用,可獲得較強(qiáng)的混煉效果。另外,強(qiáng)化纖維之間的剪切力使強(qiáng)化纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)的纖維斷裂的效果比使強(qiáng)化纖維長(zhǎng)度較短的纖維斷裂的效果顯著,因此,能夠減輕纖維長(zhǎng)度的波動(dòng)。
對(duì)能夠在本發(fā)明中使用的雙軸混煉擠壓機(jī)的裝置構(gòu)成例進(jìn)行說(shuō)明。雙軸混煉擠壓機(jī)一般是具備具有熔融區(qū)域和混煉區(qū)域的螺桿結(jié)構(gòu)的裝置,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的螺桿軸是將被稱為導(dǎo)程螺桿(フライト·スクリュ)和捏合盤(日文:ニーディング·ディスク)的混煉元件組合而構(gòu)成的。
優(yōu)選熔融區(qū)域和混煉區(qū)域都包括捏合盤。通過(guò)包括捏合盤,可進(jìn)行聚縮醛樹脂的熔融化、強(qiáng)化纖維的微分散。捏合盤通過(guò)彼此的盤交替交叉而具有較高的混煉能力。捏合盤存在正向進(jìn)給型、無(wú)進(jìn)給型、反向進(jìn)給型,典型地說(shuō),正向進(jìn)給型捏合盤的葉片是2片~10片,且葉片與葉片的扭轉(zhuǎn)角度是10度~60度、長(zhǎng)度是螺桿長(zhǎng)徑的0.3~2.0的范圍。典型地說(shuō),無(wú)進(jìn)給型捏合盤的葉片是2片~10片,且葉片的扭轉(zhuǎn)角度是70度~110度,長(zhǎng)度是螺桿長(zhǎng)徑的0.3~2.0的范圍。典型地說(shuō),反向進(jìn)給型捏合盤的葉片是2片~10片,且葉片與葉片的扭轉(zhuǎn)角度是10度~60度,長(zhǎng)度是螺桿長(zhǎng)徑的0.3~2.0的范圍。
擠壓機(jī)的缸能夠由多個(gè)缸體構(gòu)成,在各缸體中能夠變更螺桿結(jié)構(gòu)。捏合盤的數(shù)量、種類(正向進(jìn)給、無(wú)進(jìn)給、反向進(jìn)給)、由捏合盤構(gòu)成的缸體的數(shù)量、位置能夠根據(jù)目的適當(dāng)決定。另外,由導(dǎo)程螺桿構(gòu)成的缸體的數(shù)量、種類(正向進(jìn)給、反向進(jìn)給)、位置也能夠根據(jù)目的適當(dāng)決定。另外,也能夠根據(jù)各缸體的作用附加料斗、通氣部、側(cè)送料器等的功能。
優(yōu)選擠壓機(jī)具有脫氣通氣部。通過(guò)使由于熱歷史等產(chǎn)生的甲醛從通氣部脫氣,可使聚縮醛樹脂的甲醛釋放量減少。脫氣通氣部的位置優(yōu)選位于由捏合盤在熔融區(qū)域和混煉區(qū)域進(jìn)行混煉后的位置,優(yōu)選以-0.06~-0.1mpa進(jìn)行減壓脫氣。另外,由于缸筒的長(zhǎng)度的不同,也能夠在熔融區(qū)域與混煉區(qū)域之間設(shè)置脫氣通氣部和/或開式通氣部。為了對(duì)在強(qiáng)化纖維的側(cè)送料之際夾帶的空氣執(zhí)行脫氣或?yàn)榱舜_認(rèn)熔融狀態(tài),位于熔融區(qū)域與混煉區(qū)域之間的通氣部能夠設(shè)為開式通氣部。
參照?qǐng)D5,將聚縮醛樹脂從擠壓機(jī)的料斗(hp)口向缸內(nèi)供給,在熔融區(qū)域(c1~c9)進(jìn)行熔融。在熔融區(qū)域的最末缸體(c9)設(shè)置有開式通氣部。接下來(lái),從側(cè)送料(sf)口供給強(qiáng)化纖維,在混煉區(qū)域(c10~c14)中進(jìn)行混煉,從通氣部(v)口進(jìn)行脫氣,能夠借助拆裝自由地連結(jié)到擠壓機(jī)與導(dǎo)絲嘴之間的轉(zhuǎn)接器(a)從導(dǎo)絲嘴(d)連續(xù)地?cái)D壓。在本發(fā)明中,料斗(hp)口是螺桿根部的送料口,側(cè)送料(sf)口是位于料斗口與模具之間的送料口。強(qiáng)化纖維出于一定程度確保強(qiáng)化纖維的纖維長(zhǎng)度、還使制造機(jī)的磨損減少等方面的考慮,優(yōu)選利用側(cè)送料(sf)進(jìn)行供給。
熔融混煉的加工溫度優(yōu)選是180℃~240℃,也優(yōu)選為了品質(zhì)、保持作業(yè)環(huán)境,由非活性氣體進(jìn)行置換。
在圖1和圖2中示出本發(fā)明的拉鏈用的鏈牙3的列利用注塑成形夾持固定于被設(shè)置于拉鏈帶2的一側(cè)緣的芯部21而成的拉鏈鏈牙帶1的局部示意圖。如圖1所示,鏈牙3的節(jié)距p表示相鄰的鏈牙3的中心線之間的長(zhǎng)度。鏈牙3的橫向長(zhǎng)度l表示與鏈牙的排列方向垂直的方向且與拉鏈帶的面平行的方向(本發(fā)明中,將該方向稱為“橫向”。)上的最大距離。換言之,表示從與相對(duì)的鏈牙嚙合的頭部的頂端3a到位于與其相反的一側(cè)且要固定到帶的腿部的頂端3b的距離。鏈牙3的縱向長(zhǎng)度m表示與鏈牙的排列方向平行的方向(本發(fā)明中,將該方向稱為“縱向”。)上的最大距離。如圖2所示,鏈牙3的厚度t表示與拉鏈帶的表背方向平行的方向上的最大距離。另外,在圖3中示出使一對(duì)拉鏈鏈牙帶的鏈牙彼此嚙合而構(gòu)成了拉鏈條時(shí)的局部主視圖。鏈條寬度w表示使相對(duì)的鏈牙彼此嚙合了時(shí)、橫向的鏈牙的腿部的頂端3b彼此之間的最大距離。
對(duì)于本發(fā)明的拉鏈用的鏈牙3的大小并沒(méi)有特別限制,但在本發(fā)明中,在強(qiáng)化纖維難以沿著恒定的方向取向、強(qiáng)化纖維難以呈現(xiàn)加強(qiáng)效果那樣的較小的鏈牙中也能夠發(fā)揮加強(qiáng)效果。若將那樣的較小的鏈牙的大小以橫向長(zhǎng)度l、縱向長(zhǎng)度m和厚度t表現(xiàn),則橫向長(zhǎng)度l一般是4.5mm以下,在更小的鏈牙中是4.1mm以下,在進(jìn)一步小的鏈牙中是3.6mm以下,例如是3.2mm~4.5mm,縱向長(zhǎng)度m一般是3.2mm以下,在更小的鏈牙中是2.7mm以下,在進(jìn)一步小的鏈牙中是2.2mm以下,例如是1.9mm~3.2mm,厚度t一般是2.6mm以下,在更小的鏈牙中是2.4mm以下,在進(jìn)一步小的鏈牙中是2.2mm以下,例如是1.5mm~2.6mm。
另外,若將鏈牙3的大小以節(jié)距p表述,則節(jié)距p一般是3.5mm以下,在更小的鏈牙中是3.0mm以下,在進(jìn)一步小的鏈牙中2.5mm以下,例如是2.2mm~3.5mm。另外,若將鏈牙3的大小以鏈條寬度w表述,則鏈條寬度w一般是6.3mm以下,在更小的鏈牙中是5.9mm以下,在進(jìn)一步小的鏈牙中是5.5mm以下,例如是4.5mm~6.3mm。
圖4是具備本發(fā)明的鏈牙的拉鏈的示意圖,具備:一對(duì)拉鏈帶2,每根拉鏈帶2在其一側(cè)緣側(cè)形成有芯部21;隔開預(yù)定間隔安裝到拉鏈帶2的芯部21的鏈牙3的列;在鏈牙3的列的上端和下端固定到拉鏈帶2的芯部21的上止4和下止5;拉頭6,其配置于相對(duì)的一對(duì)鏈牙3的列之間,沿著上下方向滑動(dòng)自由,用于進(jìn)行鏈牙3的嚙合和打開。
沿著一根拉鏈帶2的一側(cè)緣安裝有鏈牙3的列而成的構(gòu)件被稱為拉鏈鏈牙帶,將使一對(duì)拉鏈鏈牙帶的鏈牙3的列彼此嚙合而成的構(gòu)件稱為拉鏈條。此外,下止5能夠也能夠設(shè)為由插銷、座棒、插座體構(gòu)成的開尾嵌插具,利用拉頭的打開操作能夠使一對(duì)拉鏈條分離。
拉鏈帶2所使用的絕緣性的材質(zhì)并沒(méi)有限定,能夠設(shè)為天然樹脂或合成樹脂。一般而言,通過(guò)對(duì)這些纖維進(jìn)行織制或編造構(gòu)成拉鏈帶。作為拉鏈帶2的材質(zhì),典型地能夠使用聚酯、聚酰胺、聚丙烯、丙烯酸等。這些材料之中,出于橫拉強(qiáng)度優(yōu)異的考慮而優(yōu)選聚酯帶。
本發(fā)明的拉鏈能夠安裝于各種物品,特別是作為開閉器具發(fā)揮功能。作為可安裝拉鏈的物品沒(méi)有特別限制,除了例如衣物、箱包、鞋靴和雜貨品這樣的日常用品之外,可列舉貯水罐、漁網(wǎng)和航天服這樣的產(chǎn)業(yè)用品。
實(shí)施例
以下說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例,為了更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)提供以下實(shí)施例,但意圖并不在于限定本發(fā)明。
(gf母料g-1~g-16和g-17的制作)
準(zhǔn)備在e玻璃制的玻璃單絲附著有集束劑而成的、纖維長(zhǎng)度3mm的市售玻璃纖維。準(zhǔn)備好的玻璃纖維按照母料的編號(hào)具有表1所記載的各種平均纖維直徑。接下來(lái),使玻璃纖維(gf)相對(duì)于50質(zhì)量份的聚縮醛樹脂為50質(zhì)量份,利用螺桿直徑45mm的雙軸混煉擠壓機(jī)在熔融混煉溫度200℃、螺桿轉(zhuǎn)速150rpm的條件下進(jìn)行熔融混煉,然后擠壓成股,利用制粒機(jī)進(jìn)行顆?;谱骱斜?所記載的各種平均纖維直徑和數(shù)均纖維長(zhǎng)度的玻璃纖維的gf母料g-1~g-7(濃度50%品)。利用后述的sem觀察母料中的玻璃纖維的平均纖維直徑和數(shù)均纖維長(zhǎng)度。此外,玻璃纖維的纖維直徑從初始到鏈牙完成不變。
對(duì)在制作所述g-1之際使用的雙軸混煉擠壓機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整而制作數(shù)均纖維長(zhǎng)度不同的gf母料g-8~g-13。若螺桿轉(zhuǎn)速變大,則存在纖維長(zhǎng)度變小的傾向,若混煉溫度變高,則存在lw/ln變小的傾向。具體而言,通過(guò)變更對(duì)玻璃纖維進(jìn)行側(cè)送料后的捏合盤的正向進(jìn)給、反向進(jìn)給的種類來(lái)進(jìn)行螺桿結(jié)構(gòu)的調(diào)整。若經(jīng)常使用正向進(jìn)給型的捏合盤,則存在以下傾向:混煉程度變?nèi)?,玻璃纖維的纖維長(zhǎng)度變長(zhǎng),lw/ln變大,而經(jīng)常使用反向進(jìn)給型的捏合盤時(shí)則存在以下傾向:混煉程度變強(qiáng),玻璃纖維的纖維長(zhǎng)度變短,lw/ln變小。
變更在制作所述g-1之際使用的雙軸混煉擠壓機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速、混煉溫度而制作纖維長(zhǎng)度分布不同的gf母料g-14~g-16。若混煉溫度變高,則存在lw/ln變大的傾向。
另外,將15質(zhì)量份的與g-1相同的玻璃纖維、20質(zhì)量份的被著色成藍(lán)色的聚縮醛樹脂、65質(zhì)量份的無(wú)著色聚縮醛樹脂利用螺桿直徑45mm的雙軸混煉擠壓機(jī)在熔融混煉溫度200℃、螺桿轉(zhuǎn)速200rpm的條件下進(jìn)行熔融混煉,然后擠壓成股,利用制粒機(jī)進(jìn)行顆?;瑢⒃撝频貌牧嫌洖間-17(濃度15%品)。g-17其自身是構(gòu)成鏈牙的聚縮醛樹脂組合物,不是母料。
[表1]
(拉鏈條樣品1~24的制作)
在將所述gf母料和著色成藍(lán)色的聚縮醛樹脂(著色pom)、無(wú)著色聚縮醛樹脂(無(wú)著色pom)以表2所記載的比例配合而成為v-1~24的樹脂組合物之后,使用鏈條注射裝置將圖1那樣的形狀的鏈牙列注塑成形于設(shè)置于拉鏈帶的一側(cè)緣的芯部來(lái)制作拉鏈鏈牙帶,使一對(duì)拉鏈鏈牙帶嚙合而制作拉鏈條樣品1~24。此時(shí)的鏈條厚度(t)是1.9mm,鏈條寬度(w)是5.7mm,鏈牙節(jié)距(p)是2.4mm。
[表2]
對(duì)制作好的拉鏈條進(jìn)行下述的評(píng)價(jià)。將結(jié)果表示在表3中。
(平均纖維直徑)
將10個(gè)從拉鏈條上切取的鏈牙放入氧化鋁坩堝,利用掃描型電子顯微鏡(sem)對(duì)保持600℃的電爐進(jìn)行了兩小時(shí)焙燒之后的殘?jiān)M(jìn)行觀察。以倍率1000倍對(duì)任意選擇的100根玻璃纖維各自的長(zhǎng)度中央部的纖維直徑進(jìn)行測(cè)定,將它們的算術(shù)平均設(shè)為平均纖維直徑。
(數(shù)均纖維長(zhǎng)度和重均纖維長(zhǎng)度)
將從gf母料或拉鏈條上切取的鏈牙利用與前述同樣的方法進(jìn)行焙燒、sem成像觀察。使用倍率50倍的sem成像對(duì)任意選擇的100根玻璃纖維各自的長(zhǎng)度中央部的纖維直徑和纖維長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定。數(shù)均纖維長(zhǎng)度ln、重均纖維長(zhǎng)度lw由前述的算式算出來(lái)。
(鏈條橫拉強(qiáng)度)
依據(jù)日本標(biāo)準(zhǔn)jiss3015:2007進(jìn)行測(cè)定。
(拉鏈往復(fù)開閉試驗(yàn))
依據(jù)jiss3015:2007進(jìn)行1000次拉鏈的往復(fù)開閉試驗(yàn)。拉頭使用尼龍樹脂制(gf含有70質(zhì)量%)的拉頭。從試驗(yàn)后的拉鏈拆掉拉頭,利用光學(xué)顯微鏡對(duì)鏈牙的表面和拉頭內(nèi)部的磨損狀態(tài)進(jìn)行觀察,如下述那樣進(jìn)行分級(jí)。
◎:看不到磨損痕跡。
○:稍微看到磨損痕跡。
△:看到磨損痕跡、磨損條紋1~3根。
×:看到磨損痕跡、磨損條紋4~10根。
××:看到磨損痕跡、磨損條紋11根以上。
[表3]
(考察)
樣品-1沒(méi)有配合玻璃纖維,因此,鏈條橫拉強(qiáng)度低,由磨損試驗(yàn)導(dǎo)致的鏈條的磨損也較大。
對(duì)于樣品-2~樣品-8,將平均纖維直徑、數(shù)均纖維長(zhǎng)度和lw/ln設(shè)為適當(dāng)值,使玻璃纖維的含量變化。樣品-2的玻璃纖維的含量過(guò)少,鏈條橫拉強(qiáng)度的提高不充分。另外,鏈牙的磨損也較大。樣品-3~樣品-7是實(shí)施例,玻璃纖維的配合量、平均纖維直徑、數(shù)均纖維長(zhǎng)度和lw/ln是適當(dāng)?shù)模虼?,鏈條橫拉強(qiáng)度提高,耐磨性也優(yōu)異。特別是對(duì)于玻璃纖維的含量是15質(zhì)量%的樣品-5,不僅鏈條橫拉強(qiáng)度最高,還呈現(xiàn)出特別優(yōu)異的耐磨性。樣品-8配合有玻璃纖維,但含量過(guò)多,從而鏈條橫拉強(qiáng)度的提高反而不充分。另外,磨損試驗(yàn)導(dǎo)致拉頭磨損。
對(duì)于樣品-9~樣品-14,將玻璃纖維的含量、數(shù)均纖維長(zhǎng)度和lw/ln設(shè)為適當(dāng)值,而使平均纖維直徑變化。樣品-9的平均纖維直徑過(guò)短,鏈條橫拉強(qiáng)度的提高不充分。樣品-10~樣品-13是實(shí)施例,玻璃纖維的配合量、平均纖維直徑、數(shù)均纖維長(zhǎng)度和lw/ln是恰當(dāng)?shù)模湕l橫拉強(qiáng)度較高,耐磨性也優(yōu)異。特別是纖維直徑處于6μm~13μm的范圍的樣品-11和樣品-12呈現(xiàn)較好的結(jié)果。樣品-14的平均纖維直徑過(guò)長(zhǎng),磨損試驗(yàn)導(dǎo)致拉頭磨損。
對(duì)于樣品-15~樣品-20,將玻璃纖維的含量、平均纖維直徑和lw/ln設(shè)為適當(dāng)值,而使數(shù)均纖維長(zhǎng)度變化。樣品-15的數(shù)均纖維長(zhǎng)度過(guò)短,從而鏈條橫拉強(qiáng)度的提高不充分。樣品-16~樣品-19是實(shí)施例,玻璃纖維的配合量、平均纖維直徑、數(shù)均纖維長(zhǎng)度和lw/ln是適當(dāng)?shù)?,因此,鏈條橫拉強(qiáng)度較高,耐磨性也優(yōu)異。特別是纖維長(zhǎng)度處于200μm~350μm的范圍的樣品-17和樣品-18呈現(xiàn)了較好的結(jié)果。樣品-20的數(shù)均纖維長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),磨損試驗(yàn)導(dǎo)致拉頭磨損。
樣品-21~樣品-23的玻璃纖維的含量、數(shù)均纖維長(zhǎng)度、以及平均纖維直徑是適當(dāng)值,全部是實(shí)施例,通過(guò)使lw/ln變化而驗(yàn)證其影響。其中,lw/ln處于1.1~1.8的范圍的樣品-21呈現(xiàn)了最優(yōu)異的結(jié)果。lw/ln超過(guò)2的樣品-23的玻璃纖維長(zhǎng)度的分布廣,較長(zhǎng)的纖維的比例變大,拉頭易于磨損。
樣品-24使用不經(jīng)由母料就對(duì)玻璃纖維和聚縮醛樹脂進(jìn)行熔融混煉而制成的樹脂組合物。數(shù)均纖維長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),另外,lw/ln過(guò)大,磨損試驗(yàn)導(dǎo)致拉頭磨損。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1、拉鏈鏈牙帶;2、拉鏈帶;21、芯部;3、鏈牙;4、上止;5、下止;6、拉頭;7、拉鏈條;m、擠壓機(jī)馬達(dá);c1~14、缸體;a、轉(zhuǎn)接器;d、導(dǎo)絲嘴;hp、料斗;sf、側(cè)送料器;ov、開式通氣部;v、脫氣通氣部。