JP3125051B2 - 円弧状金属短繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は円弧状を呈した金属短繊維の製造方法に関す
るもので、この金属短繊維は、ブレーキ板やクラッチ板
などの摩擦材料用基材をはじめ、導電性プラスチックや
シールド材などの各種構造用複合材料、その他多孔質焼
結品用基材等の幅広い用途に利用できるものである。

〔従来技術〕

従来、金属短繊維の製造手段としては、特公昭56−51
050号の製法や特公昭61−26441号の装置、特開昭57−48
435号の製法等が開示されている。

上記した従来技術によるものは、いずれも工具に自励
振動（びびり振動）を与えて金属ブロック表面層を強制
的に剪断破壊させることを特徴とするもので、これらの
手段により得られる金属短繊維は細い三角柱状のもので
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来技術においては、びびり振動を与えて剪断を
行なうため切刃の寿命が短く、装置自体としても加工中
のびびり振動を受けるため好ましくなく、さらに、所望
の大きさの金属短繊維を得ようとしても「びびり」とい
う不確定な現象を利用しているため、製造途中で加工条
件に変化を生じ、製品サイズのバラツキが大きいという
問題点もあった。

また、上記の「びびり振動法」においては、切削時に
高熱を発するため、これを冷却して切削刃の寿命を延ば
すと共に金属短繊維の焼けを防止するために潤滑油を使
用せざるを得なかった。このため金属短繊維に油が入る
ことは避けられず、従って、得られた金属短繊維に対
し、洗浄、脱水、防錆、乾燥という多くの工程を経なけ
れば目的とする金属短繊維が得られなかった。

さらに、得られた金属短繊維は三角柱状のものである
ため、他の材料と複合した場合の付着性が悪く、繊維を
集合させた場合の空孔率が小さく、分散性が悪い等、使
用上種々の不都合な問題点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の従来技術に比し、切削原理を根本的に
異ならしめたもので、出発原料を、金属ブロックではな
く金属箔を多層にしたものとし、切削手段についてもバ
イトによるびびり振動を利用せず、シャーリングカッタ
ーまたはエンドミルによりスムーズに剪断するようにし
たものである。

すなわち、本発明は、金属箔を複数重ねた状態で徐々
に前進させつつ、その先端縁を、下刃に対し、一定角を
もたせたカッターにて剪断することにより円弧状を呈す
る金属短繊維を得るという技術手段を採用したものであ
る。

上記技術手段によって得られる金属短繊維の形態は、
金属箔を素材とするもので、横断面としてはほぼ四辺形
を呈し、長手方向には弓形にわん曲した円弧状を呈し、
剪断条件によっては長手方向に捩れを有するものであ
る。

本発明に係る円弧状金属短繊維の製造方法は、銅箔を
複数枚積層した状態で低速度にて移送して積層銅箔の先
端側に配置された下刃と該下刃の前方に対向配置された
長さ２〜10mmのカティーを有する捩れ角15〜35゜の刃か
らなるカティーニックエンドミルとにより形成された間
隙に小量突出した積層銅箔の先端縁を該カティーニック
エンドミルにより剪断して横断面が略四辺形であり、且
つ長手方向にて弓形にわん曲した円弧状金属短繊維を得
るようにしたものである。

なお、本発明方法の対象とできる金属箔の種類として
は、銅、アルミニウム、真鍮、純鉄、ステンレス、ニッ
ケル等の箔が掲げられる。また、金属箔の厚さは約30〜
100μｍ程、重ねる枚数は厚手のものなら１枚でもよい
が２〜６枚程度が切削に好適である。また、切削工具で
あるシャーリングカッターのシャーリング角およびエン
ドミルの刃の捩れ角は15〜35゜の範囲が望ましく、カテ
ィーニックエンドミルのカティー（短く切った刃）の長
さおよびスリッターの各刃の間隔は２〜10mmの範囲のも
のが使用できる。

〔作用〕

本発明方法においては、細断し、または細断しない一
定幅の金属箔を複数枚積層した状態にて徐々に移送しな
がらその端縁をシャーリングカッターまたはエンドミル
あるいはカティーニックエンドミルにて剪断により切削
するものであるため、金属短繊維の単体としては横断面
ほぼ四辺形で、全体として円弧状を呈し、さらに、場合
によってはやや捩れたものが自動連続的に製造できる。
また、金属短繊維の大きさや形状については、金属箔の
厚さの選定、シャーリングカッターのシャーリング角、
またはカティーニックエンドミルの刃の捩れ角をはじ
め、ニックの幅やピッチ、金属箔の送り速度やエンドミ
ルの回転速度の選定等により微妙に異った形態のものが
選られる。さらに、金属箔はロール状のものを多数配置
し、積層状態にしてピンチローラーにより引き出し、ま
た、これを多段的に配置することにより一度に多量の金
属短繊維が得られ、金属箔についても５〜25cmの細幅の
廃品が利用できる。

なお、下刃とシャーリングカッターやエンドミルとの
間隙、すなわち、金属箔の剪断条件を常に望ましい関係
にするため、調整ネジ等の前後位置調整手段を設けてい
るので、下刃やシャーリングカッターあるいはエンドミ
ルの磨耗量に応じて、シャーリングカッターまたはエン
ドミルと下刃との相対関係を調整することにより長時間
にわたって一定の剪断条件が確保でき、所定のほぼ均一
な金属短繊維が得られる。なお、上記の剪断条件の調整
は適宜なセンサーを利用して電子的に制御することも可
能である。

〔実施例１〕 第１図、第２図は本発明方法を実施する装置の一例の
要部側面と平面を示し、図中は、帯状の金属箔で紙管
に巻かれており、この金属箔数枚（図面では３枚）が
同時に引き出され、積層された状態で二対のピンチロー
ラーにより順次繰り出されるようになっている。
は、紙管とピンチローラーの間に設けられたガイド
ロール、は、前後のピンチローラーの間に設けら
れた回転スリッターで、積層され移送される途中の金属
箔を長手方向に細断するものである。はピンチローラ
ーの前方に設けられた下刃で、この下刃は下方に前後動
可能な受台を備えており、この受台は調整ネジによ
り前後位置の微調整ができるようになっている。は、
下刃の上方に対応して設けられたシャーリングカッター
で、第３図に示す如く、下刃、すなわち金属箔の上面に
対して一定のシャーリング角θをもって上下動可能に配
置されている。は、前記下刃の上部でシャーリングカ
ッターの後部に設けられた箔押えであり、シャーリング
カッターの下降に追従して下降し、金属箔を下刃との間
で挟持するようになっている。しかし、この箔押えは、
シャーリングカッターと追従して上下動するものに限定
されるものではなく、金属箔のスムーズな移送を妨げな
い程度に予め金属箔の上面を軽く押えるようにしたり、
また、ローラーで押えるようにしてもよい。なお、この
箔押えは、金属箔の厚さが厚い場合には設けなくても剪
断は可能であるが、装置としては各種の金属箔を剪断す
るため設置しておくのが望ましい。は、下刃の前方下
部に設けられたシューターで、切削した金属短繊維を所
定の場所に集めるためのものである。

なお、各部の駆動手段については、通常一般に用いら
れている手段でよいため図示は省略した。

本実施例においては、幅50mm、厚さ45μｍの３枚の銅
箔を紙管より引き出し、ピンチローラーにて10
5mm/minの低速度にて移送する途中において回転スリッ
ターにて10mm幅に細断し、その先端縁をシャー角20゜
にて上下動するシャーリングカッターにて50μｍずつ
剪断することにより、第７図の如き、45×50μｍの横断
面ほぼ四辺形で約40゜の捩れを有し、わん曲の中心角が
約160゜の円弧状を呈する多数の金属短繊維が得られ
た。

〔実施例２〕 実施例１のシャーリングカッターに代えて、ねじれ
角20゜の６枚刃を有するスパイラルエンドミルを、350r
pmにて回転させ銅箔を剪断した結果、実施例１とほぼ同
一の金属短繊維が得られた。

〔実施例３〕 第４図、第５図は本発明方法を実施する別の装置の要
部側面と平面を示し、図中は、帯状の金属箔で紙管
に巻かれており、この金属箔数枚（図面では３枚）が同
時に引き出され、積層された状態で一対のピンチローラ
ーにより順次繰り出されるようになっている。
は、ピンチローラーと紙管の間に設けられたガイド
ロール、は、ガイドプレートで、これらは、積層され
た金属箔が移送中に垂れたり浮き上がらないようにする
ためのものである。は、ピンチローラーの前方に設け
られた下刃で、この下刃は、下方を回動可能に軸支した
受台の上部に設けられており、この受台の前部には微
調整可能なストッパーネジが、そして後部には受台を
常時ストッパーネジに圧接するエアーシリンダーが設
けられている。は、カティーニックエンドミルで、前
記下刃の前端縁と平行に配置され、下刃の前端より小量
突出させた積層金属箔を下刃との間で剪断により切削す
るものである。このカティーニックエンドミルの軸方向
先端には第５図に示すようにセンターが配置され、剪
断の際の軸振れを防止している。

本発明に用いるカティーニックエンドミルは第６図に
示すように、スパイラル状に形成された刃に一定ピッチ
でニック（刻み目）を設けることによりカティー（短
く切った刃）を形成したもので、このカティーの長さ
は２〜10mmのものが利用できる。

なお、は前記の実施例１と同目的のシューターであ
る。は、下刃の上方に設けられた上下調節可能な箔
押えで、カティーニックエンドミルによる剪断の際に金
属箔が浮き上らないように配置されているものであるが
金属箔のスムーズな移送を妨げない程度にバネ圧（図示
せず）を掛けておいてもよく、また、ローラーで押えて
もよい。なお、この実施例においても、各部の駆動手段
については、通常一般に用いられている手段でよいため
図示は省略した。

本実施例においては、幅240mm、厚さ50μｍの３枚の
銅箔を紙管より引き出し、ピンチローラーによ
り140mm/minの低速度にて移送しつつ、その先端縁を、
ねじれ角25゜で刃先で1mm幅のニックを4mmのピッチにて
形成した８枚のスパイラル刃を有する直径80mmのカティ
ーニックエンドミルを350rpmにて回転させて剪断するこ
とにより、第７図に示す如き、50×50μｍの横断面ほぼ
四辺形で約40〜50゜の捩れを有し、わん曲の中心角が約
105〜135゜の円弧状を呈する多数の金属短繊維が効率よ
く得られた。

本発明に係る円弧状金属短繊維の製造方法としては上
記の実施例１〜実施例３に示した構成を基本とするもの
であるが、量産を必要とする場合には金属箔の紙管の
数を増やして金属箔の積層枚数を増やせばよいし、更に
多くを得たい場合には第１図や第４図に示す切断装置を
多段配置すればよい。

〔発明の効果〕

本発明方法は、簡単な原理で、これまで廃品としてい
た５〜25cm幅の帯状の金属箔を、積層した状態でまとめ
て剪断切削ができるため、作業効率良く、振動も生じな
いためシャーリングカッターやエンドミルの寿命も長く
なる。さらに、切削に際し、潤滑油を使用する必要がな
いため洗浄や乾燥等が不要となりコスト的にも安価に円
弧状の金属短繊維が得られる。

また、本発明方法により得られる金属短繊維は基本的
には横断面が四辺形で弓形にわん曲した円弧状を呈し、
中には捩れたものも生じるため、分散性がよく、合成樹
脂等の他の材料と複合させた場合、混合しやすく、付着
性もよい。さらに、空孔率も大きいため、特にブレーキ
板やクラッチ板等のアスベスト代替品としても好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を実施する装置の一実施例を示すもの
で、第１図は金属箔をスリッターにて細断した後剪断す
る装置の要部を示す側面図、第２図は第１図の平面図、
第３図はシャーリングカッターと下刃との関係を示す部
分正面図、第４図は金属箔をカティーニックエンドミル
にて剪断する方法を実施する装置の要部を示す側面図、
第５図は第４図の平面図、第６図はカティーニックエン
ドミルの一部を断面して示す側面図、第７図は金属短繊
維の平面図である。 １……金属箔、２……紙管、３……ピンチローラー ４……ガイドローラー、５……回転スリッター ６……下刃、７……受台、８……調整ネジ ９……シャーリングカッター、10……箔押え 11……シューター、12……ガイドプレート 13……ストッパーネジ、14……エアーシリンダー 15……カティーニックエンドミル、16……センター 17……箔押え

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｄ０１Ｆ 9/08 Ｄ０１Ｆ 9/08 Ｄ (72)発明者 岩津 修 兵庫県神戸市東灘区御影山手１丁目３番 地 (72)発明者 西山 昌雄 京都府京都市南区東九条下殿田町21番地 (72)発明者 立川 博章 京都府京都市南区西九条蔵王町８番地 (56)参考文献 特開 昭56−114615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−33911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−90235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−57127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−188027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−196114（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 17/06 B21F 45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅箔を複数枚積層した状態で低速度にて移
   送して積層銅箔の先端側に配置された下刃と該下刃の前
   方に対向配置された長さ２〜10mmのカティーを有する捩
   れ角15〜35゜の刃からなるカティーニックエンドミルと
   により形成された間隙に小量突出した積層銅箔の先端縁
   を該カティーニックエンドミルにより剪断して横断面が
   略四辺形であり、且つ長手方向にて弓形にわん曲した円
   弧状金属短繊維を得ることを特徴とする円弧状金属短繊
   維の製造方法。