JPS62247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カーボン短繊維を含む綿状体を乾燥
状態で単繊維状に解繊する方法及び装置に関する
ものである。

従来ピツチ等の原料から作られた径約５μ〜20
μ程度のカーボン繊維及びこの繊維を100mm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，震蘯，撹拌その他の
力が加わることによつて、あたかも短い細毛を掃
き寄せたりしたときのように、隣り合つた短繊維
同士が互いに交叉し重なり合つて、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
における各短繊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ままで
成形品原料に混入すると、この凝集塊状物は、そ
の後の原料の撹拌，混練その他の尋常の分散手段
によつては単繊維ごとに分離されず、かえつて、
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、したがつて原料中
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つて少量ずつ撹拌
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・パツ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つている。いわゆる
複合材料のプレミツクス品である。

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
ツケージ製品を作ることはできず、仮に作つても
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、又は凝集傾向を阻止
して、分離した単繊維の状態のまま原料に投入す
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。

本発明はブラシロールとスパイクロールの対向
部先端を一定量くい込ませ、ブラシロールの周速
度をスパイクロールの周速度より早くなるよう相
対運動させ、その間を通過するカーボン短繊維を
含む綿状体を単繊維状に解繊するようにして従来
の欠点を除くようにしたものである。

次に本発明装置の一実施例について詳細に説明
する。１は平均径15μ、平均長さ3.0mmのカーボ
ン短繊維60％と平均長さ10mmのパルプ等の短繊維
40％が小塊状の凝集体になつて混合している綿状
体で、ベルトコンベアー２によりホツパー３に供
給される。４は外径30cm，巾80cmの肉厚スチール
製円筒体４ａの表面に長さ15mmの多数の弾性細線
状４ｂを突設したブラシロール、５は外径20cm，
巾80cmの肉厚スチール製円筒体５ａの表面に前記
弾性細線体４ｂより太く弾性が小さい長さ５mmの
多数の突条５ｂを突設したスパイクロールであ
る。この弾性細線体４ｂと突条５ｂの先端を１〜
２mm程度くい込ませて対向配設され、図示しない
モータ及び変速機によりブラシロール４は400r.
p.mで、スパイクロール５は150r.p.mで何れも反
時計方向に回転し、対向部はブラシロール４が下
方に、スパイクロール５が上方に移動し、ブラシ
ロール４の周速度がスパイクロール５の周速度よ
り早くなつている。スパイクロール５の側方には
ホツパー６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７がベルトコンベアー８によりブラシ
ロール４とスパイクロール５の対向部下方に搬送
落下されるようになつている。９は撹拌機であ
る。

次に上記本発明装置を用いた本発明方法の一例
について説明する。ホツパー３内のカーボン短繊
維を含む綿状体１が小塊状に混り合つてホツパー
３よりブラシロール４とスパイクロール５対向部
上方に排出される。次いで該綿状体１はブラシロ
ール４の弾性細線体４ｂで下方に引張られ、同時
にそれよりおそい速度で上方に移動する突条５ｂ
で上方に引張られる。そして弾性細線体４ｂは突
条５ｂに係合して上方に湾曲し次いで突条５ｂか
ら外れると自体の弾性で急速に直線状になる。こ
のように弾性細線体４ｂは振動し乍ら綿状体１を
引き掻くので線状体１はほぐされ多数の短繊維１
ａに解繊され霧雨のようになつて落下する。この
短繊維１ａを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つた。この落下する
多数の短繊維１ａに、ホツパー６内の成形品原材
料７がベルトコンベアー８によつて搬送落下混入
する。この成形品原材料は成形品原材料全体の約
1/3程度で残りの2/3は予め撹拌機９に収納されて
おり、解繊された多数の短繊維１ａと成形品原材
料７とが撹拌機９内に落下し一緒に撹拌され均一
に混合される。

なおブラシロールとスパイクロールは両方とも
対向部が下方に回転してもよく、要はブラシロー
ルの周速度がスパイクロールの周速度より早くな
るよう相対運動すればよい。

又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
短繊維ならば天然でも人工でもどのような材質の
短繊維をカーボン短繊維に混ぜてもよく、弾性細
線体、突条の太さ、形状、ピツチは種々変更で
き、成形品原材料全部を解繊され落下する多数の
単繊維に混合してもよく、撹拌機内に予め全部を
収納してもよい。

本発明によるとブラシロールとスパイクロール
の対向部先端を一定量くい込ませ、ブラシロール
の周速度をスパイクロールの周速度より早くなる
よう相対運動させ、その間を通過するカーボン短
繊維を含む綿状体をスパイクロールの突条でおさ
え乍らブラシロールの弾性細線体を振動させ乍ら
引き掻くので該綿状体を乾燥状態で多数の単繊維
に解繊することができる。従つてカーボン短繊維
を成形品原材料中に通常の撹拌機で均一に分散混
入することができ、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，コンクリート，
ガラス，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。 １…カーボン短繊維を含む綿状体、３…ホツパ
ー、４…ブラシロール、４ｂ…弾性細線体、５…
スパイクロール、５ｂ…突条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に多数の弾性細線体を突設したブラシロ
   ールと、該弾性細線体より太く弾性が小さい多数
   の突条を表面に突設したスパイクロールとの対向
   部先端を一定量くい込ませてブラシロールの周速
   度がスパイクロールの周速度より早くなるよう相
   対運動させ、該対向部間を通過するカーボン短繊
   維を含む綿状体をスパイクロールで押え乍らブラ
   シロールで掻き取り、単繊維状に解繊する如くな
   したカーボン短繊維を含む綿状体の解繊方法。 ２ 表面に多数の弾性細線体を突設したブラシロ
   ールと、表面に多数の突条を前記弾性細線体より
   粗密度に突設したスパイクロールとの対向部先端
   を一定量くい込ませ相対運動する如く配設し、そ
   の上方にカーボン短繊維を含む綿状体供給装置を
   有するカーボン短繊維を含む綿状体の解繊装置。