JP2004188504A - アラミド樹脂材料の切断装置および切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来、切断が困難であったアラミド樹脂材料を簡便に確実に切断することができる新規なアラミド樹脂材料の切断装置および切断方法を提供する。特に光ファイバのアラミド繊維層の汎用切断機として有用な装置を提供する。
【解決手段】アラミド樹脂材料の切断具として回転円盤砥石を使用する。円盤砥石と、該円盤砥石を所定速度で回転させる回転駆動部とを含む、アラミド樹脂材料の切断装置。特定形状の円盤砥石安全カバーをさらに含むアラミド繊維の切断に好適な装置。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アラミド樹脂材料を確実に切断することができるアラミド樹脂材料の切断方法および極めて簡素な構成で簡便に使用できるアラミド樹脂材料の切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アラミド（芳香族アミド）樹脂、特にケブラー（ＫＥＶＬＥＲ^ＴＭ）の商標名で市販されているパラ系全芳香族線状ポリアミド（パラ系アラミド樹脂）は、高強度・高弾性率の材料として知られ、種々用途に使用されている。たとえば近年多用されている光ファイバにおいても、光ファイバ心線の緩衝層構成繊維として、また光ケーブルのテンションメンバーとして、上記パラ系アラミド樹脂材料が使用されている（特許文献４など参照）。
【０００３】
一方、上記パラ系アラミド材料は、強靭で耐切創性に優れるため、切断の必要がある時に切断が容易ではないという難点がある。たとえば光ファイバ被覆構成に含まれるような極細のパラ系アラミド繊維であっても、チップ、はさみ、カッターなどの一般的な切断具では極めて切断しにくい。光ファイバ被覆構成のうち、このパラ系アラミド繊維層のみを切断しようとしても、所望位置で切断する作業は容易ではなく、またはさみ等は数回の切断作業で刃先がすぐに切れなくなることは周知である。
このため特に光ファイバの需要に伴って、多層構造の光ファイバ被覆構成のうちから切断しない他層（通常ファイバ素線直上の第１次被覆層）には傷をつけずに、パラ系アラミド繊維層のみを所望位置で切断しうる切断具が望まれていた。
【０００４】
しかしながら上記したように切断困難なアラミド繊維の切断具についてはあまり知られておらず、特に光ファイバのアラミド繊維切断用として入手しうる切断装置は僅種であるのが実状である。具体的に実用品として当業者に知られている市販装置は、特許文献１および２に開示されるようなのこ歯をつけた回転刃物と、尖鋭な刃先を有する固定刃の組合わせた切断具により、アラミド繊維層を含む光ファイバの被覆層を切断する装置程度である。
【０００５】
また光ファイバのアラミド繊維層を切断するための装置として、押切りパンチと下型との相互の加圧および／または打撃により繊維を、好ましくは吸引しながら切断する方式の装置も提案されている（特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許公開３８４２７５４号公報
【特許文献２】特開平１−２０９９０９号公報
【特許文献３】特開平５−２８４６２３号公報
【特許文献４】特開平７−１５１９４５号公報
【特許文献５】特開平１１−２６２８６４号公報
【特許文献６】特開平１１−７７４４３号公報
【特許文献７】特開２０００−１５５２３６号公報
【特許文献８】特開２０００−７６９４５号公報
【特許文献９】特開平１１−２２３７３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記光ファイバのアラミド繊維層を切断しうる市販の装置は、加工刃を使用する上に、固定刃と精巧に組合わせたメカニカルな装置であり、必然的に高価であり、簡便に汎用することは困難である。
本発明は、強靭で耐切創性のアラミド樹脂材料を、簡便かつ所望位置で正確に切断しうるアラミド樹脂材料の切断方法、およびこの方法による簡素な構成で汎用性の高い切断装置であって、特にその需要に伴って切望されている光ファイバのアラミド繊維の切断に好適なアラミド樹脂材料の切断装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記のような情況に鑑みて、アラミド樹脂材料の切断具を模索するうちに、回転円盤砥石の使用を着想し、試験したところ、極細で柔らかくかつ強靭な繊維であって所望位置で適切に切断できることを確認でき、アラミド樹脂材料の切断具として回転円盤砥石が好適であることを知見した。そして回転円盤砥石を使用すれば、汎用装置として有用な簡素な構造のアラミド樹脂材料の切断装置を構成することができ、上記課題を一挙に解決できることを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
なお従来、回転円盤砥石は、アルミ、鉄、超硬などの金属材料切削ホイールとして知られており、たとえば回転円盤砥石を鋼材の切断に使用した装置（特許文献５参照）が提案されている。回転円盤砥石または切削ホイールそのものについては多くの提案がなされており（特許文献６など参照）、またその用途についても、通常の金属材料切断以外に、切断面研磨を兼ねたシリコンＰＬＣ基板の切断に用いること（特許文献７参照）、碍子の切断に用いること（特許文献８参照）などが提案されているが、アラミド樹脂材料の切断に回転円盤砥石を使用することは提案されておらず、回転円盤砥石を用いれば、しなやかで強靭なアラミド繊維であっても適切に切断でき、回転円盤砥石がアラミド樹脂材料に好適な切断具であることは知られていない。
光ファイバ分野における砥石の一般的な使用方法は、テープから露出させた光ファイバ素線の端面を研磨するために使用すること（特許文献９参照）である。
【００１０】
本発明では、上記したような本発明者の知見に基づき、アラミド樹脂材料の新規な切断方法として、回転円盤砥石の使用を提案する。すなわち本発明は、回転円盤砥石を切断具として使用するアラミド樹脂材料の切断方法を提供する。
【００１１】
また本発明では、円盤砥石と、該円盤砥石を所定速度で回転させる回転駆動部とを含むアラミド樹脂材料の切断装置を提供する。
本発明のアラミド樹脂材料の切断装置の特に好ましい態様例は、具体的に、円盤砥石と、円盤砥石に固定したスピンドルを介して円盤砥石を所定速度で回転させる回転駆動部と、円盤砥石の両面にそれぞれ所定間隔離間して平行配置された円盤面と少なくとも同径の板面を有する２枚の板材を含み、かつ板材の互いに対面する位置に、板材外縁から中心方向に向って形成された円盤砥石外周部分を覗かせる所定幅の切込み溝を少なくとも１つ有する安全カバーとを含む。
【００１２】
上記切込み溝の板材外縁開口部は、外縁方向で拡径するテーパが付された態様が好ましい。
上記好ましい態様の切断装置は、アラミド樹脂材料のうちでもアラミド繊維、特に光ファイバのアラミド繊維層を切断するのに好適である。
またこの切込み溝が形成された板面部分は、段差があって対面する板材同士の距離が可能な範囲で近接していることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明では、アラミド樹脂材料の切断具として回転円盤砥石を使用する。
本発明の切断装置は、アラミド樹脂材料を切断するために使用する点で新規であるが、この点を除いては、一般的な回転円盤砥石と同様の、円盤砥石と、円盤砥石を所定速度で回転させる回転駆動部とを含む装置である。
円盤砥石は、少なくとも外周端部に砥粒を含む円盤砥石であればよいが、たとえば研削ホイールとして入手容易な円盤砥石を使用することができる。そのうちでも、一般的にハイス（ハイスピードスチール）、超硬などを切断するダイアモンド、ボラゾン（ｃＢＮ）などの最も硬い砥粒よりも、アルミニウム、鋳鉄などの鋳物（金属材料）研削用として使用される砥石を含むものが好ましい。具体的には、炭化ケイ素（ＧＣ）、溶融アルミナ（ＭＡ，ＰＡ，ＷＡ）などの砥粒がアラミド樹脂材料の切断に好適である。特にＧＣ，ＷＡなどの円盤砥石は、汎用円盤砥石として安価に入手容易である点で好ましく、アラミド樹脂材料切断用としてはとりわけＧＣが好ましい。なおアラミド樹脂材料の研磨であれば、＃４６程度の粒度の砥石でも可能であるが、本発明におけるアラミド樹脂材料の切断には細粒、通常＃２００程度以上の粒度の砥石を用いる必要がある。
【００１４】
本発明において、切断されるアラミド樹脂材料の形態は、特に限定されず、繊維、棒状体、フェルト、織編物、紙、板状体、さらに他の素材との複合板状体などが挙げられる。繊維はフィラメント、紡績糸、撚糸などであってよい。
上記好ましい態様の切断装置は、繊維、光ケーブルのテンションメンバー（棒状体）などの細長い形態のアラミド樹脂材料切断に好適であり、特に光ファイバのアラミド繊維層の切断に好適である。
【００１５】
以下、アラミド繊維特に光ファイバのアラミド繊維層の切断に好適な実施形態を示す図１〜３を参照しながら本発明のアラミド樹脂材料の切断装置および使用方法を具体的に説明する。なお各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。図１は、本発明のアラミド樹脂材料の切断装置を示す平面図であり、図２中のＩ−Ｉ線に沿う部分断面を含む。図２は図１中の矢視ＩＩ方向からの正面図である。
切断装置１は、概ね、円盤砥石２、円盤砥石２の安全カバー３および円盤砥石２を所定速度で回転させる回転駆動部４から構成される。
【００１６】
円盤砥石２は、少なくともその外周２１端部に砥粒を含む円盤砥石であり、その直径は、市販の研削用ホイールを利用するならば略１００ｍｍφであるが、これより小さければ装置全体がよりコンパクトになるため好ましい。
また円盤砥石２は、０．１ｍｍ以上の種々厚みのものが市販されているが、アラミド繊維の切断では、円盤砥石２の厚みが０．５ｍｍ以上に厚くなると、切断面の抵抗が大きくなりすぎて、繊維の切断部がやける傾向にある。厚みは薄い方が好ましいが、一方０．１ｍｍでは割れを生じるおそれもあるので、通常厚み０．３ｍｍ程度のものを使用する。
また砥粒が粗くてもケバを生じやすいなどするため、粒度の細かいものが好ましく、通常、＃２４０程度のものを使用する。
【００１７】
円盤砥石２は、２枚のフランジ５で挟持して、締結具（ボルト）６でスピンドル４１に固定されている。ケース４０内に収容されたモータ（図示せず）のスイッチ７を入れることにより、モータに接続されたスピンドル４１を介して円盤砥石２が所定速度で回転する。
モータは、切断時の強い抵抗に耐え、回転を停止させないためには、ある程度のトルクの大きいものが望まれる。たとえば１０Ｗ程度以上の動力をもつことが望ましい。モータの回転速度は、５００ｒｐｍ程度以上の高速であれば切断可能であるが、好ましくは１０００ｒｐｍ以上である。通常回転速度１２００ｒｐｍ程度のモータを使用する。
【００１８】
本発明の切断装置１では、円盤砥石２のほぼ全面が安全カバー３で覆われ、直接接触するような砥石の露出部分がない。具体的には、安全カバー３は、円盤砥石２の両面にそれぞれ所定間隔離間して平行配置された２枚の板材３ａおよび３ｂを含む。これら板材３ａ，３ｂは、円盤砥石２の円盤面と少なくとも同径の板面を有するが、それぞれの外縁部分３１ａ，３１ｂが屈曲して互いで安全カバー３を全体ケース状とする安全カバーの側面３０を形成し、円盤砥石２の円盤面のみならず外周２１外方も覆うことが望ましい。
【００１９】
板材３ｂは、回転駆動部４のケース４０に締結具（図示せず）などで固定されていることが好ましい。板材３ａと３ｂとは、締結具３４で固定することができる。このように板材３ａ，３ｂから構成された安全ケース３は、締結具３４を外せば、容易に円盤砥石２を取替えることができる。
【００２０】
上記板材３ａ，３ｂの互いに対面する位置には、板材外縁３１ａ，３１ｂから中心方向に向って切込み溝３２ａ，３２ｂが形成され、安全カバー３の外部から円盤砥石２の外周２１部分を覗かせる所定幅の切込み溝３２を構成している。安全カバー３はこの切込み溝３２を少なくとも１つ有する。
切込み溝３２は、最大でも指の侵入は許容しない幅であることが望ましく、光ファイバ心線のアラミド繊維を切断する装置では、通常２ｍｍ程度の細径で形成される。切込み溝３２は、円盤砥石２の少なくとも外周２１を除く溝長さがあればよいが、外周面砥石の摩耗を考慮して長めに設けても、溝幅が細径であるため安全性にはほとんど影響しない。
【００２１】
本発明では、細径の切込み溝３２にアラミド繊維などの被切断物の挿入を容易にするため、切込み溝３２の板材外縁３１ａ，３１ｂ開口部は、板材外縁３１ａ，３１ｂで拡径するテーパが付された態様が好ましい。
また板材３ａ，３ｂは、切込み溝３２ａ，３２ｂが形成された板面部分に段差があって可能な範囲で近接対面した近接部分３３ａ，３３ｂを有していることが望ましい。たとえばこの近接部分３３ａ，３３ｂの安全ケース３の厚みが、１０ｍｍ以下程度、好ましくは８ｍｍ程度であけば、光ファイバのアラミド繊維層よりも外層の切断箇所からたとえば５〜７ｍｍ程度のところでアラミド繊維層を確実に切断することも可能である。またこのような態様であれば、切断時のアラミド繊維のテンションを保ちやすい。
【００２２】
図３は、上記のような切断装置１を用いて光ファイバ心線のアラミド繊維層を切断する作業を模式的に説明する斜視図である。
いま切断しようとする光ファイバ心線１００のアラミド繊維層１０２を、指で摘むかテープで束ねるなどして、光ファイバ素線（通常、その直上の一次被覆層をもつ）と離して切断箇所の両側をもつ。
安全カバー３の切込み溝３２開口部からアラミド繊維層１０２を挿入し、切込み溝３２に沿って、スイッチオンで回転させている円盤砥石２の外周２１に当接させて切断する。
【００２３】
なお上記においては、本発明の特に好ましい実施例を示す図を参照して本発明に係るアラミド樹脂材料の切断装置および切断方法を説明したが、これら図は本発明を説明するためのものであって、本発明全体の範囲がこれにより限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲であれば当業者が適宜になし得る範囲で修正・変更を加えてもよいことはいうまでもない。
【００２４】
たとえば本発明に係る切断装置は、必要に応じて上記に加えて切断した繊維を吸引回収する集塵機構などを備えていてもよい。
また上記には、主として光ファイバ構成層のアラミド繊維を切断する態様について具体的に説明したが、光ファイバ構成層以外のアラミド繊維であってもよく、また繊維以外にも光ファイバを構成するテンションメンバーの切断などにも適宜に応用できることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のアラミド樹脂材料の切断装置および切断方法によれば、従来、切断が困難であったアラミド樹脂材料を簡便に確実に切断することができる。また本発明のアラミド樹脂材料の切断装置は、安価で簡素な構成であって、汎用機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい切断装置の部分断面を含む平面図である。
【図２】図１中の矢視ＩＩ方向からの正面図である。
【図３】図１の切断装置の使用を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１…アラミド樹脂材料の切断装置
２…円盤砥石
２１…外周
３…安全カバー
３０…側面
３１ａ，３１ｂ…板材外縁
３２…切込み溝
３２ａ，３２ｂ…切込み溝
３３ａ，３３ｂ…近接部
３４…締結具
４…回転駆動部
４０…ケース
４１…スピンドル
５…フランジ
６…締結具（ボルト）
７…スイッチ

Claims (6)

1. 回転円盤砥石を切断具として使用するアラミド樹脂材料の切断方法。
2. 円盤砥石と、該円盤砥石を所定速度で回転させる回転駆動部とを含む、アラミド樹脂材料の切断装置。
3. 円盤砥石と、
   該円盤砥石に固定したスピンドルを介して該円盤砥石を所定速度で回転させる回転駆動部と、
   前記円盤砥石の両面にそれぞれ所定間隔離間して平行配置された該円盤面と少なくとも同径の板面を有する２枚の板材を含み、かつ該板材の互いに対面する位置に、該板材外縁から中心方向に向って形成された円盤砥石外周部分を覗かせる所定幅の切込み溝を少なくとも１つ有する安全カバーとを含む、アラミド樹脂材料の切断装置。
4. 前記切込み溝の板材外縁開口部は、外縁方向で拡径するテーパが付されている請求項３に記載のアラミド樹脂材料の切断装置。
5. 前記アラミド樹脂材料がアラミド繊維である請求項２ないし４のいずれかに記載の切断装置。
6. 光ファイバのアラミド繊維層を切断するためのものである請求項３または４に記載の切断装置。

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