(57)【要約】【課題】ガラス繊維の捩れを解消し、ガラス繊維を所定の長さに切断することができるガラス繊維切断装置を提供すること。【解決手段】ガラス繊維２を所定の長さに切断するガラス繊維切断装置１であって、切断刃４１を備えた切断ロール４と、切断ロールと対向するコンタクトロール５と、ガラス繊維を挿通可能である中空かつ長尺なチューブ部材６と、チューブ部材と接続する給気手段７と、チューブ部材の内部に導入されたガラス繊維の温度を調節可能な加熱手段８と、を備え、チューブ部材の一端６Ａは、切断ロールとコンタクトロールの間付近に配置されており、給気手段は、チューブ部材の一端側に向かってチューブ部材の内部に空気を供給可能であり、チューブ部材の他端６Ｂから内部に導入されたガラス繊維は、給気手段から供給された空気の流れに曝されて、一端側から切断ロールとコンタクトロールの間に供給されて切断されるガラス繊維切断装置とする。【選択図】図１
2017193463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス繊維を所定の長さに切断するガラス繊維切断装置であって、
切断刃を備えた切断ロールと、
前記切断ロールと対向するコンタクトロールと、
前記ガラス繊維を挿通可能である中空かつ長尺なチューブ部材と、
前記チューブ部材と接続する給気手段と、
前記チューブ部材の内部に導入された前記ガラス繊維の温度を調節可能な加熱手段と、
を備え、
前記チューブ部材の一端は、前記切断ロールと前記コンタクトロールの間付近に配置されており、
前記給気手段は、前記チューブ部材の前記一端側に向かって前記チューブ部材の内部に空気を供給可能であり、
前記チューブ部材の他端から内部に導入された前記ガラス繊維は、前記給気手段から供給された空気の流れに曝されて、前記一端側から前記切断ロールと前記コンタクトロールの間に供給されて切断されることを特徴とするガラス繊維切断装置。
【請求項２】
前記加熱手段の加熱温度を制御可能な温度制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維切断装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記チューブ部材を加熱することによって前記ガラス繊維を加熱可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス繊維切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維を所定の長さに切断するためのガラス繊維切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス繊維強化プラスチック製品の材料として、ロービングなどのガラス繊維を所定の長さに切断して熱硬化性樹脂などに配合した樹脂成形材料（ＳＭＣ：シートモールディングコンパウンド）が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されているように、ガラス繊維を切断するためのガラス繊維切断装置は、複数の切断刃を備えた切断ロールと、これに対向させたゴム製のコンタクトロールとを備えている。そして、この切断ロールとコンタクトロールの間に長尺なガラス繊維を連続的に供給することで、切断されたガラス繊維を製造している（例えば、特許文献１など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−９６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、材料となるガラス繊維は、例えば円筒形の収納容器などに巻き取られた状態で収納されている場合があり、この場合、ガラス繊維に巻き癖による捩れが生じていることがある。そして、捩れが生じた状態のガラス繊維を切断ロールに供給すると、所定の長さより長い状態でガラス繊維が切断されてしまう場合があるため、樹脂成形材料の成形時に成形不良となるという問題があった。
【０００６】
また、ガラス繊維に捩れが生じていると、ガラス繊維切断装置にガラス繊維が巻き付いてしまう場合がある。この場合、装置を停止させてガラス繊維の巻き付きを解消する必要があるため、生産効率が低下するという問題もある。
【０００７】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、ガラス繊維の捩れを解消し、ガラス繊維を所定の長さに切断することができるガラス繊維切断装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のガラス繊維切断装置は、ガラス繊維を所定の長さに切断するガラス繊維切断装置であって、
切断刃を備えた切断ロールと、
前記切断ロールと対向するコンタクトロールと、
前記ガラス繊維を挿通可能である中空かつ長尺なチューブ部材と、
前記チューブ部材と接続する給気手段と、
前記チューブ部材の内部に導入された前記ガラス繊維の温度を調節可能な加熱手段と、
を備え、
前記チューブ部材の一端は、前記切断ロールと前記コンタクトロールの間付近に配置されており、
前記給気手段は、前記チューブ部材の前記一端側に向かって前記チューブ部材の内部に空気を供給可能であり、
前記チューブ部材の他端から内部に導入された前記ガラス繊維は、前記給気手段から供給された空気の流れに曝されて、前記一端側から前記切断ロールと前記コンタクトロールの間に供給されて切断されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガラス繊維切断装置によれば、ガラス繊維の捩れが解消され、ガラス繊維を所定の長さに切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のガラス繊維切断装置の一実施形態を例示した概要図および部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明のガラス繊維切断装置の一実施形態を例示した概要図および部分拡大図である。
【００１２】
ガラス繊維切断装置１は、長尺なガラス繊維を所定の長さに切断するための装置である。このガラス繊維切断装置１によって切断されるガラス繊維２は、通常ＳＭＣに使用されるガラスロービングを例示することができる。ガラスロービングの形態は特に限定されず、例えば直径１μｍ〜５０μｍ程度のモノフィラメントを５０〜４０００本収束したものを例示することができる。
【００１３】
そして、この実施形態では、ガラス繊維２は、円筒状の収納容器３内に巻き取られた状態で収納されている。収納容器３の上面部には、中央に円形の開口部３１が設けられており、この開口部３１から使用するガラス繊維２の一部を引き出すことができる。
【００１４】
ガラス繊維切断装置１は、切断ロール４と、コンタクトロール５と、チューブ部材６と、給気手段７と、加熱手段８とを備えている。
【００１５】
切断ロール４は、回転軸方向に長い略円筒形であり、表面に、長手方向に延びる切断刃４１が回転方向に沿って複数設けられている。切断刃４１の形状や数などは具体的に限定されず、適宜設計することができる。
【００１６】
コンタクトロール５は、回転軸方向に長い略円筒形であり、切断ロール４と対向して配置されている。また、コンタクトロール５は切断ロール４の外径と略同じ大きさに形成されている。コンタクトロール５の材料は特に限定されないが、例えば、ウレタンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴムなどを例示することができる。
【００１７】
切断ロール４とコンタクトロール５の間にガラス繊維２を供給することで、切断ロール４の切断刃４１によってガラス繊維２を切断することができる。切断されるガラス繊維の長さは適宜設計することができるが、樹脂成形材料に添加する場合は、例えば１インチ程度に切断することが好ましい。
【００１８】
チューブ部材６は、中空かつ長尺な円管状であり、内部（中空部）にガラス繊維２を挿通することができる。チューブ部材６の内径は、ガラス繊維２の直径に応じて設計することができるが、例えば、５ｍｍ〜１ｃｍ程度の範囲を例示することができる。
【００１９】
チューブ部材６の材料は特に限定されないが、低摩擦材料で形成されていることが好ましく、例えば、高分子ポリエチレン、フッ素樹脂、ステンレスなどを例示することができる。
【００２０】
さらに、このガラス繊維切断装置１には、切断ロール４とコンタクトロール５の間付近に供給部材９が配設されている。供給部材９は、切断ロール４およびコンタクトロール５に沿って長尺であり、下方に向かって先細る形状の先端部９１を有している。また、供給部材９の上面には、略円形の接続口９２が長手方向に沿って複数形成されている。そして、この接続口９２にチューブ部材６の一端６Ａが接続されることで、チューブ部材６の一端６Ａが切断ロール４とコンタクトロール５の間の上方に配置されている。なお、図１では、最も手前のチューブ部材６のみを示し、その他のチューブ部材６の図示は省略しているが、それぞれの接続口９２には、その他のチューブ部材６の一端６Ａを接続することができる。
【００２１】
一方、チューブ部材６の他端６Ｂは、ガラス繊維２の収納容器３付近まで延びている。
【００２２】
給気手段７は、チューブ部材６の長さ方向の中央付近に配設されており、チューブ部材６の内部に空気を供給することができる。この実施形態では、給気手段７は、本体部７１と給気管７２とを有している。
【００２３】
本体部７１の内部には、水平方向に延びる円柱形の連通空間７１aが形成されており、チューブ部材６の端部が挿入されている。また、給気管７２は、本体部７１の外面から斜め上方に向かって突出しており、さらに、本体部７１に対して上流側（ガラス繊維２の供給側）に向かって傾斜している。また、給気管７２の端部には、本体部７１側に空気を供給可能な送風機（図示していない）などを接続することができる。
【００２４】
図１中の矢印Ｙに示したように、給気手段７を作動させることで、所定量の空気を連続的に本体部７１の連通空間７１aに供給することができ、これによって、給気手段７と接続しているチューブ部材６の下流側（一端６Ａ側）にも空気が供給される。
【００２５】
加熱手段８は、チューブ部材６の内部に導入されたガラス繊維２を加熱することができ、これによってガラス繊維２を所定の温度に調節することができる。加熱手段８は具体的に限定されず、例えば、ヒーターなどの加熱装置を適宜採用することができる。この実施形態では、加熱手段８は、給気手段７の下流側のチューブ部材６の外側に配設されており、チューブ部材６を加熱することで、チューブ部材６の内部のガラス繊維２を加熱することができる。
【００２６】
さらに、ガラス繊維切断装置１は、加熱手段８による加熱温度を制御可能な温度制御手段８１を備えている。
【００２７】
ガラス繊維２は、モノフィラメントを多数収束したものであるため、モノフィラメントを収束する収束剤が表面に付着している。この収束剤は、温度が高くなると粘性が生じたり、温度が低くなるとクラックが生じて剥がれが生じる場合がある。この粘性が生じた収束剤が表面に付着しているガラス繊維２は、切断ロール４に付着したり、他のガラス繊維２と接着して大きな固まりとなりやすい。そのため、このようなガラス繊維２が配合された樹脂成形材料は、成形時に成形不良となりやすい。また、収束剤が剥がれたガラス繊維２からは、モノフィラメントもがれて飛散し、モノフィラメントによる大きな固まりが生じやすい。そのため、この場合も、成形時に成形不良となりやすい。そのため、ガラス繊維２の種類などに応じて、収束剤に粘性が生じたり、クラックが生じない温度に調整するのが好ましい。
【００２８】
このような観点から、加熱手段８によるガラス繊維２の加熱温度は、ガラス繊維２の種類などによって適宜決定することができるが、温度制御手段８１によって、例えば、ガラス繊維２が２０℃〜４０℃程度の範囲になるように制御されることが好ましい。
【００２９】
このガラス繊維切断装置１によってガラス繊維２を切断する場合、収納容器３に巻き取られて収納されたガラス繊維２をほどき、チューブ部材６の他端６Ｂから内部に導入する。この際、ガラス繊維２は、収納容器３に収納されていることによる巻き癖によって捩れが生じていることがある。
【００３０】
そして、チューブ部材６の内部に導入されたガラス繊維２は、チューブ部材６の内部を進み、給気手段７の本体部７１の内部（連通空間７１a）を通過して一端６Ａ側へと向かう。
【００３１】
この時、給気手段７を作動させることで、本体部７１の連通空間７１aからチューブ部材６の一端６Ａ側の内部に空気が供給される。これによって、ガラス繊維２が給気手段７から供給された空気の流れに曝されるため、ガラス繊維２に対して長さ方向に伸ばす方向の力が働き、チューブ部材６の内部でガラス繊維２の捩れを解消することができる。
【００３２】
また、給気手段７は、給気管７２が本体部７１の外面から斜め上方に向かって突出し、かつ、上流側（ガラス繊維２の供給側）に向かって傾斜して設けられているため、チューブ部材６の内部を旋回する空気を供給することができる。このため、ガラス繊維２の捩れ方向に空気の流れが対向しやすく、ガラス繊維２の捩れがより効果的に解消される。
【００３３】
そして、ガラス繊維２は、チューブ部材６の一端６Ａから供給部材９の先端部９１を通じて、切断ロール４とコンタクトロール５の間に供給される。この段階では、ガラス繊維２は給気手段７からの空気の流れに曝されることで捩れが少ない状態となっているため、切断寸法のズレが生じ難く、ガラス繊維２を所定の長さ（例えば１インチ程度）で切断することができる。したがって、所定の長さより長いガラス繊維２（例えば２〜３インチ程度）の発生が抑制されるため、このガラス繊維２を添加した樹脂成形材料の成形が良好になる。
【００３４】
また、このガラス繊維切断装置１では、チューブ部材６の内部をガラス繊維２が通過するため、ガラス繊維２の捩れなどによるガラス繊維２の巻き付きを抑制することができる。したがって、ガラス繊維２の巻き付きを解消するために装置を停止するなどの必要もなく、切断されたガラス繊維２の生産効率を高めることができる。
【００３５】
そして、この実施形態のガラス繊維切断装置１では、供給部材９の先端部９１が先細り形状であるため、チューブ部材６の一端６Ａから供給部材９を通過するガラス繊維２は、先端部９１でさらに捩れが解消される。したがって、確実に所定の長さに切断されたガラス繊維２を得ることができる。
【００３６】
この実施形態のガラス繊維切断装置１では、給気手段７は、チューブ部材６の長さ方向の中央付近に設けられている。このため、チューブ部材６の他端６Ｂから内部に導入されたガラス繊維２は、上流側（ガラス繊維２の供給側）において、捩れがやや矯正された状態で給気手段７の本体部７１の連通空間７１aに達し、給気手段７から供給された空気の流れに曝される。このため、ガラス繊維切断装置１は、ガラス繊維２の捩れが解消されやすく、より確実に所定の長さに切断されたガラス繊維２を得ることができる。
【００３７】
さらに、この実施形態のガラス繊維切断装置１では、加熱手段８によってガラス繊維２を加熱することができるため、切断されたガラス繊維２の状態に応じてガラス繊維２の温度を適宜調節することができる。
【００３８】
具体的には、例えば、切断ロール４やコンタクトロール５に付着するガラス繊維２が多い場合には、加熱手段８による加熱温度を低くすることができる。これによって、ガラス繊維２が切断ロール４やコンタクトロール５に付着し難く、ガラス繊維２の塊の発生が抑制されるため、樹脂成形材料に配合する際のガラス繊維２のムラの発生を抑制することができる。また、例えば、切断ロール４によって切断されたガラス繊維２が飛散する場合は、加熱手段８による加熱温度を高くすることができる。これによって、ガラス繊維２の材料ロスが抑制されるとともに、ガラス繊維２をより均一に樹脂成形材料に配合することができる。
【００３９】
また、この実施形態のガラス繊維切断装置１では、加熱手段８は、チューブ部材６を加熱することによってガラス繊維２を加熱可能である。このため、チューブ部材６の内部におけるガラス繊維２の移動や、ガラス繊維２に対する給気手段７からの空気の流れが阻害されることはない。
【００４０】
本発明のガラス繊維切断装置１は、ガラス繊維２を所定の長さに切断するガラス繊維切断装置１である。ガラス繊維切断装置１は、切断刃４１を備えた切断ロール４と、切断ロール４と対向するコンタクトロール５と、ガラス繊維２を挿通可能である中空かつ長尺なチューブ部材６とを備えている。さらに、ガラス繊維切断装置１は、チューブ部材６と接続する給気手段７と、チューブ部材６の内部に導入されたガラス繊維２の温度を調節可能な加熱手段８を備えている。チューブ部材６の一端６Ａは、切断ロール４とコンタクトロール５の間付近に配置されている。給気手段７は、チューブ部材６の一端６Ａ側に向かってチューブ部材６の内部に空気を供給可能である。ガラス繊維切断装置１は、チューブ部材６の他端６Ｂから内部に導入されたガラス繊維２は、給気手段７から供給された空気の流れに曝されて、一端６Ａ側から切断ロール４とコンタクトロール５の間に供給されて切断される。
【００４１】
このガラス繊維切断装置１では、加熱手段８の加熱温度を制御可能な温度制御手段８１を備えることが好ましい。
【００４２】
このガラス繊維切断装置１では、加熱手段８は、チューブ部材６を加熱することによってガラス繊維２を加熱可能であることがより好ましい。
【００４３】
本発明のガラス繊維切断装置は、以上の実施形態に限定されることはない。例えば、ガラス繊維切断装置は、必ずしも供給部材を配設する必要はなく、チューブ部材の一端を切断ロールとコンタクトロールの間付近に直接配置することができる。また、例えば、給気手段の形態や配設位置なども適宜設計することができる。また、加熱手段は、給気手段からチューブ部材に供給する空気の温度を加熱して、ガラス繊維２を加熱するように構成することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１    ガラス繊維切断装置
２    ガラス繊維
４    切断ロール
５    コンタクトロール
６    チューブ部材
６Ａ  一端
６Ｂ  他端
７    給気手段
８    加熱手段
８１  温度制御手段
９    供給部材
【図１】
2017193463.tif 000003