JPS646134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂強化用の繊維を一定長さに切
断する装置に関するものであり、特にガラス繊維
を0.2〜3.0mmの一定長さに切断する装置に関する
ものである。

ガラス繊維などの繊維は合成樹脂の強化材とし
て広く使用されている。合成樹脂強化用のガラス
繊維を長さで分類するとロービングなどの連続長
装置、チヨツプドストランドなどの切断短繊維、
ミルドフアイバーなどの粉末状短繊維などがあ
る。切断短繊維はロービングなどを一定長さに切
断して製造されその長さは通常１cm程度以上であ
る。ミルドフアイバーなどの粉末状短繊維は切断
短繊維などをボールミル等で粉砕して製造され、
その平均長さは通常５mm以下である。現在ある用
途において、0.2〜２mm程度の長さのガラス繊維
が求めれている。これは、ポリウレタンその他の
合成樹脂を反応射出成形（以下RIMという）方
法で成形する場合の強化材とするものである。
RIM方法は、少くとも１つの強化材が分散され
た少くとも２つの液状成分をそれぞれノズルから
噴出させて両者を衝突混合し、混合液を型に注入
して硬化させる成形方法である。この方法におい
て、強化材が分散された液状成分は加圧されて配
管内を流動しノズルから噴出させられるものであ
るので、強化材が配管内やノズルに閉塞し易いも
のであつてはならない。従つて、これ用の強化材
はある程度短いものである必要があり、一方強化
材としての強化効果を充分に発揮するためにはあ
る程度の長さを必要とする。この両者の要件か
ら、強化材としての現在のところ0.2〜２mm程度
の長さが適当であると考えられる。

0.2〜2.0mm程度のガラス繊維の製造は、上記ミ
ルドフアイバーの製造方法と同じように粉砕によ
り製造しうる、しかしながら、平均長が0.2〜2.0
mmの間にあるミルドフアイバーはRIM方法に使
用する強化材として充分満足しうるものではな
い。その理由は、ミルドフアイバーにおける繊維
の長さの分布が広過ぎるからである。たとえば、
平均長さ2.0mmのミルドフアイバーは長さ2.0mmを
越える長い繊維と2.0mm未満の短い繊維を多量に
含んでいる。従つて、2.0mmを越える多量の長い
繊維の存在により上記閉塞の問題を起し易い。同
様に平均長さ0.2mmのミルドフアイバーは強化効
果の少いより短い繊維を多量に含む。たとえ、そ
の平均長さが1.0mmのミルドフアイバーにおいて
も、0.2〜2.0mmの範囲外にある繊維の量は無視し
得ない程多量であり、たとえばその量が全体の20
重量％を越えることは少くない。

繊維の長さの分布が充分狭い短繊維を製造する
方法としては、チヨツプドストランドなどと同様
長い繊維を一定長さに切断する方法が適当である
と考えられる。しかしながら従来チヨツプドスト
ランドの長さの下限は３mm程度でありそれ以下の
チヨツプドストランドは製造困難であつた。その
理由は繊維の切断方法に問題があることがわかつ
た。ガラス繊維のチヨツプドストランドは刃を埋
め込んだカツターロールと接触ロールとを組み合
せたロールカツターと呼ばれる切断装置により連
続的に切断されて製造される。このカツターロー
ルにおける刃の間隔を２mm以下とするとまずロー
ビングがカツターロールと接触ロールとの間に引
き込まれ離くなる。これは、カツターロールと接
触ロールとが刃の間隙部分でロービングを押えて
固定する作用が刃の間隙が短くなるに従つて働か
なくなるためである。第２にたとえ何らかの手段
でロービングを２つのロール間に進めることがで
きたとしても、刃の間に切断された繊維が集積し
短時間の内に刃が埋れて切断不可能となり易い。
従つて、ロールカツターを使用して２mm以下の短
繊維を連続的に製造することはこれらの問題が解
決されない限り極めて困難であると思われる。

本発明者は以上の見地より２mm以下の長さを有
するガラス繊維を製造する方法を検討した結果、
多数の刃を設けた切断盤を用いて断続的にガラス
繊維等を切断する方法を見い出すに至つた。この
方法は多数の刃を一定間隔に配置した切断盤と接
触盤との間に刃に対してほぼ直角方向にロービン
グ等を配置し両者を近接して該ロービング等を多
数の短繊維に切断する方法である。この方法によ
れば上記ロールカツターにおける第１の問題は解
決される。さらに、本発明者は第２の問題に対処
するためこの方法において各２つの刃の間に排出
具を設け、切断後刃の間に集積した切断された繊
維を刃の間から押し出す方法を見い出した。本発
明はこの切断方法を具体化した切断装置に関する
ものであり、即ち、合成樹脂強化用の繊維を0.2
〜3.0mmの長さに切断する装置において、複数の
刃が一定間隔を置いて平行に配置されかつ往復移
動しうる切断盤、該切断盤の刃の間に設けられ、
繊維切断時は刃の先端よりも内部側に位置し繊維
切断後は刃の先端よりも外部側に突出しうる排出
具、および該切断盤の往復移動方向とほぼ直角方
向に移動しうる無端ベルト表面あるいはロール表
面を有する接触盤より構成されていることを特徴
とする合成樹脂強化用繊維の切断装置である。こ
の装置は2.0mmを越える長さの繊維でも製造可能
であるが、3.0mmを越えると従来のロールカツタ
ーの方が有利である。

本発明の装置の１例を図面を用いて説明する。
第１図〜第３図は本発明の切断装置の例を示すも
のである。第１図は刃と平行方向に切断盤を切断
した面を示す切断装置の部分断面図であり、第２
図は刃と直角方向Ａ−A′断面で切断した切断盤
の部分断面図である。第１図において中央の一点
鎖線Ａ−A′の左半分は第２図におけるＢ−B′断
面、右半分はＣ−C′断面を示すが、第１図と第２
図では後述するように装置の状態が一部異つてい
る。繊維を切断する刃１は第１図において紙面の
垂直方向に多数平行に配置されており、切断盤２
と接触盤表面３との間に第１図の紙面と垂直方向
に配置された繊維を切断する。第２図に示すよう
に、多数の刃（１，１′，１″等）はスペーサー
（４，４′，４″等）を介して一定間隔に配列され、
スペーサー（４，４′，４″等）の間隙でこの刃の
間の距離が決められている。２枚の刃（１−１′
等）の先端間の距離が切断された繊維の長さを決
定するので、本発明において２枚の刃の先端間の
距離は0.2〜3.0mmである。通常はこの長さの範囲
内のある１つの長さにすべての刃（１，１′，
１″等）の先端の距離が決められる。切断盤２は
ピストン５の移動により上下に往復移動しうる。
従つて、切断盤２と接触盤３の間に位置された繊
維が１回の往復移動により切断され、接触盤２の
水平方向（第１図紙面に垂直方向）の移動により
切断された繊維が除かれた後再び繊維が両盤の間
に位置され同様の工程により断続的に切断された
繊維が製造される。

上記切断工程において、切断後刃（１，１′，
１″等）の間に切断された繊維が保持され易いの
で、本発明における排出具の１種である排出棒
（６，６′，６″等）で刃（１，１′，１″等）の間
から切断された繊維を排出させる。第１図は排出
棒（６，６′，６″等）が刃の先端よりも突出した
状態を示すものであり、第２図は刃の間に引き込
まれている状態を示すものである。繊維の切断時
は第２図の状態で行なわれ、切断後は第１図の状
態にすることにより切断された繊維が刃（１，
１′，１″等）の間から排出される。排出棒（６，
６′，６″等）の移動は次のようにして行なわれ
る。多数の排出棒（６，６′，６″等）は切断盤２
の下部両端にそれぞれ設けられた排出棒保持具７
に固定され、排出棒保持具７は切断盤２の両端に
それぞれ摺動可能に取り付けられた杆体８に連結
されている。これら杆体８はそれぞれバネ９によ
り上方に賦勢されているが、第１図の状態では上
部ストツパー１０により押し下げられた状態にあ
る。従つて、切断盤２が下方に移動し杆体８が上
部ストツパー１０から離れるとバネ９の力により
排出棒（６，６′，６″等）は刃（１，１′，１″
等）の間に引き込まれ、第２図の状態となる。接
触盤３の左右には、排出棒（６，６′，６″等）の
引き込みをさらに確実なものとするために下部ス
トツパー１１が設けられているが、バネ９の力が
強い場合などは必ずしも必要としないものであ
る。なお、排出棒保持具７から下部ストツパー１
１までの１組みはもう１組第１図手前部分にあ
る。

第３図は第１図Ｄ−D′断面を示した断面図で
あり、概略示した切断盤２は第３図矢印方向に往
復移動する。接触盤３は無端ベルト１２の表面か
ら構成され、無端ベルト１２は図矢印方向に移動
可能である。無端ベルト１２は２つのロール１
３，１４で駆動され、接触盤３となる表面の無端
ベルト１２の下部には無端ベルトを支持する支持
板１５が設けられている。取り出し板１６は切断
された繊維を無端ベルト１２の表面から取り出す
ためのものである。無端ベルト１２は繊維の切断
時は上まつており、繊維切断後、好ましくは排出
具による刃の間に保持された繊維が排出された
後、矢印方向に移動する。この移動は切断された
繊維を取り出すために行なわれるが、同時に新た
な連続繊維が切断盤２の下部へ供給される。

第１ないし第３図は本発明方法を実施しうる装
置の１例であり、装置としてはさらに種々の応用
が可能である。たとえば、バネ９の賦勢方向を第
１図とは逆に下方向とし、ストツパーから離れて
いる状態で排出棒（６，６′，６″等）が刃（１，
１′，１″等）の先端より突出した状態とし、下部
ストツパー１１に押し上げるようにすることがで
きる。この場合は、上部ストツパー１０は必ずし
も必要としない。多数の刃（１，１′，１″等）は
同時に繊維を切断することが好ましいので、多数
の刃の先端が形成する面は平面または上方に凸の
円筒面となることが好ましく、特に平面であるこ
とが好ましい。勿論、繊維を同時に切断すること
を必要としない場合は、刃の先端の位置は多少乱
れていてもよい。接触盤表面も刃の先端の面の形
状に対応する面であることが好ましく、特に平面
が好ましい。しかし、接触盤を比較的径の大きい
ロール表面より構成し、切断盤を対応する上方に
凸の円筒面とすることにより、第１図ないし第３
図の装置と同様の切断装置を構成することもでき
る。さらに、隣接した２枚の刃は平行であること
が好ましいが、切断された繊維の長さの分布が多
少広くてもよい場合もあるので必ずしも厳密な平
行状態になくてもよい。同様に、多数の刃の先端
の間隔は一定であることが好ましいが厳密に一定
間隔でなくてもよい場合がある。

排出具の形状は図示した棒状体に限られるもの
ではなく、たとえば金属線などの線状体であつて
もよい。排出具は、さらに、切断盤に移動可能に
取り付けられたものでないものであつてもよい。
たとえば、接触盤やその他の固定物に取り付けら
れ接触盤表面上方に張り渡たされたものであつ
て、切断盤が下方に移動し繊維を切断する時第２
図のように刃の間に位置するようなものであつて
もよい。この場合、さらに切断盤やそのスペーサ
ー部分などに接触して多少下方に移動しうるもの
であつてもよい。また、排出具は弾性発泡プラス
チツクなどの弾性体からなり、刃の間に埋め込ま
れたものであつてもよい。即ち、弾性発泡プラス
チツクを第２図に示す排出棒（６，６′，６″等）
の位置にその先端が刃（１，１′，１″等）のほぼ
先端位置以上に突出させて埋め込むことにより、
繊維が切断時には弾性発泡プラスチツク表面を多
少凹ませることにより切断可能となり、切断後刃
の先端が接触盤から離れると弾性発泡プラスチツ
クの弾性により切断された繊維が刃の間から押し
出され、排出具としての機能が発揮される。

刃の数は特に制限されず少くとも２枚あればよ
い。通常は刃の数が多い程切断能率が向上するの
で数十枚〜数百枚、あるいはそれ以上の刃が切断
盤に取り付けられる。排出具はこれら刃の間のす
べてに設けられることが好ましい。

接触盤を構成する無端ベルトやロール表面は、
弾性を有するものであることが好ましい。たとえ
ば、合成ゴムや天然ゴムなどのゴムの他、ポリウ
レタンエラストマーその他のエラストマーが使用
される。この接触盤は通常切断盤の往復移動方向
と同一の方向には固定されているが、必要により
この方向にも移動させることもできる。たとえ
ば、第３図に示した支持板１５を上方に移動させ
て接触盤を構成する無端ベルト表面を動かすこと
もできる。

以上のように、本発明の装置は種々の応用が可
能であるが、最も好ましい装置は第１図〜第３図
に示したような装置である。

繊維としてはガラス繊維が最も好ましいが、そ
の他炭素繊維などの無機質繊維やビニロンなどの
合成繊維などであつてもよい。切断する前の繊維
は少くとも刃の両端間の距離以上の長さを有する
長繊維が好ましく、特にロービングなどの連続長
繊維が好ましい。目的とする切断短繊維の平均の
長さは0.2〜3.0mmの範囲内にある一定長さのもの
であり、特に目的とする長さを中心としてその長
さの分布の範囲ができるだけ狭いものであること
が好ましい。好ましい平均長さは0.4〜2.0mmであ
り特に、２mm以上の長さを有する切断短繊維の量
は出来るだけ少いことが好ましい。より好ましい
切断短繊維の平均の長さは0.6〜1.6mmの範囲内に
あることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の切断装置を示した図
であり、第１図は主として切断盤部分を示した部
分断面図、第２図は第１図のＡ−A′切断部を拡
大部分断面図である。第３図は主として接触盤部
分を示すために第１図のＤ−D′断面を示した部
分断面図である。 １，１′，１″……刃、２……切断盤、３……接
触盤表面、４……スペーサー、６，６′，６″……
排出具、１２……無端ベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成樹脂強化用の繊維を0.2〜3.0mmの長さに
   切断する装置において、複数の刃が一定間隔を置
   いて平行に配置されかつ往復移動しうる切断盤、
   該切断盤の刃の間に設けられ、繊維切断時は刃の
   先端よりも内部側に位置し繊維切断後は刃の先端
   よりも外部側に突出しうる排出具、および該切断
   盤の往復移動方向とはほぼ直角方向に移動しうる
   無端ベルト表面あるいはロール表面を有する接触
   盤より構成されていることを特徴とする合成樹脂
   強化用繊維の切断装置。 ２ 繊維がガラス繊維であることを特徴とする特
   許請求の範囲１の装置。