JPH01192826A - 短繊維の凝集体を単繊維状に分散する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はカーボン短繊維アラミド短繊維等、工場生産さ
れた各種人工繊維の原材料の状態に於て短繊維の凝集体
を乾状態で１本１本の単繊維状に均一に分散するための
方法及び装置に関する。

（従来技術） 従来、羊毛、コツトン、ジュー１〜等１インチ乃至３イ
ンチの長さを有する天然長繊維がからみ合った凝集体を
乾状態で単繊維状に分散するには多年に亘り第２図に示
された装置が用いられてきた。１は外径０．５〜２ｍ、
長さ０．８〜２ｍ程度の円筒形回転ドラム、２はその表
面に突設された多数の針状突起、３は原材料供給用のベ
ルトコンベアーでその先端部に１対の噴込ローラー４ａ
、４ｂを配設しである。５はケーシング、６は前記天然
長繊維がからみ合った凝集体からなる原材料である。

次に作用について説明する。先ず、原材料供給装置３に
チャージされた凝集体原材料６は矢印方向に従って送ら
れ１対の噴込ローラー４ａ。

４ｂの間に喰い込まれて行く。噴込ローラーの吐出口の
先端には外周部表面に多数の細い針状突起２が小間隔を
おいて立設された円筒形回転１くラム１があり、矢印方
向又はその逆方向に先端の針状突起が１５〜２５　ｍ　
／　Ｓ程度で回転運動を行っており、噴込ローラー４ａ
、４ｂによって強く保持されつつ排出してくる原材料を
掻き取りながら単繊維状にし、回転ドラム１の物理的応
力とドラムの回転によって生ずる空気の流れにより針状
突８２とケーシング５の間を通って後方へ排出されて行
く。この際ケーシング５と針状突起２との空隙は噴込ロ
ーラー４ａ。

４１）に近い部分が狭く、排出部付近が拡がっているの
で掻き取られた原材料は急激に体積が膨張して、より一
層単繊維化が促進される。そして排出された単繊維は夫
々の加工目的に応して連動する付帯機構部に順次移行さ
れつつ精製され、−貫した連続作業工程の中で初期目的
を達成し得る様なメカニズムになっている。更に回転ド
ラム外周の針状突起２と噴込ローラー４ａ。

４ｂとの間隙、及び供給装置３と噴込ローラー４ａ、４
ｂによる原材料の供給速度と回転トラム１による周速度
とは夫々原材料の材質、長さ加工目的によって調整し、
加工に伴う繊維の損傷を生じない様配慮されている。噴
込ローラー４ａ、４ｂは通常鉄製の丸棒で長平方向に筋
状のスリットを入れて原材料を噴込み、且つ保持し易い
様な形状をなし、４ａは固定し、４ｂはａ　１−　ａ　
２方向に可動し得る様な構造で側面のスプリング等でロ
ーラー間の間隙を制御し、間に送込まれた原材料を強く
保持することが可能になっている。ローラーの外径は回
転ドラム１の長さ即ち機械幅と加工目的及び加工原材料
の材質或は長さによって選定されるが、通常実用化して
いるものの最少径は１インチ程度であってこれ以下では
機械的強度から考えて使用に耐えない。一般的にこの装
置を稼働するに当たっては原材料の自動供給による連続
作業が多く、そのため供給装置３の上に並へられた原材
料を平らに掻きならす調整装置又供給装置の先端部噴込
ローラー４ａ、４ｂの手前に転圧ローラーを設置して、
噴込の効率を良くする等の工夫がためされているのが通
例である。更に原材料の供給装置３は回転ドラムの中心
に対して水平方向から行っており、供給装置３の先端と
噴込ローラー４．　ａ　、　４．　ｂの間は噴込ローラ
ーと針状突起２の間隙調整のために設けられた若干の遊
びがあるが、」１記の天然繊維の加工に際しては繊維の
長さが最低１インチ以上あり、凝集体の塊も大きいので
、噴込ローラー４ａ、４−ｂによって喰い込まれた原材
料は順次送込まれる凝集体を次々巻込んで排出し、連続
作業について支障を生ぜしむるところは全くない。噴込
ローラーの外径の２／３程度以上の長さをもつ繊維であ
れば、この構造で充分可能であると考えられる。

又、本出願人は先に特開昭５８−１８１７６０号公報に
示すよう３〜１０ｍｎ程度の炭素短繊維がからみ合った
凝集体を表面に多数の針状突起を設けた１対の回転体間
に送り込み、その表＝４− 面速度を異らせ、遅い方の回転体の針状突起で凝集体を
おさえ乍ら早い方の回転体の針状突起で掻きとり、乾状
態で単繊維状に分散する方法及び装置を発明した。そし
て分散された炭素短繊維同志が互に接触して凝集しない
様にするため炭素短繊維を成型品原材料粉体中に混入す
る前に、予め乾状態で径０．１μ〜１μ程度のシリカヒ
ユーム等のサブミクロン微粉体或は微細繊維を１本１本
のモノフィラメントの表面に吸着介在させること、そし
てその製造方法として下記の３通りの手段を提案した。

（１）炭素短繊維の小塊を分散させつつ、上記の微粉体
或は微細繊維が霧状に拡散しているミキサー中に順次投
入する方法。

（２）炭素短繊維の小塊を分散させつつ上記の微粉体或
は微細繊維を逐次吹付けて吸着介在させる方法。

（３）炭素短繊維の小塊と上記の微粉体或は微細繊維と
を予め混合した状態で繊維の分散と同時に前記の処理効
果を持たしむる方法。

（発明が解決しようとする課題） ところで、近年ナイロン、ビニロン、ポリプロピレン、
ガラス、カーボン、アラミド、炭化珪素等々各種繊維が
人工的に工場生産され、これ等は夫々用途に合せて金属
、ガラス、プラスチック、セラミック、耐火物、コンク
リート、モルタル等容素材と繊維とを複合させ機械的物
性強度を増大するための強化複合材、又は夫々素材の持
つ特性を生かした電磁遮蔽、面発熱コンクリ−１〜及び
モルタル等、或は巷間公害問題が取沙汰されるアスベス
トの代替繊維として各方面で急速に普及或は開発途上に
ある。これ等の繊維径は大略７μ〜１８μ程度が多く夫
々目的に合せて、連続長繊維又はそれ等の単繊維を多数
バインダーで集束しこれをカッティングしたチョップ状
短繊維、或はクロス状、フィルター状、短繊維状、ウィ
スカー状等から適宜選定して使用している。一方、前記
繊維の中力−ボン、アラミド等を耐火物、Ｐ、Ｃ，コン
クリ−１−、モルタル等の補強材に使用するには、その
化学的安定性から言ってもモノフィラメント状で、特殊
な目的がない限りそのアスペクトレシオから一般的に３
ｎＷ１１〜１０ｎｗｎ程度の長さの短繊維をランダムに
混入することが要求されている。

しかし乍ら上記３〜１０ｍｍ程度の短繊維の凝集体を第
２図に示した従来技術で分散しようとしても１対の噴込
ローラーに喰い込んだ短繊維は長さが短いため、後から
送り込まれる短繊維を一体に巻き込むことができず、連
続供給できず到底所謂の目的を達成することは不可能で
ある。

又、特開昭５８−１８１７６０号公報に示す従来技術に
於ては装置の能力を高めるため主要駆動部の回転を速め
るか或は供給原材料の単位当りチャージ量を一定限界以
上増やそうとすると分散効果が不十分となり、又逆に１
バツチの稼働時間を長めにすると繊維はミキサー中で造
粒化しがちになる等の欠陥があり、自すがら繊維処理能
力とミキサー容量との相関関係に一定の制約が生じ装置
費用に対する処理能力に難点があり、又炭素短繊維の凝
集した小塊と上記微粉体或は微細繊維とを混合した状態
で処理し、工程の簡素化を図ろうとすると分散装置の低
速回転駆動部表面に上記微粉体等によって目詰りを起し
、長時間の連続運転に支障を生じ、又前記理由によって
駆動部の回転を早めることに難点があるため上記（２）
の効果を引出すことができない等の問題点を有していた
。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決することを目的とし、■短繊
維の凝集体を１対のベルトコンベアー等の移送装置間を
通して表面に多数の小突起を有する回転体の略中心方向
に強制供給し、該移送装置先端部で挟着保持された凝集
体を回転体表面の多数の小突起でかきとられ単繊維状に
分散させる如くした短繊維の凝集体を単繊維状に分散さ
せる方法。

■多数の小突起を有する回転体の略中心に向けて１対の
ベルトコンベアー等の移送装置を配設し、短繊維の凝集
体を該移送装置に供給する装置を有し、前記移送装置の
先端部に於て強制移送される凝集体が挟着保持され乍ら
送り出される手段を備えた短繊維の凝集体を単繊維状に
分散させる装置を特徴とするものである。

（作　用） 本発明は３〜１０ｍｍ程度の短繊維凝集体が１対のベル
トコンベアー等の移送装置間を通る間に一体に巻き込ま
れて連続供給され、該移送装置の先端部に於て凝集体が
挟着保持され乍ら回転体表面の多数の小突起でひっかい
て単繊維状に分散され、凝集体中に微粉体が混合されて
いても目詰りを起すことなく長時間連続運転を行うこと
ができる。

（実施例） 以下、第１図に示した実施例に基づいて具体的に説明す
る。１０は表面に多数の針状突起１１を突設した円筒形
の回転ドラムで直径４００　＋ｎｍ、９８０ｒ、ｐ、ｍ
で矢印方向に回転している。１２は３〜１０ｍｎ程度の
ピッチ系炭素短繊維、アラミド短繊維等の短繊維がから
み合い、更に粒径０．１μ〜１μのシリカヒユーム等の
無機質微粉体又は粒径０．０１μ〜］。μの石綿テーリ
ング等の無機質微細繊維等の微粉体が混合された凝集体
からなる原材料、１３は水平状に配設された該原材料供
給用ベル１へコンベアーで、矢印方向に可動しガイドロ
ーラー１４．１５より先端は回転ドラム１０の中心に向
られ、該垂直部１３′先端と針状突起１１とは僅の間隙
が設けられている。１６は前記垂直部１３′と略平行に
配設された噴込用ベルトコンベアーで矢印方向に可動し
、その先端ガイドローラー１７は側面に配設したスプリ
ングにより常時ベルトコンベアー１３の垂直部１３′先
端のガイドローラー１８に向って押圧されている。１９
はガイドローラー１５上方に水平に配設した補助ベルト
コンベアーで矢印方向に可動している。２０はケーシン
グでベルトコンベアー１４の垂直部１４′先端より回転
ｌ−ラム１０の回転方向に沿って巻回配設され、回転ド
ラム１０との間隔が次第に広くなるようになっており、
垂直方向上下にスライドし間隔調整し得るようになって
いる。

次に作用について説明する。ベルトコンベアー１３に供
給された原材料１２は補助ベル１ヘコンベア−１９に上
方をおさえられベルトコンベアー１４の垂直部１４′と
噴込用ベルトコンベアー１６間に上方より送り込まれ両
者間を強制移送される。この間に３〜１０１皿程度の短
繊維がからみ合った凝集体からなる原材料１２は一体に
巻き込まれ先端部に強制移送され、先端のガイドローラ
ー１７．１８により挟着保持され乍ら送り出され、回転
ドラム１０の針状突起１１により掻きとられ単繊維状に
分散される。分散された単繊維は微粉体と一緒になり回
転ドラム１０の回転により生ずる強力な空気の流れによ
って次第に広がっている空隙間を通って次第に体積が膨
張して一層単繊維化が促進され、又微粉体との混合も同
時に促進され次工程へ送られる。次工程ではセメント等
の原材料粉体を定量噴射し、乾状前でカーボン短繊維等
が均一に高い混入率で混入されたドライコンパウンドを
製造する。

〔成型品原材料と混合する場合の実施例〕１　。

（１）ピッチ系カーボン短繊維（長さ３ｎｗｎ）５％（
重量比） （２）無機質微粉体 （シリカヒユーム、粒径ｏ、　１μ〜１μ）１０％（Ｉ
り （３）セメント　　　　　　　　５０％（ｌｌ）（４）
骨材（珪砂６号）　　　　３５％（ＩＩ）２゜ （１）アラミド短繊維（長さ６ｎｗｎ）１０％（重量比
） （２）無機質微細繊維 （石綿テーリング、径０．０１μ〜１μ）１５％（１１
） （３）セメント　　　　　　　７５％（ｌり（効　果） 本発明はカーボン短繊維を含む各種短繊維の凝集体を、
円筒形の外周部表面に多数の細かい突起が小間隔をおい
て立設され、一定方向に回転する回転体の表面の任意の
位置より、回転体の表面と先端部とが所定の間隔をおき
、且つ回転体の中心に向けて設置された１対のベルトコ
ンベアー等の供給装置の間を通しつつ強制供給を行い、
同時に供給装置排出口の間隙を狭窄するか又はその排出
口先端部の一方若しくは双方が自動的に可動し間隙の調
整を可能の如くするかして、供給原材料を供給装置先端
部に於て強固に保持し得る機能を有した保持装置と回転
体表面の細かい突起による可動部材とにより、上記凝集
体を単繊維状に分散なし得ることを特徴としたカーボン
短繊維を含む各種短繊維のからみ合った凝集体を単繊維
状に分散する分散方法及び装置を要旨としているので、
従来技術による分散装置に比較して下記に示す利点を有
している。

（１）加工繊維の長さの長短に支障を生じないため処理
能力が幅広いこと。

（２）装置主要駆動部の回転周速度が高く、且つカーボ
ン短繊維凝集体の小塊と前記微粉体或は微細繊維との分
散混合の同時処理が可能であり、吹付は効果も引出せる
ので作業効率が良く、又凝集防止処理効果も確実なこと
。

（３）装置構造が単純なため連続稼働について保守が容
易であり、効率対して装置費用か軽減されること。

又、本発明による装置によって得られた凝集防止処理を
施した乾状態のカーボン短繊維原材料を用いるか、又は
本装置に粉体混合ミキサー或は粉体定量噴射装置等を連
動させることによって、従来工業生産上限度があるとさ
れていたセメント及び耐火物等の粉体又はそれ等を含む
比重差、粒径差のある成型品原材料中に乾状態でカーボ
ン短繊維等か均一に高い混入率をもつｌ−ライコンパウ
ンドの製造を容易に可能ならしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の〜実施例正面図、第２図は従来技
術の第１比較例正面図である。 〕Ｏ回転ドラム １１・針状突起 １２・原材料 １３　ベルトコンベアー １４．１５，１７．１８・　ガイドローラー１６・噴込
用コンベアー ２０・・ケーシング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　短繊維の凝集体を１対のベルトコンベアー等の移送
   装置間を通して表面に多数の小突起を有する回転体の略
   中心方向に強制供給し、該移送装置先端部で挟着保持さ
   れた凝集体を回転体表面の多数の小突起でかきとられ単
   繊維状に分散させる如くした短繊維の凝集体を単繊維状
   に分散させる方法。 ２　多数の小突起を有する回転体の略中心に向けて１対
   のベルトコンベアー等の移送装置を配設し、短繊維の凝
   集体を該移送装置に供給する装置を有し、前記移送装置
   の先端部に於て強制移送される凝集体が挟着保持され乍
   ら送り出される手段を備えた短繊維の凝集体を単繊維状
   に分散させる装置。