JPS61164732A - 金属繊維の製造方法およびその装置 - 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〕 本発甲は、金属薄板を多数枚積層した積層シート体から
金属繊維を製造する方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

電磁波シールド用導電性プラスチック用、あるいはプラ
スチックもしくはアルミダイキャストの強化用に、そｎ
ぞｎのマトリックスに複合さ扛る微細金属繊維の製造開
発が進めら扛ている。この微細金属繊維は、公称直径７
〜１００μｘｍ長さ１〜１０１ｎ１１Ｌ程度の短繊維で
ある。

この短繊維の↓進法としては種々開発さｎており、鋼塊
を切削して作シ出すどとり振動切削法、線材をさらに引
き伸ばして作り出す束引き法、または薄板を切断する方
法等があるけｎども、短繊維の寸法精度に優ｎ１機械的
性質の低下が殆んど無く、高品質なものが得ら几、量産
化に適している点で薄板の切断法が最適である。こｎに
対して、ビビリ振動切削法では刃物の摩耗が大で、操業
時の騒音が大きく、さらに得らｎる短繊維は、工具すく
い面に接し友光輝面、切断さｎる自由面、および破壊面
からなる三角形断面を有し、いずｎのコーナ一部も面も
大きな加工硬化を受け、切、欠を有するために、引張強
度および塑性繰返し強度が低い。他方、束引き法では量
産化に向かない等の難点がある。

上記薄板切断法としては大別して２つの方法があり、そ
の１つは、第７図に示すように、１枚または複数枚重ね
た広幅薄板５０を案内ロール５１゜５１を用いて切断部
まで送給し、固定刃５２と外周に複数の刃を等間隔に有
する円筒状回転刃物５３とで切断することによる方法が
ある（特開昭５２−５７５８１号公報）。他の１つは、
連続的に送給される薄板を上下一対のスリットロールに
て多数本の細線に裁断し、その細線を切断する方法（特
開昭４９−１２７２８５号、同５２−１０８３５９号公
報）である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来法には次の問題点がある０（１）　　
回転刃物の刃数、回転速度、切断速度、供給薄板の積層
枚数等において限界があり、生産性向上の支障となって
いる。

（２）装置は精密加工機であるので整備および操作に熟
練を要し、また無人化運転（自動化）が困難である。さ
らに、寸法精度の高い特殊形状の刃物を用いているので
、損耗が多少でもあると使用不適となる０総じて、省力
化に適さず、ランニングコストが高い。

（３）スリット方式は細線への裁断工程と短繊維への切
断工程との２工程が必要となる０ したがって、本発明の目的は、大量生産を可能とし、装
置費が安価で、操作および保守が容易で、しかも高品位
の金属繊維を得ることができる金属繊維の製造方法とそ
の装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明法は、金属゛薄板を
多数枚積層し几積層シート体をその両表面からの挟着を
常に維持しながら切断部位へ送給し；協動する多数の切
断刃を有し、かつ各切断刃は積層シート体の厚み方向前
後に間隔を置い友複数列上に配列さル、しかも各列にお
いて積層シート体を用いて；切断部位において送給され
た積層シートをその一表面側から他表面側に前記切断手
段を移動させて積層シート体から金属繊維を得るべく切
断することとしたものである。

また、本発明装置は、金属薄板を多数枚積層した積層シ
ート体をその両表面から挟着しこの挾着状態で切断部位
へ向って前方へ移動し前方位置において挟着を解放して
原位置に戻る積層シート体の複数組の送給手段と；切断
部位において積層シート体の一表面側から他表面側へ移
動するものでありて、協動する多数の切断刃を有し、か
つ各切断刃は積層シート体の厚み方向前後に間隔を置い
た複数列上に配列さｎｌしかも各列において積層シート
体の巾方向に間隔を置くとともに最前列の切断刃間隔を
後方列の切断刃が埋めるよう配置された切断手段とを設
けｋものである０ 〔作用〕 （方法について） 本発明法では、金属薄板を多数枚積層した状態で切断す
るから、時間当りの生産性は高くなる。

ｔｆｃ、積層シート体はその両表面から常に挟着さｎな
がら切断部位へ送給さルるから、各金属薄板相互のズレ
による不揃いが防止さｎ１常に一定巾（径）の金属繊維
を得ることができる。

ま友、本発明に係る切断手段は、回転刃物形式でなく、
剪断方式によって構成している０そして、第２図に明瞭
に示さｎているように、切断手段の各切断刃は、積層シ
ート体の厚み方向前後に間隔を置いて複数列上に配置し
、前列の各切断刃によって切断し所定長の金属繊維（以
下単に繊維ともいう）を得て、後列の各切断刃によって
未切断部分を切断して繊維を得るようにしである。した
がって、切断手段の一回の移動によって多数の繊維を得
ることができる。そして、積層枚数を多数とし、広巾の
金属薄板を用いると、切断手段の一回の移動車９の得ら
ｎる繊維本数が著しく多くな９、生産能率が高まる。し
かも切断に当って切断刃に無理な力が作用せず、また繊
維の切断面の加工硬化度が小さく、さらに切断手段は各
切断刃を単純に配列しただけであるから、保守等の点で
容易である。

（装置について） 本発明装置は、上記方法による作用効果のほかに、送給
手段を複数組用意し、そｎぞ几を挟着→前方移動→挟着
解放→原位置復帰のサイクルを行うようにしたので、少
くとも一つの送給手段によって挟着を維持している間に
、他の送給手段を原位置に復帰させることができ、積層
シート体のバラクを防止できるとともに、迅速に所定ピ
ッチ゛ごと積層シート体を切断部位へ送給できる。

〔発明の具体例〕

以下本発明を図面に示す具体例によってさらに詳説する
。

まず第１Ａ図〜第２図によって概略的な説明を行う。１
は積層シート体（以下シート体ともいう）で、たとえば
巾１００〜１０００龍程度の広巾金属薄板１ａ、ｌａ・
・・が多数枚、通常５００〜２００００枚程度積層され
ている。シート体１は長尺スｌ−ＩＪツブコイルから繰
出しながら巾をそのままにして長手方向に所定長ごと切
断しそｎらを積層することによりて得ることができる。

かかるシート体１は、その上下両表面においてそ扛ぞｎ
張架ロール２，２（一方図示せず）間に巻き掛けらｎた
スチールベルト３．３によって間欠送給部位に向って送
給さｎる。４は押えロール、５は蛇行防止用の竪案内ロ
ールである。

間欠送給部位には、シート化１の上下表面に対向した上
下一対の圧縮盤６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂからなる２組の
間欠送給手段６．７が設けらｎている。この間欠送給手
段６．７の具体的動作は後に詳述するが、シート体１を
、その両表面から挟着しながら、得るべき金属繊維の巾
に相当するピッチＰごと切断部位へ送給する。８はシー
ト体１の両側揃え用ガイドである。

切断部位には、下部に固定刃９を有する下部固定枠１０
が設けらｎ、上部に押え枠１１が設けら扛、これら固定
枠１０．１１によって間欠送給手段により送給さｆ’Ｌ
７’ｃ積層シート体１の先端部をその上下面を介して挟
着するよう構成さｎるとともに、シート体１の前端面を
切断すべく第２図に詳細を示す切断手段１２が設けら几
ている。

この切断手段１２について説明すると、ホルダー１３に
多数の切断刃が固定さルており、これらはシート体１の
厚み方向（ｆｉｌＥ１図では上下方向）前後に間隔全室
いて２列上に配列さｎ１各列においてシート化１の巾方
向（第１図では紙面を貫く方向）に間隔ｄｔ−もって配
置さｎている。しかも、前列の切断刃１４Ａ、１４Ａ・
・・群に対して、後列の切断刃１４Ｂ、１４Ｂ・・・群
は、前列の切断刃１４Ａ、１４Ａ間の後方に位置するよ
う後列の切断刃１４Ｂが配置さｎている。１５はサイド
枠である。

次に、上記一連の部材の運動を第３図をも参照、しなが
ら説明すると、まず下部圧縮盤７Ｂが８２分上方に移動
し、下部スチールベルト３と下部固　゛定枠１０と面一
の位置において静置し、上方からの加圧に対してこれら
全体で高い剛性をもって支持するようにする。次に、若
干遅ルて上部圧縮盤７Ａが下降し、シート体１を加圧す
る。この加圧状態を維持しながら、圧縮盤７Ａ、７Ｂの
両者によりシート体１を挟着しながらピッチ２分前方へ
移動させる。このピッチＰは要求する繊維中に応シテ、
図示しない送り量調節装置によって調節可能とさｎてい
る。

シート体１が所定ピッチＰ前方送りさｎると、上部固定
枠１０が降下してシート体１の前端部を押し付ける。は
ぼ同時に切断手段１２による切断が行なわｎ１金属繊維
１６化が行わｎる０１回の切断が行わｎると、再び圧縮
盤７Ａ、７Ｂによる前方送りが行わｎ１上部固定枠１０
による押付け、次回切断が行わｎる。このサイクルが繰
返し行われるＯ 圧縮盤７Ａ、７Ｂが固定枠１０．１１に接近すると、圧
縮盤６Ｂがδ２上昇し、続いて圧縮盤７Ａの下降し、そ
の後こ几ら圧縮盤６Ａ、６Ｂが圧縮盤７Ａ、７Ｂと同期
してシート体１の間欠移送を行う。前方の圧縮盤７Ａ、
７Ｂがさらに固定枠１０．１１に接近し友時点で、上部
圧縮盤７Ａは上昇し押付けを解放し、下部圧縮盤７Ｂは
下降し、両者は後方の原位置まで戻る。この後は、後方
の圧縮盤６Ａ、６Ｂのみによって間欠移送を行い、切断
を続行する。圧縮盤６Ａ、６Ｂがある地点まで前方へ移
動すると、再び圧縮＃７Ｂの上昇、圧縮盤７Ａの下降が
行わｎｌ一時期同期したシート体１の間欠移送が行わｎ
る０その後、圧縮盤６Ａ。

６Ｂは、シート体１から離ｎ１圧縮盤７Ａ、７Ｂに送給
を任せ、圧縮盤６Ａ、６Ｂは原位置に戻る。

このようなサイクルが連続的に行わｎ１シ一ト体１の切
断が順次行わｎる０したがって、シート体ｌは間欠送り
であり、切断も間欠的ではあるものの、全体的にみ扛ば
、連続的なかつ高速の送りおよび切断が行われる。

ここで、上記例について、さらに詳説すると、本発明が
対象とする金属繊維の材質としては、鋼、ステンレス鋼
、メッキ鋼、アルミニウム、調停適宜のものを用いるこ
とができる。

シート体を構成する場合、多数個のコイルを用意し、そ
れらから巻戻して積層状態としてもよいし・多数枚巻き
重ねたコイルから繰り出してもよいＯ シート体を構成する際に、各薄板間に樹脂フィルム、樹
脂微粉を介在させｆｃす、油脂または塗料を一面または
両面に塗布すると、切断時における金属繊維同志のくっ
つきを防止し、切削性を高めることができる。

上記例において、送給手段としては、常にシート体を挾
着しながら前方へ移動させることができるものであｎば
その具体的構造は限定さｎない。

ない０ただ、少くとも切断部位の近くでは、もしシート
体１ｔｌ−強く挾着しないと、切断時薄板が切断方向前
方へ逃げ、切削性を損ね、不揃いながっバリの大きな繊
維となるので、圧縮盤方式が最適である。なお、シート
体に対する押付はカはシート体の降伏応力の８０係以下
にし、塑性変形を防止すべきである。圧縮盤は、上記例
では２組であるが、３組以上であってもよい。

次いで、送給手段の一具体例を第４図〜第６図によって
説明すると、ラインの後方および前方には、基台３０上
に２つのフレーム３１　＋　３２　カライン方向に移動
自在に設けらｎ１各フレーム３１゜３２内をシート体１
が通過可能となっている。フレーム３１の上下には、フ
レーム３１を台座とする油圧ジヤツキ３３の先端に圧縮
盤６Ａ、６Ｂが取付けらｎ１同様にフレーム３２に対し
て圧縮盤７Ａ、７Ｂが取付けらｎている。ま几フレーム
３１３２は、ライン方向に沿った送りネジ棒３４にそ几
ぞｎ螺合する平歯車３５．３６ｔ”保持している。

送りネジ棒３４の一端はパルスモータ３７と連結さｎて
おり、フレーム３１．３２とともに対応する圧縮盤を前
方送りするようになっている。平歯車３５．３６に対応
して対向平歯車３８．３９が逆移送（戻り）周上りキー
軸４０．４１に嵌合している。辷りキー軸４０．４１は
クラッチ４０ａ。

４１ａを介して逆襲送用モータ４２の出力軸と連結さｎ
ている。

かかる送給手段では、対向平歯車３８を平歯車３５と噛
合させ、送りネジ棒３４をパルスモータ３７によって回
転させると、平歯車３５は回転せず（対向平歯車３８も
非回転）送りネジ棒３４に沿って前進し、シタがってフ
レーム３１も前進する。逆に、平歯車３８．３５を噛合
させ、送りネジ棒３５を停止させ、モータ４２により辷
りキー軸４０を所定方向に回転させると、平歯車３５は
ネジ棒３４に沿って後方に移動し、フレーム３１の後退
が図らルる。そして、平歯車３８．３５と噛合を離すと
、平歯車３５は送りネジ棒３５と共回転するだけで、前
進も後進も行わない。フレーム３２についても同様な作
動が行わ几る。かかるフレーム３１．３１の前後進サイ
クルの下で、各圧縮盤６Ａ〜７Ｂの昇降が行われる。

この送給手段例は一例であって、その他油圧前後進方式
やラチェット機構を応用した例などを用いることができ
る。

続いて、切断手段についてさらに具体的に説明すると、
ホルダー１３はサイド枠１５．１５および上部固定枠１
１に嵌合い状態で円滑に上下往復動する。各切断刃１４
Ａ、１４Ｂは、平バイト形状とさｎ１通常すくい角αは
２０〜４５°、逃げ角β２°〜１０°とさｎる。ホルダ
ー１３の移動としては、たとえば復動油圧ジヤツキを用
いることができ、切断完了後刃先を逃がす機構を設ける
のが望まｎる。

固定刃の材質としては、炭素鋼のような硬度の低いもの
（たとえばＨＲＣ３０）が、次の理由から望ましい。す
なわち、固定刃は超硬や高速度鋼で切削可能な硬さにし
ておき、シート体を切断する始めの数回、固定刃も同時
に切断すると、その後において切断刃と固定刃とのクリ
アランスが殆んどなく、それらのクリアランス調節が自
動的にできたことになり、シート体を切断する切断刃の
一回のストロークにおけるシート体下部の最後の数枚の
薄板も精度良くかつパリの少い繊維に切断できる利点が
あるからである。ただし、著しく摩耗するので、間欠的
疋固定刃を突き出して再切削を行い、コーナ一部を形成
させるのがよい０この方法により、再三固定刃を取替る
ことなく、連続した繊維の切削が可能である。

切断刃の配列ピッチＰ′は、所望の繊維長と等しい。そ
して、いまホルダー１３を下降させると、第２図に示す
ように、前列の切断刃１４Ａ群によってその刃幅に相当
する繊維１６．１６・・・が順次形成され、その移動軌
跡には凹角溝が残る。その後、後列の切断刃１４Ｂ群が
、残った凸条を順次切断しながら順次繊維を形成する０ 〔実施例〕 次に実施例を示す。

各種材質および板厚の金属薄板を用意し、板幅１００ｍ
ｍｘ長さ５００朋寸法に切断し、多数枚積層し、上記具
体例の設備にて金属繊維を得た。この場合における各種
条件と、切断状況および繰返し曲げテストの結果を第１
表に示す。

その他の条件は次の通りである。

〇圧縮盤（６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ）寸法：長さ２０朋
×幅１００ｇＸ長さ２００龍○δ２　：１０玉 Ｏ固定刃（９）寸法：板厚１０ｍＸ長さ１０朋×幅００
１ｍ ０切断刃：刃幅＝３朋、逃げ角β＝３°、ピッチＰ′＝
６ｕ、前列と後列との間隔＝ｌＯｉｍ○ホルダー（１３
）の往復動は復動油圧ジヤツキ、ストロークは１５０１
ｍ ０切断サイクル：０．５Ｈｚ ○上部固定枠（１１）：５１に厚の黄銅板を前面に貼着
した、３０１ｍ厚Ｘ幅１００ 朋×長さ５０ｍのもの 結果はいず庇の場合も精度よく良好に切断でき、塑性繰
返し曲げ強度は従来法と全く遜色が無いことが判った。

そして、十分に大量生産が可能であることも判った。た
とえば、３０μｔの薄板から、３０μｔＸ３０μＷ　Ｘ
　３　＋ａｍｎの金属繊維を得る場合、３０　μｔ　Ｘ
　１０００　ａｍｗ　Ｘ　３０００１ｍｌのシートを８
３０枚積層して約２５０ｕ厚の積層シート体全形成し、
毎分３０回の繰返し切断？行うと、１時間当り約１００
に９の金属繊維を確実に得る目途が立った。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、設備コストが低くて足り
、かつその設備の操作および保守が容易となり、さらに
高品位の金属繊維を大昔・高速製造できるなどの利点か
もたらさｎる。また、多種材質の薄板を交互に積層する
と、よく混合さｎｉ異種材混合金属繊維が得らｎ１間欠
送給量を大きくすると、広巾の短冊状短繊維が得ら几る
０しかも、切断刃の刃幅を異らせると、長さの異なった
混合繊維を、得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明装置の平面図、第１Ｂ図は正面図、第
２図は切断手段の斜視図、第３図は各部材の動作のタイ
ムチャート、第４図〜第６図は送給手段の一例を示した
もので、第４図は正面図、第５９１は平面図、第６図は
側面図、第７図は従来０　法の概要図である。 １・・積層シート体　　６，７・・送給手段６Ａ、６Ｂ
、７Ａ、７Ｂ・・圧縮盤　　９・・固定刃１２・・切断
手段　　１３・・ホルダー１４Ａ、１４Ｂ・・切断刃 特許出願人　　　住友金属工業株式会社　　−。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属薄板を多数枚積層した積層シート体をその両
   表面からの挟着を常に維持しながら切断部位へ送給し；
   協動する多数の切断刃を有し、かつ各切断刃は積層シー
   ト体の厚み方向前後に間隔を置いた複数列上に配列され
   、しかも各列において積層シート体の巾方向に間隔を置
   くとともに最前列の切断刃間隔を後方列の切断刃が埋め
   るよう配置された切断手段を用いて；切断部位において
   送給された積層シートをその一表面側から他表面側に前
   記切断手段を移動させて積層シート体から金属繊維を得
   るべく切断することを特徴とする金属繊維の製造方法。
2. （２）金属薄板を多数枚積層した積層シート体をその両
   表面から挾着しこの挾着状態で切断部位へ向って前方へ
   移動し前方位置において挾着を解放して原位置に戻る積
   層シート体の複数組の送給手段と；切断部位において積
   層シート体の一表面側から他表面側へ移動するものであ
   って、協動する多数の切断刃を有し、かつ各切断刃は積
   層シート体の厚み方向前後に間隔を置いた複数列上に配
   列され、しかも各列において積層シート体の巾方向に間
   隔を置くとともに最前列の切断刃間隔を後方列の切断刃
   が埋めるよう配置された切断手段とを備えたことを特徴
   とする金属繊維の製造装置。