JP2741736B2 - プラスチック用充填材とその製造方法および装置 - Google Patents

プラスチック用充填材とその製造方法および装置

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JP2741736B2 JP1100980A JP10098089A JP2741736B2 JP 2741736 B2 JP2741736 B2 JP 2741736B2 JP 1100980 A JP1100980 A JP 1100980A JP 10098089 A JP10098089 A JP 10098089A JP 2741736 B2 JP2741736 B2 JP 2741736B2
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    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック基材と充填材(フィラー)と
から成るプラスチック成形材料において、基材に添加す
る充填材と、その充填材の製造方法および装置に関す
る。
〔従来の技術〕
プラスチック成形品の機械的強度や寸法精度の向上を
図るために、プラスチック基材に充填材を加えたプラス
チック成形材料が一般に用いられている。この充填材の
形状としては、ファイバー(直線)状のものと、フレー
ク(薄板)状のものが主である。
ところが、ファイバー状の充填材を含有したプラスチ
ック成形品は、成形時に充填材の向きが同じになってし
まう部分が局部的に生じるために、成形収縮が異方的と
なり、真円度、平行度等の形状精度が劣化する。
また、フレーク状の充填材を含有したプラスチック成
形品は、上記の成形収縮の異方性については改善される
が、成形品のウェルド部分においては、充填材が積層さ
れた状態となり機械的強度が低下する。
これらの不具合を解決した従来技術としては、充填材
形状を二次元あるいは三次元的な繊維形状とするプラス
チック成形材料が特開昭55−73737号公報にて提案され
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特開昭55−73737号公報に開示されている充填材
は、その製造過程において、直線状の繊維を交叉させて
融着あるいは接着する方法である。この方法は工業的な
生産方式に採り入れるには、問題があり、また開示され
ている方法および装置などにおいては、具体性に欠けて
生産課程に採り入れるには多くの問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。即
ちプラスチック成形品の収縮の異方性を改善し、かつウ
ェルド部分の機械的強度を高めることができる充填材を
安定良くかつ生産性良く得られる充填材と、その製造方
法および製造装置を提供することを目的とするものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するために、加熱手段を備
えた窯で溶融した、例えばガラス溶融物を、一定の速度
で中空ファイバー状に引き伸ばし、切断する刃の向きが
90°異なる2対のカッターにより構成された切断手段に
て、連続的に、切断・成形することにより、充填材を製
造するものである。
本発明の概要を第5−1図、第5−2図、第5−3図
および第6−1図、第6−2図にて説明する。
第5−1図、第5−2図、第5−3図および第6−1
図、第6−2図は、本発明の概念を示すそれぞれの線図
である。
本発明は、第5−1図に示すように、溶融窯から引き
出された円形状の中空ファイバー12の軸方向をZ軸と
し、これに直交する平面内において、直交する軸をX軸
とY軸とする。このX軸にはY軸方向に長い平刃を、Y
軸には、X軸方向に長い平刃をそれぞれ1対設ける。ま
た、X軸,Y軸に設ける刃は、Z軸方向に第5−2図に示
すようd寸法だけ離して設置する。この状態にて、ファ
イバー12を引き出し、X軸,Y軸の刃を作動させると、第
5−2図に示す様な中空の三角錐が成形される。そし
て、X軸,Y軸に配したは平刃の形状を替えることによ
り、第6−1図,第6−2図に示すような、三角錐状の
フィラーを成形することを基本とする充填材と、その充
填材の成形する方法および装置である。
例えば、第5−2図で得られた中空の三角錐に対し
て、さらにX軸に第5−3図に示すように三角刃を配す
と切断される三角錐の外観形状は、点線のようになり、
更に三角刃の頂点(尖形)部が、中空の三角錐のファイ
バーを押しつぶしすると、第6−1図に示すような形状
に切断成形することになる。また、第5−3図に示すよ
うな三角刃に換えて半円の刃とし、第5−3図に示すX
軸およびY軸にこの半円刃を配して前記中空の三角錐の
ファイバーを押しつぶしすると、第6−2図のような形
状に切断形成することになる。
(実施例) 本発明の一実施例を図に基づいて説明する。第1図
は、本発明を実施した充填材を製造する装置の概要を示
す側面よりの断面図。第2図は、第1図に示すA部の拡
大した斜視図。第3図は、第2図に示すカッターの形状
を示す拡大斜視図。第4−1図、第4−2図、第4−3
図は、第1図の装置によって成形されたフィラーのそれ
ぞれの形状を示す斜視図である。
まず本発明の製造装置の構成を実施例図に基づいて説
明する。
第1図に示すように、図の上部位には、底部を擂鉢形
状に形成しその中芯に小孔4を穿設した円筒形状の溶融
窯3が設けられている。その溶融窯3の外周壁面には、
溶融窯3内にて例えばガラス素材1などを溶融する加熱
手段2を配設している。
上記溶融窯3の下方位置には、溶融窯3内にて溶融さ
れた素材を押し出すための小孔(ノズル)4の上方位置
即ち上記溶融窯3内の中央位置に配設した芯棒13により
押し出されて中空的に吊架されたファイバー12を一定の
速度に、かつ一定径寸法に引き出すため2個のローラ5
を並列に配設している。この2個のローラ5は、その間
にファイバー12の先端を挿入した際に挟持可能な間隔を
設けて配設されており、このローラ5はローラ5の駆動
(回転)により中空のファイバー12を引き出せるよう引
出し手段を構成している。
上記溶融窯3の擂鉢状の底部外端面には、上記ノズル
4の周辺と上記引き出し手段5を含む切断手段6間に
は、上記引き出されたファイバー12の軟性を保温保持す
る円筒形状のヒートトンネル21が装着されている。
上記切断手段6は、2対のカッター6a,6bより構成さ
れており、その基端部には、カッターヒーター22をそれ
ぞれ装着してカッター6a,6bが常温(中空のファイバー
を押しつぶした際に常にファイバーを変形させて中空内
面を付着させる温度)を保持可能に構成されている。
またカッター6a,6bの先端には、第2図に示すよう
に、それぞれの先端面を三角形状となし、その周辺部の
内側に三角状の凹部を形成している。(第3図)更にカ
ッター6a,6b共に第3図に示すように上記周辺部をエッ
ジ状に切り削ぎ切断刃11を形成している。
また1対のカッター6aは、上記刃11を有する互の端面
が摺動して衝合する位置に対応装着されて、ファイバー
12の外周面を互に押圧切断するよう摺動自在構成されて
いる。
また第2図に示すように1対のカッター6aの配設位置
と他の1対のカッター6bとの配設位置とは、互に直交
し、カッター6aは、三角状の刃11の尖端15を下方向に配
置し、カッター6bは、三角状の尖端14を上方向に配置し
ている。
更に上記カッター6aの刃11の三角状の尖端15とカッタ
ー6bの刃11の三角状の尖端14とのそれぞれ直交する位置
においてファイバー12の長手方向にフィラーの大きい分
dだけ離間し配置されている。即ちファイバー12が下降
してくる方向をZ軸とすると、カッター6aが配置される
方向をX軸方向、カッター6bが配置されている方向をY
軸方向となる。更にファイバー12が下降し、2対のカッ
ター6a,6bで切断することによりフィラーが所望の形状
に成形される。また下降伸延されるファイバー12の径に
よりフイラーの外径が決定されるのである。
上記切断手段6の下方位置即ち切断手段6にて切断成
形されたフイラー8の落下位置には、フィラー8を冷却
する冷却装置10と、フィラー8との切断時において発生
する微粉破砕片16とフィラー8とを分類する振動子4
と、をそれぞれの側壁面に配設した分類箱20を連設して
いる。
上記分類箱20内には対角線上に傾斜構成されたフィラ
ー8と微粉破砕片16とを分類(すなわち、大きさの程度
によって分けるので分級ともいう)する分類メッシュ18
を配設している。この分類メッシュ18は、その一端を発
振源15と連結した振動子14と連結構成し、フィラー8と
微粉破砕片16とを振動にて分類メッシュ18上にてふるい
にかけるようにするよう構成されている。
上記分類箱20の側壁には上記分類メッシュ18上に落下
したフィラー8を収納する開口部を構成し、その開口端
には、樋を設けてフイラー8を収納する収納箱(回収
箱)7を配設している。
また上記分類メッシュ18の下方位置には、上記分類メ
ッシュ18の傾斜面とは逆方向に傾斜構成した微粉破砕片
16を受け止める案内板19を配設している。即ち上記分類
メッシュ18にて分類されて落下した微粉破砕片16の落下
位置に配設した案内板19を傾斜配設し自動的に下方向に
移動するように構成されている。
上記分類箱20内に設けた案内板19の下端部位には、開
口部を構成して、上記微破砕片16が外壁に連設した微粉
破砕片回収箱17へ自動的に排出するよう構成されてい
る。
上記構成による本実施例の作用を次に説明する。
溶融窯3内にて加熱手段によって溶融された溶融ガラ
ス素材1はノズル4と芯棒13によって中空ファイバー状
となって押し出されて、その先端を1対の引出しローラ
5間に挿入挾着して一定速度で引き出されてその下方位
置のカッターヒーター22を備えた切断手段(2対のカッ
ター6a,6b)6に挿入して所望の寸法に切断されてフィ
ラー8が成形される。
成形されたフィラー8は、振動子14にて振動分類する
分類箱20内の分類メッシュ18上にフィラー8とフィラー
8の切断時に発生した微粉破砕片16とともに落下せしめ
て冷却装置10により急冷却されながら分類される。
分類された一方のフィラー8は、回収箱7内の落下収
納される。
他方分類された微粉破砕片16は、分類メッシュ18を通
過して下方位置の案内板19上に落下せしめて傾斜面を下
降し微粉回収箱17内に落下回収される。
上記における切断手段6は、2対のカッター6aと6b間
にファイバー12が送り込まれ、2対のカッター6a,6bが
互に直行摺動して刃11が噛み合うようにして切断する。
この場合において、各カッター6a,6bの刃11の形状が第
3図のような三角状でエッチ状の刃11を用いた場合は、
第4図に示すようにヒシの実形状の三角錐の各頂点a,b,
c,dが残るような三次元形状になる。また第6−1図、
第6−2図に示すように、カッター6の形状を変えるこ
とによりフィラー8の形状も変形して別形状のヒシの実
形状のフィラー8を成形することもできる。
上記第6−1図に示すヒシの実形状のフィラー8を成
形する場合は、切断手段(2対のカッター6a,6b)6の
うち一方の1対のカッターを平刃とし、他方の1対のカ
ッターを第3図に示すような三角刃にて構成したもので
ある。
また第6−2図に示すフィラー8を成形する場合は、
第2図に示す三角刃11の頂点15と三角刃11の頂点14のそ
れぞれを円形にて構成したものである。
上記実施例において、溶融窯3に設けたノズル4は、
中央に単数のみ穿設して説明したが、必ずしも単数に限
定するものではなく、複数以上設け、それと同様に切断
手段(カッター)6も複数以上設けることにより、フィ
ラー8を多量に製造することができる。
また上記実施例においては、フィラー8の母材とし
て、ガラス素材を用いて説明したが、必ずしもガラス素
材の限定するものではなく他の母材例えばプラスチック
材でもよいことは勿論である。
また溶融窯3内のノズル4上に配設した芯棒13に代わ
りエアーバルブを設けて、エアーを利用してもよい。
(効果) 上記構成作用による本発明によれば、プラスチック成
形品の形状精度と、ウエルド部分の強度において、三角
錐を基本形状とした小片状の充填材に設けた切り込み
と、四つの突起(ヒシの実形状)により成形収縮の局部
的な収縮を防ぎウエルド部では、積層を防止するため高
い形状精度と、安定した強度のプラスチック成形品を得
ることができる。また上記のような優れた機能を有する
充填材を安定かつ生産性よく製造できる効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の構成を概略にて示す側面よりの断面
図。 第2図は、第1図に示すA部を拡大にて示す斜視図。 第3図は、第2図に示すカッターの先端部の構成を示す
拡大斜視図。 第4−1図,第4−2図,第4−3図は、第1図の装置
により製造される各充填材の形状を示す斜視図。 第5−1図,第5−2図,第5−3図は、本発明の概念
を示す各斜視図。 第6−1図,第6−2図は、本発明によって製造される
他の形状を示す各充填材の斜視図。 1…溶融ガラス、2…加熱手段 3…溶融窯、4…ノズル 5…引き出しローラー、6…切断手段 6a,6b…カッター、7…フィラー回収箱 8…フィラー、10…冷却手段 11…刃、12…ファイバー 13…芯棒、14…振動子 16…微粉破砕片、17…微粉破砕片回収箱 18…分類メッシュ、19…案内板 20…回収箱

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充填材の母材を溶融する溶融窯と、この溶
    融窯の直下に溶融窯のノズルより中空状にして押し出さ
    れるファイバーを引き出す引き出し手段と、上記中空状
    のファイバーと交差する一対の第1の切断手段およびこ
    の第1の切断手段に対して離隔するとともに交差する向
    きに配された一対の第2の切断手段と、上記ノズルと第
    1の切断手段間に配設したファイバーを軟化保持する保
    温手段と、上記第2の切断手段の下位に配設し、冷却手
    段を設けた分類室と、この分類室内でフィラーと微粉破
    砕片とを分類する分類手段と、この分類手段の下方位に
    配設したフィラー回収箱と、よりなることを特徴とする
    プラスチック成形基材に混入する充填材の製造装置。
  2. 【請求項2】プラスチック成形基材に混入する充填材に
    おいて、三角錐の相対して交差する稜線の一方または双
    方を切断除去し、4つの頂点を残した三角錐を基本とし
    た三次元形状を成形したことを特徴とするプラスチック
    成形基材に混入する充填材。
  3. 【請求項3】溶融窯のノズルより溶融された溶融物を中
    空状のファイバーとして引き出し手段にて引き出し、成
    形されたファイバーと交差する一対の第1の切断手段お
    よびこの第1の切断手段に対して離隔するとともに交差
    する向きに配された一対の第2の切断手段を用い、この
    2対の切断手段間でファイバーを切断するとともに2対
    の切断手段の刃形状により、フィラーの形状を決定する
    ことを特徴とするプラスチック用充填材の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101445321B (zh) * 2008-12-30 2010-12-22 常州华碧宝特种新材料有限公司 玻璃纤维毛纱的制造方法及所用的设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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