JPS59130355A - カ−ボン短繊維混入成形品原料の製法及び装置 - 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】 ルタル，コンクリート，ガラス，金属，樹脂等の成形品
原料の製法及び装置に関するものである。

従来ピッチ等の原料から作られた径約５μ〜２０μ程度
のカーボン繊維及びこの繊維を１００問程度までの各種
の長さに切断した短繊維は公知である。

また、上記カーボン短繊維を均一に分散混合して賦形し
た各種モルタル，コンクリート，ガラス，金属，樹脂等
の成形品ないし部材が耐熱性や化学的安定性を損うこと
なく機械的強度を著しく増大することも公知である。

しかし、この種製品を作るための賦形前の粉粒ないし流
動状原料に、カーボン短繊維を均一に分散させるには大
きな困難がある。

すなわち、カーボン短繊維は、多数集合した状態におい
ては、多少の振動、震隣、攪拌その他の力が加わること
によって、あたかも短い細毛を掃き寄せたりしたときの
ように、隣り合った短繊維同士が互いに交叉し重なり合
って、柔かく綿状の小塊状の凝集体をつくる傾向がある
。

この凝集体における各短線相互間の付着結合は大して強
いものではないが、手指では容易にもみほぐせないもの
である。しかし、カーボン短繊維の上述のような性質は
、これを成形品の賦形前における粉状または流動状の原
料中に添加し均一に分散混合させようとするとき大きな
欠点となる。

なぜなら、カーボン短繊維を前述のような多数の小塊状
の凝集体を含んだ集合物の状態の壕まで成形品原料に混
入すると、この凝集塊状物は、その後の原料の攪拌、混
練その他の尋常の分散手段によっては単繊維ごとに分離
されず、かえって、一旦分離したカーボン短繊維ですら
成形品原料中で小球状に再凝集してしまい、したがって
原料中にカーボン短繊維が相互に分離した単繊維として
均一分散した状態のものを得られないからである。

そのため、前述したカーボン短繊維を均一に混入したモ
ルタルやスレート板又はコンクリート成形品打設物等の
原料を得るには極めて繁雑な方法を用いなければならな
い。すなわち、カーボン短繊維の集合物をセメントと混
練すべき水等の適当な液状物又はセメントを含む流動状
態の原料中に投入し、特殊のミキサー等によって少量ず
つ攪拌し、流動状の均一分散固液混合物とする操作を経
ることが必要となるのである。

湿式法とでもいうべき上記方法が非能率的で迂遠である
ことは言うをまたない。

近時この種の成形材料は各種の固形材料添加物を混合し
たものをワン・パッケージにして流通させ、必要に応じ
て水等と混練すれば、それだけでモルタルを形成するよ
うになっている。

いわゆる覆合材料のプレミックス品である。

ところが、前述した問題があるので、カーボン短繊維を
添加した固形粉粒状複合材料のワン・パッケージ製品を
作ることはできず、仮に作っても時間の経過とともにカ
ーボン短繊維が凝集するので使用に供し得なくなる。こ
れは極めて不便であり、時代の趨勢に合わない。

以上のような次第で、カーボン短繊維混入モルタル、ス
レート板、セメント瓦ないしコンクリート成形品につい
ては、その優れた特性に着目した大きな期待と需要があ
るのに、その現実の実施は微々たるものであるというの
が現状である。

そこで、上記セメント粉末等を含む粉粒状固形原料中に
乾状態で始めからカーボン短繊維の各単繊維が相互に比
較的十分に分離し分散混在した複合セメントを得ること
ができれば好都合である。そのためには、集合し凝集し
たカーボン短繊維の塊を液状媒質を用いず、機械的に、
いわば乾式法により単繊維ごとに分離し、又は凝集傾向
を阻１トシて、分離した単繊維の状態の（５） Ａｉ まま原料に投入する必要がある。ところがこのようなカ
ーボン短繊維の乾式法による解繊は従来から大企業が試
みながら遂に成功した例をきかない。

本発明の目的は、上述のような技術水準のもと、カーボ
ン短繊維が乾式状態で均一に混入した各種成形品原料の
製法及び装置を提供することにある。

本発明者は、上記課題を達成するための方策にらいて研
究を進めた結果、これ壕で知られなかった新規の乾式に
よる分繊方法を想到し、かつ、この方法を効率よく実現
する装置を案出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の方法は、本明細書の特許請求の範囲
第１項に記載のとおりであり、カーボン短繊維凝集体を
含む綿状体を表面に多数の突起が立設され、対向部が相
対運動する１対の部材間を通過させて１次解繊を行い、
次いで表面に多数の突起が立設され対向部の一方が一方
向へ、他方がそれよりおそい速度で他方向へ移＋、　　
　　　　　　　　　　（６） 動するようなした１対の部材間を通過させて２次解繊を
行って単繊維状に解繊落丁させ、各種成形品原料の一部
又は全部を該多数の単繊維と混合する如くなしたカーボ
ン短繊維混入成形品原料の製法である。

壕だ、本発明の装置は、本明細書の特許請求の範囲第２
項に記載のとおりであり、カーボン短繊維凝集体を含む
綿状体を供給する部材と表面に多数の突起を立設し、対
向部が相対運動する１対の１次解繊部材を対向配設し、
その下方に対向し、表面に多数の突起を立設し対向部の
一方が一方向へ他方がそれよりおそい速度で他方向へ移
動する１一対の２次解繊部材を対向配設し、その側方【
各種成形品原料の一部又は全部を供給する部材を配設し
、その下方に攪拌混合部材を配設したカーボン短繊維混
入成形品原料製造装置である。

次に本発明の一実施例について説明する。

１はカーボン短繊維凝集体２のホッパー、３はパルプ等
の柔軟で屈曲性のある短繊維凝集体４のホッパーで、夫
々ベルトコンベアー５．６により開綿機７に供給される
。開綿機７は横軸８に多数の打棒９が放射螺旋状に突設
され一端上部人ロ１−０より投入された原料を打棒９で
叩き乍ら綿状となし他端下部排出口１１から排出するよ
うにした周知構造のものである。■２は該カーボン短繊
維とパルプ等の短繊維が小塊状の凝集体になって混合し
ている綿状体１３のホッパーである。■４は該ホッパー
１２内の綿状体１８をホッパー１５に供給するベルトコ
ンベアーである。１６は外径４０　ｃｍ　、巾８０ｃｍ
の肉厚スチール製円筒形回転体、１７は外径２．０　ｃ
ｍ　。

巾８０ｃｒｎの同様の円筒回転体である。いずれの回転
体も表面に約８關の間隔で円周方向に伸びる溝がラセン
状に刻設しである。この溝中には先端を回転方向に〈状
に折曲した斜体１８及び先端を回転方向と逆方向に〈状
に折曲した斜体１９を列設した帯が埋込まれ固定されて
いる。

この斜体１８，１９は先端が尖鋭三角状でピンチ３閣、
高さ６關である。円筒回転体１６と円筒回転体１７とは
両日周面の斜体１８．１９先端が数μ隔たった間隔で対
向するように配設され、図示しないモータ及び変速機に
より円筒回転体１６は４ｏｏｒ、ｐ、ｍで、円筒回転体
１７は２０ｒ、ｐｏｍ　で対向部が何れも下方に移動す
る如く回転するようになっている。円筒回転体１６．１
７の下部にはブラシロール２０，２１のブラシ２２．２
３が数ミリくい込み該ブラシロールＺ０．２１のブラシ
２２．２８も軽く接触するように配設されて対向部が何
れも下方に回転するようになっている。ブラシロール２
０，２１の下方には前記円筒回転体１６．１７と同一の
円筒回転体２５．２６の両日周面の斜体２７゜２８が数
μ隔たった間隔で対向するよう配設され、図示しないモ
ータ及び変速機により円筒回転体２５は４００７．　ｐ
、　ｍで、円筒回転体２６は２０γ、ｐ、ｍで何れも時
計方向に回転するようになっている。円筒回転体２５．
２６の下部（（はブラシロール２９，８０のブラシ８１
．８２が数ミリくい込み、該ブラシロール２．９．３０
のブラシＢ１．８２も軽く接触し対向部が何れも下方に
回転するように配設されている。円筒回転体２５側方に
はホッパー８８が配設され、内部に収納された各種モル
タル、コンクリート、ガラス、金属、樹脂等の成形品原
料８４がベルトコンベアー３５によりブラシロール２９
，８０の下方に搬送落丁されるようになっている。３６
゜８７は前記円筒回転体１７．２６と同一の円筒回転体
で両日周面の封体３８．３９先端が数μ隔たった間隔で
対向するように配設され、図示しないモータ及び変速機
により対向部が何れも上方に移動するよう１５０ｒ、２
９ｍで回転するようになっている。円筒回転体３６．８
７両側にはブラシロール４０．李１のブラシ４２．４８
が数ミリくいこみ矢印方向に回転するように配設されて
いる。４４は攪拌機である。

次に上記装置を用いた本発明方法の一例について述べる
。ホッパー１内には平均径１５μ。

平均長さ８．０調のカーボン短繊維凝集体２が入れられ
ており、これは大部分が凝集して大小不揃いの綿状の小
塊となっている。ホッパー３内には平均長さ１０陥のパ
ルプ短繊維凝集体４が入れられており、夫々排出ローラ
ー４５．４６によりベルトコンベアー５，６に排出され
、重量比でカーボン短繊維凝集体２が６０％、パルプ短
繊維凝集体手が４０％の割合で開綿機７に投入される。

開綿機７によりカーボン短繊維凝集体２とパルプ短繊維
凝集体手とが小塊状で混り合った綿状体１３になって排
出され、ベルトコンベアー１４によってホッパー１５に
送られる。そしてホッパー１５内の排出ローラー４７に
より円筒回転体１．６，１．７の対向する表面の上部に
落下する。綿状体１３は円筒回転体１６の斜体１８で下
方に引張られ、それよりおそい円筒回転体］７の斜体１
９でおさえられ上下方向に引張られ乍ら毎秒約７．８ｍ
の速度で下方に移動する。そのため綿状体］８は細い多
数の小塊体に第１次解繊され下方に落下し、更にブラシ
ロール２０，２１のブラシ２２．２８により下方に送ら
れる。次いで４００７−；　ｐ、　ｍで下方に回転して
いる円筒回転体２５と、’；３０ｒ、ｐ３ｍで上方に回
転している円筒回転体２６の間に供給された第１次解繊
済の細い多数の小塊体り、Ｓ／Ｚは上下反対方向に引張
られ乍ら、殆んど大部分が円筒回転体２５０回転に従っ
て下方に移動する。この間に細い多数の小塊体は多数の
単繊維状に完全に１本宛解繊され、カーボン短繊維とパ
ルプ短・繊維とがからみ合ってブラシロール２９，３０
の周面の間隙から霧雨のようになって下方に落下する。

この第２次解繊された多数の短繊維１３ｂは、顕微鏡で
観察したところ、殆ど切損や表面の損傷が認められなか
った。この落下する多数の短繊維１３ｂに、ホッパー８
４内の成形品原材料３４の約域程度がベルトコンベヤー
８５によって搬送され落下混入する。次いで対向部が等
速で上方に回転する円筒回転体３６．８７の斜体８８，
８９により上方に吹き上げられ左右に分れてブラシロー
ル４０，４１の間に落丁し、下方の攪拌機４４に落下す
る。攪拌機４４内には成形品原材料の残り％が予め収納
されており、落ドする多数の短繊維１３／）と成形品原
料３４との混合物と一緒に償拌混合される。

上記カーボン短繊維とパルプ短繊維の混合割合いは重量
比で１：０．２〜１．２程度に変えてもよく、又パルプ
短繊維以外にも柔軟で屈曲性のある極細短繊維ならば天
然でも人工でもどのような材質でもよく、カーボン短繊
維のみでモヨ＜又第１次解繊部材は対向部の一方が一方
向に、他方が他方向に移動しても要するに相対運動すれ
ばよく、攪拌機を除いて成形品原材料全部を第２次解繊
された多数の短繊維と混合してもよい。史に又第１次、
第２次解繊する場合一方又は双方の円筒回転体に代えて
広巾のベルト等を用いてもよく、斜体の形状、ピッチは
種々変更でき、一方又は両方を弾性細線にして先端をく
いこませてもよくブラシロールの設置は適宜でよく、ベ
ルトコンベアーの代りに振動フィーダーその他の搬送部
材を用いてもよい。

本発明によると第１次解繊及び第２次解繊を行っている
ので従来至難とされていたカーボン短繊維の１本ごとの
解繊を極めて簡単に効率よく行うことができ、更に成形
品原材料中に均一に分散混入できるので、特殊攪拌機を
必要とせず、現場に於て従来と同様の手段でカーボン短
繊維入りモルタル、コンクリ−’　＋　カフ　スｌ　金
属、樹脂等の成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法を実施する本発明装置の一実施例正面図
である。 ２・・・カーボン短繊維凝集体、１６．１？、　２５゜
２６・・・円筒回転体、１８．１９．２７．２８・・・
斜体、３４・・・成形品原材料。 特許出願人　　株式会社　入江壁材 成友商事株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　カーボン短繊維凝集体を含む綿状体を、表面に多数
   の突起が立設され対向部が相対運動する１対の部材間を
   通過させて１次解繊を行い、次いで表面に多数の突起が
   立設され対向部の一方が一方向へ、他方がそれよりおそ
   い速度で他方向へ移動するようなした１対の部材間を通
   過させて２次解繊を行って単繊維状に解繊落下させ、各
   種成形品原料の一部又は全部を該多数の単繊維と混合す
   る如くなしだカーボン短繊維混入成形品原料の製法。 ■　カーボン短繊維凝集体を含む綿状体を供給する部材
   と、表面に多数の突起を立設し、対向部が相対運動する
   １対の１次解繊部材を対向配設し、その下方に表面に多
   数の突起を立設し対向部の一方が一方向へ、他方がそれ
   よりおそい速度で他方向へ移動する］一対の２次解繊部
   材を対向配設し、その側方に各種成形品原料の一部又は
   全部を供給する部材を配設したカーボン短繊維混入成形
   品原料製造装置。