WO2014148288A1 - ガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法 - Google Patents

ガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法 Download PDF

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WO2014148288A1
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rubber roll
roll
slip ratio
rubber
glass chopped
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French (fr)
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泰樹 山下
松原　正典
敏之 青木
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • D01G1/02—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form
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    • B26D1/405—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis with a non-circular cutting member moving about an axis parallel to the line of cut and coacting with a rotary member for thin material, e.g. for sheets, strips or the like
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    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
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    • C03B37/10—Non-chemical treatment
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06H—MARKING, INSPECTING, SEAMING OR SEVERING TEXTILE MATERIALS
    • D06H7/00—Apparatus or processes for cutting, or otherwise severing, specially adapted for the cutting, or otherwise severing, of textile materials
    • D06H7/02—Apparatus or processes for cutting, or otherwise severing, specially adapted for the cutting, or otherwise severing, of textile materials transversely
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a glass chopped strand provided with a rubber roll and a cutter roll.
  • Glass chopped strands are produced by cutting glass fiber strands (hereinafter simply referred to as glass strands) formed from hundreds to thousands of glass monofilaments into a certain length.
  • the step of cutting the glass strand is performed by rotating the glass strand supplied from the upstream while the cutter roll is brought into contact with the surface of the rubber roll while the glass strand is placed on the surface of the rubber roll.
  • cutting blades are attached radially at equal intervals around the rotation axis.
  • the glass chopped strand may enter between the cutting blades, causing clogging and not being discharged.
  • the interval between the cutting blades becomes narrow, and the glass chopped strand easily enters between the cutting blades and easily clogs. If it is attempted to cut the glass strand with a clogged cutting blade, there is a possibility that a defective cutting of the glass strand may occur.
  • the peripheral speed of the cutter roll is set to be faster than the peripheral speed of the rubber roll, and the glass chopped strand is clogged between the cutting blades of the cutter roll. It is preventing.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and even when the peripheral speed of the cutter roll is set faster than the peripheral speed of the rubber roll, an apparatus for producing a glass chopped strand in which a deep groove is hardly formed on the surface of the rubber roll, and An object is to provide a manufacturing method.
  • the characteristic configuration of the glass chopped strand manufacturing apparatus for solving the above problems is as follows.
  • An apparatus for producing glass chopped strands comprising:
  • v1 Peripheral speed of the outer peripheral surface of the cutter roll
  • v2 The peripheral speed of the outer peripheral surface of the rubber roll is always rotated so as to fluctuate with a positive value.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus of this configuration is set so that the slip ratio S always fluctuates with a positive value. Therefore, the cutter roll cutting blade is rotated while rotating the cutter roll at a faster peripheral speed than the rubber roll. It can contact
  • the slip ratio S is preferably set so as to vary periodically.
  • the cutting blade of the cutter roll is made of the rubber roll while rotating the cutter roll at a faster peripheral speed than the rubber roll. It can contact
  • the slip ratio S is preferably set so as to vary randomly.
  • the cutting blade of the cutter roll is placed on the surface of the rubber roll while rotating the cutter roll at a faster peripheral speed than the rubber roll. It can be made to contact
  • the slip ratio S is preferably set so as to vary within a certain range with a random time period.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus of this configuration is set so that the slip ratio S fluctuates within a certain range in a random time period, the load applied to the cutting blade is reduced, and the cutting blade of the cutter roll Can be brought into contact with the surface of the rubber roll in a state shifted at random in the longitudinal direction of rotation. As a result, it is possible to reliably prevent deep grooves from being formed on the surface of the rubber roll.
  • the slip ratio S is preferably set so as to vary in a random range at a constant time period.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus of this configuration is set so that the slip ratio S fluctuates in a random range at a constant time period, the load applied to the cutting blade is reduced, and the cutting blade of the cutter roll Can be brought into contact with the surface of the rubber roll in a state shifted at random in the longitudinal direction of rotation. As a result, it is possible to reliably prevent deep grooves from being formed on the surface of the rubber roll.
  • the slip ratio S is preferably set so as to vary according to a certain rule.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus of this configuration is set so that the slip ratio S fluctuates according to a certain rule, a deep groove is formed on the surface of the rubber roll while reliably reducing the load on the cutting blade. Can be effectively suppressed.
  • the slip ratio S is preferably set so as to vary within a range of ⁇ 1% from the reference slip ratio S ′.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus of this configuration is set so that the slip rate S varies within a range of ⁇ 1% from the reference slip rate S ′, it effectively reduces the load on the cutting blade. However, it is possible to reliably suppress the formation of deep grooves on the surface of the rubber roll.
  • the slip ratio S is preferably changed by sequence control.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus of this configuration can automatically execute the fluctuation operation of the slip ratio S because the slip ratio S varies by sequence control, and as a result, the glass chopped strand manufacturing efficiency is improved. be able to.
  • the glass chopped strand manufacturing method of this configuration is set so that the slip rate S always fluctuates with a positive value in the cutting step, so the cutter roll is rotated while rotating the cutter roll at a faster peripheral speed than the rubber roll.
  • the cutting blade can be brought into contact with the surface of the rubber roll while being shifted. As a result, it is possible to prevent the cutting blade of the cutter roll from damaging the same portion of the surface of the rubber roll, and it is possible to prevent deep grooves from being formed on the surface of the rubber roll.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a glass chopped strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a glass chopped strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 3 is a time chart showing the time change of the slip ratio of the cutter roll with respect to the rubber roll.
  • FIG. 4 is a time chart showing the change over time of the slip ratio of the cutter roll with respect to the rubber roll.
  • FIG. 5 is a photograph of (a) the surface of a rubber roll used in a glass chopped strand manufacturing apparatus according to the present invention, and (b) the surface of a rubber roll used in a conventional glass chopped strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a glass chopped strand manufacturing apparatus provided with a polishing means.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a glass chopped strand manufacturing apparatus 100.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the glass chopped strand manufacturing apparatus 100.
  • the glass chopped strand manufacturing apparatus 100 is an apparatus for manufacturing the glass chopped strand G by cutting the glass strand F into a predetermined length as shown in FIGS. 1 and 2, and the cutting blade 10a in the circumferential direction.
  • the cutter roll 10 is mounted at regular intervals and radially with respect to the rotation axis, and the rubber roll 11 is formed by covering the roller core 11d with an elastic body 11c.
  • a white arrow shown in FIG. 1 indicates the rotation direction of the cutter roll 10 and the rubber roll 11, and a black arrow shown in FIGS. 1 and 2 indicates the moving direction of the cutter roll 10.
  • the rubber roll 11 is pivotally supported so as to be rotatable around the shaft center 11 b and is driven to rotate at a constant peripheral speed by the first motor 12.
  • the size of the rubber roll 11 can be changed according to the type of the glass chopped strand G to be manufactured, the manufacturing scale, etc.
  • the diameter of the rubber roll 11 (including the elastic body 11c) is 250 to 400 mm
  • the width direction of the rubber roll 11 The length is set to 250 to 450 mm
  • the thickness of the elastic body 11c is set to 5 to 100 mm.
  • the material used for the elastic body 11c can be appropriately selected according to the properties of the glass strand F to be cut, but a rubber material having appropriate elasticity and resistance to deterioration is preferable.
  • urethane rubber fluorine
  • examples thereof include rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, styrene rubber, hyperon rubber, and natural rubber.
  • the rubber roll 11 configured as described above conveys 1 to 100 glass strands F supplied from the upstream to the downstream while being placed on the surface 11a. That is, the conveyance process in the manufacturing method of the glass chopped strand of this invention is performed.
  • the cutter roll 10 is attached so that the cutting blades 10a protrude radially from the axial center 10b at equal intervals (for example, 3 mm) in the circumferential direction.
  • the shaft center 10 b of the cutter roll 10 is disposed so as to be substantially parallel to the shaft center 11 b of the rubber roll 11, and is disposed so that the cutting blade 10 a of the cutter roll 10 can come into contact with the surface 11 a of the rubber roll 11.
  • the cutter roll 10 is rotatably supported around an axis 10b, and is driven to rotate by the second motor 13 in accordance with the peripheral speed of the rubber roll 11.
  • the cutter roll 10 is in contact with the surface 11a of the rubber roll 11 while rotating.
  • the strand F is cut.
  • the cutting process in the manufacturing method of the glass chopped strand of this invention is performed.
  • the peripheral speed of the cutter roll 10 is faster than the peripheral speed of the rubber roll 11, and can be adjusted to vary according to a certain rule or randomly.
  • the glass chopped strands G that are cut when the glass strands F are cut by entering the cutter blades 10 and the rubber rolls 11 are appropriately clogged.
  • the cutting blade 10a is prevented from biting into the same portion of the surface 11a of the rubber roll 11, and the progress of deterioration of the rubber roll 11 is suppressed.
  • the size of the cutter roll 10 can be changed according to the type and production scale of the glass chopped strand G to be manufactured.
  • the diameter of the cutter roll 10 (including the cutting blade 10a) is set to 50 to 100 mm
  • the length in the width direction of the cutter roll 10 is set equal to or slightly longer than the length in the width direction of the rubber roll 11. Thereby, the cutting edge of the cutting blade 10a can be reliably contacted over the entire width direction of the rubber roll 11.
  • the cutter roll 10 presses the cutting blade 10a against the surface 11a of the rubber roll 11 with a predetermined pressure in order to give a shearing force to the glass strand F.
  • the cutting blade 10a of the cutter roll 10 bites into the surface 11a of the rubber roll 11, and the surface 11a of the rubber roll 11 is shaved.
  • the diameter of the rubber roll 11 gradually decreases, and the pressing force of the cutter roll 10 on the surface 11a of the rubber roll 11 is weakened. Therefore, the cutter roll 10 is connected to a slide means 20 for approaching the rubber roll 11 in accordance with the deterioration of the rubber roll 11. As shown in FIG.
  • the slide means 20 includes a first base 21 on which a second motor 13 that rotates the cutter roll 10 is placed, and a first drive means 22 that moves the first base 21.
  • the first base 21 is slidably disposed on a first rail 23 that is disposed in a direction orthogonal to the axis 10b of the cutter roll 10 (the direction of the arrow a).
  • the shaft center 10b of the cutter roll 10 and the shaft center 11b of the rubber roll 11 are arranged so as to be substantially parallel, and when the first drive means 22 is driven, the first base 21 moves over the first rail 23 with an arrow. Slide and move in the direction of a.
  • a second motor 13 is placed on the first base 21, and the second motor 13 is connected to the cutter roll 10.
  • the cutter roll 10 moves to the direction of arrow a, ie, the direction which presses the surface 11a of the rubber roll 11.
  • FIG. thereby, the cutter roll 10 can press the cutting blade 10a against the surface 11a of the rubber roll 11 while maintaining the parallel state of the axis 10b of the cutter roll 10 and the axis 11b of the rubber roll 11.
  • a stepping motor capable of causing the cutter roll 10 to approach the rubber roll 11 at regular intervals can be used as the first driving means 22.
  • control means for controlling the operation of the first motor 12, the second motor 13, and the slide means 20.
  • the first motor 12, the second motor 13, and the slide means 20 are sequence-controlled in a predetermined pattern so that the slip rate S of the cutter roll 10 can be changed with respect to the rubber roll 11, which will be described later. Can be executed automatically.
  • a general-purpose personal computer or the like can be used as the control means.
  • ⁇ Slip rate of cutter roll> On the outer periphery of the cutter roll 10, cutting blades 10 a are provided at equal intervals (for example, 3 mm), and the tips of the cutting blades 10 a come into contact with the surface 11 a of the rubber roll 11.
  • the peripheral speed of the outer peripheral surface of the cutter roll 10 is set faster (for example, 273 m / min) than the peripheral speed (for example, 260 m / min) of the outer peripheral surface of the rubber roll 11, the rubber roll 11 and the cutter roll 10
  • the cutting blade 10a is warped at the contact portion.
  • the glass chopped strand G is pushed out from between the cutting blades 10 a of the cutter roll 10 by the rebounding force of the cutting blade 10 a generated when the warping of the cutting blade 10 a is eliminated, and is efficiently discharged from the cutter roll 10.
  • the slip ratio S of the cutter roll 10 with respect to the rubber roll 11 is set to be constant, the frequency at which the cutting blade 10a bites into the same portion of the surface 11a of the rubber roll 11 increases. Thereby, the damage
  • the present invention is configured such that the slip ratio S (%) of the cutter roll 10 relative to the rubber roll 11 always varies with a positive value. This variation is performed periodically or randomly.
  • the cutting blade 10a of the cutter roll 10 is brought into contact with the surface 11a of the rubber roll 11 while being shifted in the front-rear direction of rotation, so that the surface 11a of the rubber roll 11 is substantially uniform. So that it can be sharpened.
  • the slip ratio S (%) of the cutter roll 10 relative to the rubber roll 11 can be expressed by the following formula (1).
  • S (%) (v1 / v2 ⁇ 1) ⁇ 100 (1)
  • v1 Peripheral speed of the outer peripheral surface of the cutter roll 10
  • v2 Peripheral speed of the outer peripheral surface of the rubber roll 11
  • the range in which the slip ratio S of the cutter roll 10 with respect to the rubber roll 11 can be taken is 1% to 10%, preferably 2% to 8%, and more preferably 4% to 6%. If the slip rate S of the cutter roll 10 is set to less than 1%, the difference between the peripheral speeds of the cutter roll 10 and the rubber roll 11 is not sufficient, so that the cutting blade 10a pushes out the glass chopped strand G (bounce force) becomes weak. . As a result, the glass chopped strand G may enter between the cutting blades 10a of the cutter roll 10 to cause clogging of the cutter roll 10 and cause a cutting failure of the glass strand F.
  • slip rate S of the cutter roll 10 When the slip rate S of the cutter roll 10 is set to be larger than 10%, when the tip of the cutting blade 10a bites into the surface 11a of the rubber roll 11, a load due to warping of the cutting blade 10a becomes excessive, and the cutting blade 10a may be damaged. There is. A method for changing the slip ratio S of the cutter roll 10 relative to the rubber roll 11 will be described below.
  • a variation method combining these variation methods The up / down fluctuation amount and the fluctuation time period of the slip ratio S may be changed or changed randomly, or may be changed or changed according to a certain rule.
  • up and down fluctuation means that the slip ratio S fluctuates to a value smaller than the reference slip ratio when it is fluctuated to a value smaller than the reference slip ratio after being varied to a value larger than the reference slip ratio. This includes the case where the value is changed to a value larger than the reference slip rate after the adjustment.
  • the “time period” represents the time required for the slip rate S to be changed up and down from the reference slip rate to return to the reference slip rate.
  • the initial slip rate which is the slip rate S at the start of manufacturing the glass chopped strand G
  • the reference slip rate S ′ is set as the reference slip rate S ′
  • the slip rate S is determined from the reference slip rate S ′ by a predetermined amount of vertical fluctuation. And fluctuate in a certain time period, and the amount of fluctuation in the vertical direction is varied randomly for each period.
  • the reference slip ratio S ′ is set to 4% to 6%
  • the vertical fluctuation amount is set to ⁇ 0.4% to ⁇ 2%.
  • the reference slip ratio S ′ is set to 4% to 6%, and the vertical fluctuation amount is set to ⁇ 1%. More preferably, the reference slip ratio S ′ is set to 5%, and the vertical fluctuation amount is set to ⁇ 1%.
  • the initial slip rate which is the slip rate S at the start of production of the glass chopped strand G
  • the slip rate S is constant from the reference slip rate S ′.
  • the time period of the fluctuation is changed at random. To change the time period of fluctuation at random, the time until the slip ratio S fluctuates from the value of the reference slip ratio S ′ by a predetermined amount of vertical fluctuation and returns to the same reference slip ratio S ′ again is changed. That is.
  • the change width of the time period is preferably set to 10 to 30 seconds.
  • the change width of the time period is set to be shorter than 10 seconds, the slip ratio S is too finely changed, so that the load due to the warp of the cutting blade 10a becomes excessive and the cutting blade 10a may be damaged. If the change width of the time period is set longer than 30 seconds, the variation of the slip ratio S is not sufficient, so that the cutting blade 10a easily bites into the same portion of the surface 11a of the rubber roll 11. As a result, a saw-like deep groove is formed on the surface 11a of the rubber roll 11 due to the rebounding force of the cutting blade 10a, and the life of the rubber roll 11 may be shortened.
  • 3 and 4 are time charts showing the change over time of the slip ratio S of the cutter roll 10 with respect to the rubber roll 11.
  • 3A is a time chart of the slip ratio S according to the first embodiment
  • FIG. 3B is a time chart of the slip ratio S according to the second embodiment
  • FIG. 3C is according to the third embodiment
  • FIG. 4D is a time chart of the slip ratio S according to the fourth embodiment
  • FIG. 4E is a time chart of the slip ratio S according to the fifth embodiment.
  • the initial slip ratio at the start of manufacturing the glass chopped strand G is set as the reference slip ratio S ′, and the slip ratio S is changed by a predetermined amount of vertical fluctuation from the reference slip ratio S ′.
  • the number shown to the right of the reference slip ratio S ′ on the vertical axis represents the actual value of the reference slip ratio, and the vertical axis represents the amount of variation from the reference slip ratio S ′.
  • the slip ratio S by making the peripheral speed of the outer peripheral surface of the rubber roll 11 constant and changing the peripheral speed of the outer peripheral surface of the cutter roll 10. Since the peripheral speed of the outer peripheral surface of the rubber roll 11 is constant, the supply rate of the glass strand F supplied to the glass chopped strand manufacturing apparatus 100 can be made constant. As a result, the production amount of the glass chopped strand G per unit time Can be made constant.
  • the slip ratio S is randomly varied using both the first variation method and the second variation method.
  • Each section delimited by a dotted line in the time chart represents one cycle of the fluctuation of the slip ratio S.
  • the reference slip ratio S ′ is set to 6.0%, and the slip ratio S is randomly changed with a vertical fluctuation amount of ⁇ 0.6 to ⁇ 1.0% from the reference slip ratio S ′.
  • the time period of vertical fluctuations is randomly changed between 10 seconds and 14 seconds.
  • the cutting blade 10 a of the cutter roll 10 is rotated in the front-rear direction with respect to the surface 11 a of the rubber roll 11. It can be made to contact in the state shifted at random. As a result, it is possible to reliably prevent deep grooves from being formed on the surface 11a of the rubber roll 11.
  • the vertical fluctuation amount of the slip ratio S is set to be constant, and the time period of the fluctuation of the slip ratio S is randomly changed using the second fluctuation method.
  • Each section delimited by a dotted line in the time chart represents one cycle of the fluctuation of the slip ratio S.
  • the reference slip rate S ′ is set to 5.0%, the slip rate S is changed by a vertical fluctuation amount of ⁇ 1.0% from the reference slip rate S ′, and the time period of change of the slip rate S is set to 10 It is changed randomly between 2 and 22 seconds.
  • the cutting blade 10a of the cutter roll 10 is in contact with the surface 11a of the rubber roll 11 in a state of being randomly shifted in the front-rear direction. Can be made. As a result, it is possible to reliably prevent deep grooves from being formed on the surface 11a of the rubber roll 11.
  • the time period of the variation of the slip ratio S is set to be constant, and the vertical variation amount of the slip ratio S is randomly varied using the first variation method.
  • Each section delimited by a dotted line in the time chart represents one cycle of the variation of the slip ratio S.
  • the reference slip ratio S ′ is set to 4.0%, and the slip ratio S is randomly varied with a vertical fluctuation amount of ⁇ 0.4 to ⁇ 2.0% from the reference slip ratio S ′.
  • the time period of the fluctuation is set to 10 seconds.
  • the cutting blade 10a of the cutter roll 10 is brought into contact with the surface 11a of the rubber roll 11 in a state of being randomly shifted in the front-rear direction of rotation. be able to. As a result, it is possible to reliably prevent deep grooves from being formed on the surface 11a of the rubber roll 11.
  • the slip ratio S is varied according to a certain rule using both the first variation method and the second variation method.
  • Each section delimited by a dotted line in the time chart represents one cycle of the variation of the slip ratio S.
  • the reference slip rate S ′ is set to 5.0%
  • the slip rate S is changed by an amount of vertical fluctuation of ⁇ 0.6 to ⁇ 1.0% from the reference slip rate S ′
  • the slip rate S is changed. Is changed between 10 seconds and 14 seconds.
  • three cycles of the variation of the slip ratio S are set as one cycle, and this cycle is repeated so that the slip ratio S varies according to a certain rule.
  • both the vertical fluctuation amount of the slip rate S and the time period of the fluctuation are changed or changed according to a certain rule, so that the cutting blade 10a of the cutter roll 10 is rotated before and after the surface 11a of the rubber roll 11 is rotated. It is possible to make contact with the direction shifted in a predetermined pattern. As a result, it is possible to reliably prevent a deep groove from being formed on the surface 11a of the rubber roll 11 while reliably reducing the load applied to the cutting blade 10a due to the change in the slip ratio S.
  • both the vertical fluctuation amount of the slip ratio S and the time period of the fluctuation are changed or changed. However, as in the second embodiment and the third embodiment described above, either one is made constant. The other may be set to vary or change.
  • the slip ratio S is varied by setting the vertical variation amount of the slip ratio S and the time period of the variation constant.
  • Each section delimited by a dotted line in the time chart represents one cycle of the variation of the slip ratio S.
  • the reference slip rate S ′ is set to 5.0%
  • the slip rate S is changed by ⁇ 1.5% up / down fluctuation amount from the reference slip rate S ′
  • the time period of change of the slip rate S is 20 Set to seconds.
  • the up-and-down fluctuation amount of the slip rate S and the time period of the fluctuation are set to be constant, the load applied to the cutting blade 10a of the cutter roll 10 can be reliably reduced.
  • An apparatus for manufacturing glass chopped strands (Example) in which the slip rate of the cutter roll relative to the rubber roll according to the present invention was varied, and an apparatus for manufacturing glass chopped strands (Comparative Example) in which the slip rate of the cutter roll relative to the rubber roll was constant.
  • the used rubber roll has a diameter of 370 mm, a length in the width direction of 350 mm, and an elastic body thickness of 100 mm.
  • Urethane rubber was used for the elastic body of the rubber roll.
  • the peripheral speed of the rubber roll was set to 260 m / min. In the embodiment, as shown in FIG.
  • the reference slip ratio is set to 5.0%
  • the slip ratio is changed by a vertical fluctuation amount of ⁇ 1.0% from the reference slip ratio
  • the slip The time period of fluctuation of the rate S was randomly changed between 10 seconds and 30 seconds.
  • the slip ratio was set to 5%.
  • the apparatus for producing glass chopped strands of Examples and Comparative Examples was operated for 30 hours, and the deterioration state of the surface of the rubber roll was visually evaluated.
  • FIG. 5 shows (a) the surface of a rubber roll used in a glass chopped strand production apparatus according to the present invention (Example), and (b) the surface of a rubber roll used in a conventional glass chopped strand production apparatus (Comparative Example). It is a photograph of. As shown in FIG. 5 (a), the surface of the rubber roll of the example is scraped substantially evenly in the front-rear direction and maintains a smooth state. On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), the surface of the rubber roll of the comparative example has a saw-like deep groove, and it can be confirmed that the deterioration is progressing. In addition, clogging of the glass chopped strand into the cutting blade of the cutter roll did not occur in any of the examples and the comparative examples.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a glass chopped strand manufacturing apparatus 100 provided with a polishing means 14, which is another embodiment of the glass chopped strand manufacturing apparatus according to the present invention.
  • the black arrows shown in FIG. 6 indicate the moving directions of the cutter roll 10 and the polishing means 14.
  • the slip rate S of the cutter roll 10 with respect to the rubber roll 11 is changed, and the cutting blade 10a of the cutter roll 10 is brought into contact with the surface 11a of the rubber roll 11 in a state shifted in the front-rear direction.
  • polishing is performed to polish the surface 11a of the rubber roll 11 while reciprocating in the width direction of the rubber roll 11 in order to smooth the surface 11a of the rubber roll 11. It is also possible to provide further means 14.
  • the polishing unit 14 includes a polishing unit 15 that polishes the surface 11 a of the rubber roll 11, a proximity moving unit 30 that moves the polishing unit 15 so as to be close to the axis 11 b of the rubber roll 11, A width direction moving means 40 for reciprocating the polishing portion 15 in parallel with the width direction of the rubber roll 11 is provided.
  • the polishing unit 15 abuts on the surface 11a of the rubber roll 11 by the proximity moving means 30, and polishes the surface 11a of the rubber roll 11 by reciprocating in the width direction of the rubber roll 11 by the width direction moving means 40.
  • the width direction moving means 40 is disposed in a direction parallel to the second base 41 on which the polishing portion 15 for polishing the surface 11 a of the rubber roll 11 is placed and the width direction of the rubber roll 11.
  • the second rail 42, the rail base 43 that fixes the second rail 42, and the second driving means 44 that moves the second base 41 are provided.
  • the polishing portion 15 is fixed to the second base 41 so as to face the surface 11 a of the rubber roll 11.
  • the second base 41 slides on the second rail 42 (in the direction of arrow c).
  • the polishing unit 15 disposed on the second base 41 reciprocates in the direction of the arrow c, and uniformly polishes the surface 11a of the rubber roll 11.
  • the proximity moving means 30 includes third driving means 31 for moving the rail base 43, as shown in FIG.
  • the rail base 43 slides on the third rail 32 arranged in a direction orthogonal to the axis 11 b of the rubber roll 11 (direction of arrow b). That is, the polishing unit 15 placed on the second base 41 moves in the direction of the arrow b, that is, the direction in which the surface 11a of the rubber roll 11 is pressed.
  • the polishing unit 15 can press the surface 11a of the rubber roll 11 with a predetermined pressure.
  • the surface 11 a of the rubber roll 11 is actively smoothed, so that formation of deep grooves on the surface 11 a of the rubber roll 11 is further suppressed.
  • the polishing unit 15 constituting the polishing unit 14 may be any as long as the surface 11a of the rubber roll 11 can be uniformly polished.
  • a horusoe, a bite blade, a rotating grindstone, an end mill and the like can be mentioned. Among them, a horusoe is preferably used.
  • the glass chopped strand production apparatus and production method of the present invention can be used in a production process of cutting glass strands (glass fibers) into glass chopped strands, but fibers other than glass fibers (for example, synthetic fibers, carbons) (Fiber, natural fiber), and further, it can be used in applications for cutting linear objects such as metal wires.

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Abstract

　カッターロールの周速をゴムロールの周速より速く設定してもゴムロールの表面に深い溝が形成され難いガラスチョップドストランドの製造装置を提供する。　上流から供給されるガラスストランドＦを下流に搬送するゴムロール（１１）と、ゴムロール（１１）の表面（１１ａ）に当接して回転しながらガラスストランドＦを切断するカッターロール（１０）と、を備えたガラスチョップドストランドの製造装置（１００）であって、ゴムロール（１１）及びカッターロール（１０）は、以下の式（１）で表されるゴムロール（１１）に対するカッターロール（１０）のスリップ率Ｓ：　Ｓ（％）　＝　（　ｖ１／ｖ２　－　１　）　×　１００　・・・　（１）　ｖ１：カッターロールの外周面の周速　ｖ２：ゴムロールの外周面の周速 が、常に正の値で変動するように夫々回転する。

Description

ガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法
　本発明は、ゴムロールとカッターロールとを備えたガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法に関する。
　ガラスチョップドストランドは、ガラスモノフィラメントを数百～数千本まとめて形成したガラス繊維ストランド（以下、単にガラスストランドと称する）を一定の長さに切断することにより製造される。ガラスストランドの切断工程は、上流から供給されるガラスストランドをゴムロールの表面に載せた状態で、当該ゴムロールの表面にカッターロールを当接させて回転させることにより行われる。カッターロールの表面には、切断刃が等間隔で回転軸を中心に放射状に取り付けられている。ガラスストランドがカッターロールとゴムロールとの間に送り込まれると、ガラスストランドはカッターロールによって一定の長さの短繊維に切断され、ガラスチョップドストランドが生成する。
　ここで、カッターロールとゴムロールとを同一の周速で回転させてガラスストランドを切断すると、ガラスチョップドストランドが切断刃の間に入り込み、目詰まりを起こし、排出されなくなることがある。特に、短いガラスチョップドストランドを製造する場合には、切断刃同士の間隔が狭くなり、ガラスチョップドストランドが切断刃の間に入り込んで目詰まりを起こし易い。目詰まりした切断刃でガラスストランドを切断しようとすると、ガラスストランドの切断不良が発生する虞がある。
　そこで、特許文献１の長繊維の切断方法では、カッターロールの周速がゴムロールの周速よりも速くなるように設定して、ガラスチョップドストランドがカッターロールの切断刃の間に目詰まりすることを防止している。
特開平９－１１９０２５号公報
　特許文献１の長繊維の切断方法では、カッターロールの周速をゴムロールの周速よりも速く設定しているため、カッターロールの切断刃がゴムロールの表面に食い込むと、切断刃の先端部分はゴムロールの周速で回転し、切断刃の根元部分はカッターロールの周速で回転する。この結果、切断刃の先端と根元との間に速度差が生じて、切断刃が反った状態となる。この状態から切断刃の先端がゴムロールの表面から外れて切断刃の反りが解消する際に、切断刃はカッターロールの回転方向に跳ね返る。特許文献１の長繊維の切断方法では、この跳ね返る力を利用して、ガラスチョップドストランドを切断刃の間から押し出して排出させている。しかし、特許文献１の長繊維の切断方法では、カッターロールをゴムロールに対して一定のスリップ率で回転させているため、ゴムロールの表面の同じ箇所にカッターロールの切断刃が食い込み易くなる。その結果、ゴムロールの表面に生じる傷が、切断刃の跳ね返りによって徐々に大きくなり、深い溝を形成してゴムロールの寿命を短くするという新たな問題が発生することになる。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カッターロールの周速をゴムロールの周速より速く設定してもゴムロールの表面に深い溝が形成され難いガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置の特徴構成は、
　上流から供給されるガラスストランドを下流に搬送するゴムロールと、
　前記ゴムロールの表面に当接して回転しながら前記ガラスストランドを切断するカッターロールと、
を備えたガラスチョップドストランドの製造装置であって、
　前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
　　Ｓ（％）　＝　（　ｖ１／ｖ２　－　１　）　×　１００　・・・　（１）
　　　　ｖ１：カッターロールの外周面の周速
　　　　ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
が、常に正の値で変動するように夫々回転することにある。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが常に正の値で変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対してずらした状態（ゴムロールの表面の同じ箇所にカッターロールの切断刃が食い込まない状態）で当接させることができる。その結果、カッターロールの切断刃がゴムロールの表面の同じ箇所を傷つけることが抑制され、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを防止することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、周期的に変動するように設定されていることが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが周期的に変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向に周期的にずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、ランダムに変動するように設定されていることが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓがランダムに変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、一定の範囲をランダムな時間周期で変動するように設定されていることが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが一定の範囲をランダムな時間周期で変動するように設定されていることから、切断刃にかかる負荷を軽減するとともに、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、ランダムな範囲を一定の時間周期で変動するように設定されていることが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓがランダムな範囲を一定の時間周期で変動するように設定されていることから、切断刃にかかる負荷を軽減するとともに、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、一定の規則で変動するように設定されていることが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが一定の規則で変動するように設定されていることから、切断刃にかかる負荷を確実に軽減しながら、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを効果的に抑制することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、基準となるスリップ率Ｓ´から±１％の範囲で変動するように設定されていることが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが基準となるスリップ率Ｓ´から±１％の範囲で変動するように設定されていることから、切断刃への負荷を効果的に軽減しながら、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に抑制することができる。
　本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
　前記スリップ率Ｓは、シーケンス制御によって変動することが好ましい。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓがシーケンス制御によって変動することから、スリップ率Ｓの変動操作を自動で実行することができ、その結果、ガラスチョップドストランドの製造効率を向上させることができる。
　上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドの製造方法の特徴構成は、
　上流から供給されるガラスストランドをゴムロールにより下流に搬送する搬送工程と、
　前記ゴムロールの表面にカッターロールを当接させた状態で、当該カッターロールを回転させながら前記ガラスストランドを切断する切断工程と、
を包含するガラスチョップドストランドの製造方法であって、
　前記切断工程の実行中に、前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
　　Ｓ（％）　＝　（　ｖ１／ｖ２　－　１　）　×　１００　・・・　（１）
　　　　ｖ１：カッターロールの外周面の周速
　　　　ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
が、常に正の値で変動するように夫々回転することにある。
　本構成のガラスチョップドストランドの製造方法は、切断工程において、スリップ率Ｓが常に正の値で変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対してずらした状態で当接させることができる。その結果、カッターロールの切断刃がゴムロールの表面の同じ箇所を傷つけることが抑制され、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを防止することができる。
図１は、ガラスチョップドストランドの製造装置の概略正面図である。 図２は、ガラスチョップドストランドの製造装置の概略平面図である。 図３は、ゴムロールに対するカッターロールのスリップ率の時間変化を示したタイムチャートである。 図４は、ゴムロールに対するカッターロールのスリップ率の時間変化を示したタイムチャートである。 図５は、（ａ）本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面、及び（ｂ）従来のガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面の写真である。 図６は、研磨手段を備えたガラスチョップドストランドの製造装置の概略平面図である。
　以下、本発明のガラスチョップドストランドの製造装置に関する実施形態を図１～図６に基づいて説明する。ガラスチョップドストランドの製造方法については、製造装置の説明の中で併せて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。
＜ガラスチョップドストランドの製造装置＞
　図１は、ガラスチョップドストランドの製造装置１００の概略正面図である。図２は、ガラスチョップドストランドの製造装置１００の概略平面図である。ガラスチョップドストランドの製造装置１００は、図１及び図２に示すように、ガラスストランドＦを所定の長さに切断してガラスチョップドストランドＧを製造する装置であり、切断刃１０ａを円周方向に等間隔で且つ回転軸に対して放射状に取り付けたカッターロール１０と、ローラ芯１１ｄの周囲に弾性体１１ｃを被覆したゴムロール１１とを備えている。図１中に示す白抜きの矢印はカッターロール１０及びゴムロール１１の回転方向を示し、図１及び図２中に示す黒矢印はカッターロール１０の移動方向を示している。
　ゴムロール１１は、軸心１１ｂの周りで回転可能に軸支されており、第１モータ１２により一定の周速で回転駆動される。ゴムロール１１のサイズは、製造するガラスチョップドストランドＧの種類や製造規模等に応じて変更可能であるが、例えば、ゴムロール１１の径（弾性体１１ｃを含む）として２５０～４００ｍｍ、ゴムロール１１の幅方向の長さとして２５０～４５０ｍｍ、弾性体１１ｃの厚みとして５～１００ｍｍに設定される。弾性体１１ｃに使用される材料は、切断対象のガラスストランドＦの性状に応じて適宜選択可能であるが、適度の弾性と耐劣化性とを兼ね備えたゴム材料が好ましく、例えば、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、ハイパロンゴム、天然ゴム等が挙げられる。上記のように構成されたゴムロール１１は、上流から供給される１～１００本のガラスストランドＦを表面１１ａに載せながら下流に搬送する。すなわち、本発明のガラスチョップドストランドの製造方法における搬送工程が実行される。
　カッターロール１０は、切断刃１０ａが円周方向に等間隔（例えば、３ｍｍ）で且つ軸心１０ｂから放射状に突出するように取り付けられている。カッターロール１０の軸心１０ｂは、ゴムロール１１の軸心１１ｂと略平行になるように配置され、ゴムロール１１の表面１１ａにカッターロール１０の切断刃１０ａが当接可能なように配置されている。カッターロール１０は、軸心１０ｂの周りで回転可能に軸支されており、第２モータ１３によりゴムロール１１の周速に応じて回転駆動し、ゴムロール１１の表面１１ａに当接して回転しながらガラスストランドＦを切断する。すなわち、本発明のガラスチョップドストランドの製造方法における切断工程が実行される。切断工程の実行中において、カッターロール１０の周速は、ゴムロール１１の周速よりも速く、さらに一定の規則に従って又はランダムに変動するように調整可能である。詳細は後述するが、カッターロール１０及びゴムロール１１の周速を適宜調整することにより、ガラスストランドＦを切断する際に切断されたガラスチョップドストランドＧが切断刃１０ａの間に入り込んで目詰まりすることを防ぐとともに、ゴムロール１１の表面１１ａの同一箇所に切断刃１０ａが食い込むことを防止し、ゴムロール１１の劣化の進行を抑制している。カッターロール１０のサイズは、製造するガラスチョップドストランドＧの種類や製造規模等に応じて変更可能であるが、例えば、カッターロール１０の径（切断刃１０ａを含む）は５０～１００ｍｍに設定され、カッターロール１０の幅方向の長さはゴムロール１１の幅方向の長さと同等又は若干長めに設定される。これにより、ゴムロール１１の幅方向全体に亘って切断刃１０ａの刃先を確実に当接させることができる。
　カッターロール１０は、ガラスストランドＦに対する剪断力を与えるためにゴムロール１１の表面１１ａに切断刃１０ａを所定の圧力で押圧している。この押圧により、カッターロール１０の切断刃１０ａは、ゴムロール１１の表面１１ａに食い込み、ゴムロール１１の表面１１ａが削られる。その結果、ゴムロール１１の径が徐々に減少し、カッターロール１０のゴムロール１１の表面１１ａへの押圧力が弱まる。そこで、カッターロール１０には、ゴムロール１１の劣化に応じてゴムロール１１の方に接近させるためのスライド手段２０が接続されている。スライド手段２０は、図２に示すように、カッターロール１０を回転駆動させる第２モータ１３を載置する第１ベース２１と、第１ベース２１を移動させる第１駆動手段２２とを備えている。第１ベース２１は、カッターロール１０の軸心１０ｂに対して直交する方向（矢印ａの方向）に配置された第１レール２３の上にスライド可能に配置されている。
　カッターロール１０の軸心１０ｂとゴムロール１１の軸心１１ｂとは、略平行となるように配置されており、第１駆動手段２２を駆動させると、第１ベース２１が第１レール２３上を矢印ａの方向にスライド移動する。第１ベース２１には第２モータ１３が載置され、第２モータ１３はカッターロール１０と連結されている。このため、第１ベース２１がスライド移動すると、カッターロール１０は矢印ａの方向、すなわちゴムロール１１の表面１１ａを押圧する方向に移動する。これにより、カッターロール１０は、カッターロール１０の軸心１０ｂとゴムロール１１の軸心１１ｂとの平行状態を維持しながら、ゴムロール１１の表面１１ａに切断刃１０ａを押圧することが可能になる。第１駆動手段２２は、例えば、一定時間ごとにカッターロール１０をゴムロール１１に接近させることができるステッピングモータを使用することができる。
　ガラスチョップドストランドの製造装置１００においては、上記第１モータ１２、第２モータ１３、及びスライド手段２０の動作を制御する制御手段（図示せず）を設けることが好ましい。予め設定されたプログラムを用いて、第１モータ１２、第２モータ１３、及びスライド手段２０を所定のパターンでシーケンス制御することにより、後述するゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの変動操作を自動で実行することができる。制御手段としては、汎用のパーソナルコンピュータ等を用いることができる。
＜カッターロールのスリップ率＞
　カッターロール１０の外周には、切断刃１０ａが等間隔（例えば、３ｍｍ）に設けられ、当該切断刃１０ａの先端がゴムロール１１の表面１１ａに食い込むように当接する。ここで、ゴムロール１１の外周面の周速（例えば、２６０ｍ/分）よりもカッターロール１０の外周面の周速の方を速く設定すると（例えば、２７３ｍ/分）、ゴムロール１１とカッターロール１０との当接部分で切断刃１０ａの反りが発生する。この切断刃１０ａの反りが解消する際に生じる切断刃１０ａの跳ね返りの力により、ガラスチョップドストランドＧはカッターロール１０の切断刃１０ａの間から押し出されて、カッターロール１０から効率よく排出される。しかし、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを一定に設定すると、切断刃１０ａがゴムロール１１の表面１１ａの同じ箇所に食い込む頻度が増加する。これにより、ゴムロール１１の表面１１ａの傷が徐々に大きくなり、ゴムロール１１の表面１１ａに鋸状の深い溝が形成されてゴムロール１１の寿命が短くなることがある。これを防止すべく、本発明では、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓ（％）が常に正の値で変動するように構成されている。この変動は、周期的又はランダムに行われる。スリップ率Ｓを周期的又はランダムに変動させることにより、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にずらした状態で当接させ、ゴムロール１１の表面１１ａが略均等に削られるようにしている。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに鋸状の深い溝が形成されることが防止され、ゴムロール１１の寿命を延長することができる。ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓ（％）は、以下の式（１）で表すことができる。
　　Ｓ（％）　＝　（　ｖ１／ｖ２　－　１　）　×　１００　・・・　（１）
　　　　ｖ１：カッターロール１０の外周面の周速
　　　　ｖ２：ゴムロール１１の外周面の周速
　ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの採り得る範囲は、１％～１０％であり、好ましくは２％～８％であり、さらに好ましくは４％～６％である。カッターロール１０のスリップ率Ｓを１％未満に設定すると、カッターロール１０とゴムロール１１との周速の差が十分でないため、切断刃１０ａがガラスチョップドストランドＧを押し出す力（跳ね返り力）が弱くなる。その結果、ガラスチョップドストランドＧがカッターロール１０の切断刃１０ａの間に入り込んでカッターロール１０の目詰まりを生じさせ、ガラスストランドＦの切断不良を発生させる虞がある。カッターロール１０のスリップ率Ｓを１０％より大きく設定すると、切断刃１０ａの先端がゴムロール１１の表面１１ａに食い込む際に、切断刃１０ａの反りによる負荷が過大になり、切断刃１０ａを損傷させる虞がある。ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを変動させる方法を以下に説明する。
　スリップ率Ｓを変動させる方法としては、例えば、（１）スリップ率Ｓを基準となるスリップ率（基準スリップ率）から一定の時間周期で上下変動させ、上下変動させるスリップ率Ｓの範囲（上下変動量）を周期毎にランダムに変動させる第１の変動法、（２）スリップ率Ｓを基準スリップ率から一定の上下変動量で変動させ、変動の時間周期をランダムに変更させる第２の変動法、及び（３）これらの変動法を組み合わせた変動法が挙げられる。スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期は、ランダムに変動又は変更させても、一定の規則に従って変動又は変更させてもよい。なお、「上下変動」とは、スリップ率Ｓを、基準スリップ率よりも大きな値に変動させた後に基準スリップ率よりも小さな値まで変動させた場合は勿論、基準スリップ率よりも小さな値に変動させた後に基準スリップ率よりも大きな値までに変動させた場合も含む。また、「時間周期」とは、基準スリップ率からスリップ率Ｓを上下変動させて基準スリップ率に戻るまでに要した時間を表す。
　第１の変動法としては、例えば、ガラスチョップドストランドＧの製造開始時のスリップ率Ｓである初期スリップ率を基準スリップ率Ｓ´とし、スリップ率Ｓを基準スリップ率Ｓ´から所定の上下変動量で一定の時間周期で変動させ、この上下変動量を周期毎にランダムに変動させる。第１の変動法では、カッターロール１０の切断刃１０ａに極端な負荷が掛かり難くなり、切断刃１０ａの損傷を防ぐことができる。基準スリップ率Ｓ´は４％～６％に設定され、上下変動量は±０．４％～±２％に設定される。好ましくは、基準スリップ率Ｓ´は４％～６％に設定され、上下変動量は±１％に設定される。より好ましくは、基準スリップ率Ｓ´は５％に設定され、上下変動量は±１％に設定される。
　第２の変動法としては、例えば、ガラスチョップドストランドＧの製造開始時のスリップ率Ｓである初期スリップ率を基準スリップ率Ｓ´とし、スリップ率Ｓを基準スリップ率Ｓ´から一定の上下変動量で変動させ、この変動の時間周期をランダムに変更させる。変動の時間周期をランダムに変更させるとは、スリップ率Ｓが基準スリップ率Ｓ´の値から所定の上下変動量で変動して再び同じ基準スリップ率Ｓ´の値に戻るまでの時間を変更することである。この時間周期の変更幅は、１０秒～３０秒に設定することが好ましい。時間周期の変更幅を１０秒より短く設定すると、スリップ率Ｓが細かく変動し過ぎるため、切断刃１０ａの反りによる負荷が過大になり切断刃１０ａを損傷させる虞がある。時間周期の変更幅を３０秒より長く設定すると、スリップ率Ｓの変動が十分でないため、ゴムロール１１の表面１１ａの同じ箇所に切断刃１０ａが食い込み易くなる。その結果、切断刃１０ａの跳ね返りの力によりゴムロール１１の表面１１ａに鋸状の深い溝が形成され、ゴムロール１１の寿命が短くなる虞がある。
　以下、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを変動させる実施形態について説明する。図３及び図４は、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの時間変化を示したタイムチャートである。図３（ａ）は第１実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図３（ｂ）は第２実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図３（ｃ）は第３実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図４（ｄ）は第４実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図４（ｅ）は第５実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャートである。何れの実施形態においても、ガラスチョップドストランドＧの製造開始時の初期スリップ率を基準スリップ率Ｓ´とし、基準スリップ率Ｓ´から所定の上下変動量でスリップ率Ｓを変動させている。縦軸の基準スリップ率Ｓ´の右横に示す数字は、基準スリップ率の実際の値を示し、縦軸は、基準スリップ率Ｓ´からの変動量を表す。ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの変動法としては、上記の第１の変動法、第２の変動法、及びこれらを組み合わせた変動法を採用することができる。なお、ゴムロール１１の外周面の周速を一定とし、カッターロール１０の外周面の周速を変動させることにより、スリップ率Ｓを変動させることが好ましい。ゴムロール１１の外周面の周速が一定であるため、ガラスチョップドストランドの製造装置１００に供給されるガラスストランドＦの供給速度を一定にでき、その結果、単位時間あたりのガラスチョップドストランドＧの製造量を一定にできる。
［第１実施形態］
　図３（ａ）に示す第１実施形態では、第１の変動法及び第２の変動法の両方を用いてスリップ率Ｓをランダムに変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間は、スリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を６．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±０．６～±１．０％の上下変動量でランダムに変動させ、且つスリップ率Ｓの上下変動の時間周期を１０秒～１４秒の間でランダムに変更させている。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期の両方をランダムに変動又は変更させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
［第２実施形態］
　図３（ｂ）に示す第２実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量を一定に設定し、第２の変動法を用いてスリップ率Ｓの変動の時間周期をランダムに変更させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間は、スリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を５．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±１．０％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒～２２秒の間でランダムに変更させている。本実施形態では、スリップ率Ｓの変動の時間周期をランダムに変更させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
［第３実施形態］
　図３（ｃ）に示す第３実施形態では、スリップ率Ｓの変動の時間周期を一定に設定し、第１の変動法を用いてスリップ率Ｓの上下変動量をランダムに変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間はスリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を４．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±０．４～±２．０％の上下変動量でランダムに変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒に設定している。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量をランダムに変動させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。
［第４実施形態］
　図４（ｄ）に示す第４実施形態では、第１の変動法及び第２の変動法の両方を用いてスリップ率Ｓを一定の規則に従って変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間はスリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を５．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±０．６～±１．０％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒～１４秒の間で変更させている。さらに、スリップ率Ｓの変動の三周期を１サイクルとして設定し、このサイクルを繰り返してスリップ率Ｓを一定の規則で変動するようにしている。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期の両方を一定の規則に従って変動又は変更させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向に所定のパターンでずらした状態で当接させることができる。その結果、スリップ率Ｓの変化による切断刃１０ａにかかる負荷を確実に軽減しながら、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期の両方を変動又は変更させているが、上記の第２実施形態及び第３実施形態のように、何れか一方を一定にして、他方を変動又は変更させるように設定してもよい。
［第５実施形態］
　図４（ｅ）に示す第５実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期を一定に設定して、スリップ率Ｓを変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間はスリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を５．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±１．５％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を２０秒に設定している。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期を一定に設定しているため、カッターロール１０の切断刃１０ａにかかる負荷を確実に軽減することができる。
　本発明に係るゴムロールに対するカッターロールのスリップ率を変動させたガラスチョップドストランドの製造装置（実施例）と、ゴムロールに対するカッターロールのスリップ率を一定にしたガラスチョップドストランドの製造装置（比較例）とを使用し、ゴムロールの表面の劣化試験を実施した。使用したゴムロールは、径が３７０ｍｍ、幅方向の長さが３５０ｍｍ、弾性体の厚みが１００ｍｍである。ゴムロールの弾性体にはウレタンゴムを用いた。ゴムロールの周速を２６０ｍ／分に設定した。実施例は、図３（ｂ）に示すように、基準スリップ率を５．０％に設定し、スリップ率を、この基準スリップ率から±１．０％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒～３０秒の間でランダムに変更させた。比較例は、スリップ率を５％に設定した。実施例及び比較例のガラスチョップドストランドの製造装置を３０時間稼働させ、ゴムロールの表面の劣化状態を目視により評価した。
　図５は、（ａ）本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面（実施例）、及び（ｂ）従来のガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面（比較例）の写真である。図５（ａ）に示されるように、実施例のゴムロールの表面は回転前後方向で略均等に削られており、平滑な状態を維持している。一方、図５（ｂ）に示されるように、比較例のゴムロールの表面は鋸状の深い溝が形成されており、劣化が進行していることが確認できる。なお、カッターロールの切断刃へのガラスチョップドストランドの目詰まりは、実施例及び比較例の何れにおいても発生しなかった。
〔別実施形態〕
　図６は、本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置の別実施形態であり、研磨手段１４を備えたガラスチョップドストランドの製造装置１００の概略平面図である。図６中に示す黒矢印はカッターロール１０及び研磨手段１４の移動方向を示している。上記実施形態では、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを変動させて、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にずらした状態で当接させることで、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを抑制しているが、ゴムロール１１の表面１１ａを平滑化するため、ゴムロール１１の幅方向に往復移動しながらゴムロール１１の表面１１ａを研磨する研磨手段１４をさらに設けることも可能である。
　研磨手段１４は、図６に示すように、ゴムロール１１の表面１１ａを研磨する研磨部１５と、研磨部１５をゴムロール１１の軸心１１ｂに対して近接するように移動させる近接移動手段３０と、研磨部１５をゴムロール１１の幅方向と平行に往復移動させる幅方向移動手段４０とを備えている。研磨部１５は、近接移動手段３０によりゴムロール１１の表面１１ａに当接し、幅方向移動手段４０によりゴムロール１１の幅方向に往復移動することで、ゴムロール１１の表面１１ａを研磨する。
　幅方向移動手段４０は、図６に示すように、ゴムロール１１の表面１１ａを研磨する研磨部１５を載置する第２ベース４１と、ゴムロール１１の幅方向に対して平行となる方向に配置された第２レール４２と、第２レール４２を固定するレール台４３と、第２ベース４１を移動させる第２駆動手段４４とを備えている。第２ベース４１には、研磨部１５がゴムロール１１の表面１１ａと対向するように固定されている。第２ベース４１は、第２駆動手段４４から駆動力を受けると、第２レール４２の上をスライド移動する（矢印ｃの方向）。これにより、第２ベース４１上に配置された研磨部１５は、矢印ｃの方向に往復移動し、ゴムロール１１の表面１１ａを均一に研磨する。
　近接移動手段３０は、図６に示すように、レール台４３を移動させる第３駆動手段３１を備えている。レール台４３は、第３駆動手段３１から駆動力を受けると、ゴムロール１１の軸心１１ｂに対して直交する方向に配置された第３レール３２の上をスライド移動する（矢印ｂの方向）。つまり、第２ベース４１上に載置された研磨部１５は、矢印ｂの方向、すなわちゴムロール１１の表面１１ａを押圧する方向に移動する。これにより、研磨部１５は、ゴムロール１１の表面１１ａを所定の圧力で押圧することが可能となる。
　このような研磨手段１４を設けることにより、ゴムロール１１の表面１１ａが積極的に平滑化されるため、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成することがさらに抑制される。なお、研磨手段１４を構成する研磨部１５は、ゴムロール１１の表面１１ａを均一に研磨できるものであればよい。例えば、ホルソー、バイト刃、回転砥石、エンドミル等が挙げられるが、その中でもホルソーが好適に使用される。
　本発明のガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法は、ガラスストランド（ガラス繊維）を、ガラスチョップドストランドに切断する製造工程において利用可能であるが、ガラス繊維以外の繊維（例えば、合成繊維、炭素繊維、天然繊維）や、さらには金属線等の線状物を切断する用途においても利用可能である。
　１０　　　　カッターロール
　１１　　　　ゴムロール
　１１ａ　　　表面
　１００　　　ガラスチョップドストランドの製造装置
　Ｆ　　　　　ガラスストランド
　Ｓ　　　　　スリップ率
　Ｓ´　　　　基準スリップ率

Claims (9)

  1. 　上流から供給されるガラスストランドを下流に搬送するゴムロールと、
    　前記ゴムロールの表面に当接して回転しながら前記ガラスストランドを切断するカッターロールと、
    を備えたガラスチョップドストランドの製造装置であって、
    　前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
    　　Ｓ（％）　＝　（　ｖ１／ｖ２　－　１　）　×　１００　・・・　（１）
    　　　　ｖ１：カッターロールの外周面の周速
    　　　　ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
    が、常に正の値で変動するように夫々回転するガラスチョップドストランドの製造装置。
  2. 　前記スリップ率Ｓは、周期的に変動するように設定されている請求項１に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  3. 　前記スリップ率Ｓは、ランダムに変動するように設定されている請求項１に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  4. 　前記スリップ率Ｓは、一定の範囲をランダムな時間周期で変動するように設定されている請求項１に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  5. 　前記スリップ率Ｓは、ランダムな範囲を一定の時間周期で変動するように設定されている請求項１に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  6. 　前記スリップ率Ｓは、一定の規則で変動するように設定されている請求項１に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  7. 　前記スリップ率Ｓは、基準となるスリップ率Ｓ´から±１％の範囲で変動するように設定されている請求項１～６の何れか一項に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  8. 　前記スリップ率Ｓは、シーケンス制御によって変動する請求項１～７の何れか一項に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。
  9. 　上流から供給されるガラスストランドをゴムロールにより下流に搬送する搬送工程と、
    　前記ゴムロールの表面にカッターロールを当接させた状態で、当該カッターロールを回転させながら前記ガラスストランドを切断する切断工程と、
    を包含するガラスチョップドストランドの製造方法であって、
    　前記切断工程の実行中に、前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
    　　Ｓ（％）　＝　（　ｖ１／ｖ２　－　１　）　×　１００　・・・　（１）
    　　　　ｖ１：カッターロールの外周面の周速
    　　　　ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
    が、常に正の値で変動するように夫々回転するガラスチョップドストランドの製造方法。
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