JPH0550965B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はカーボン、アラミド等短繊維の工場生
産された原材料の状態に於ける短繊維の凝集体
を、乾状態で１本１本のモノフイラメント状に分
散すると同時に、シリカヒユーム等のサブミクロ
ン微粉体或は同径程度の微細繊維又はそれらと共
にセメント、耐火物等の粉体と前記短繊維とを均
一且つ連続的に混合するための方法及び装置に関
する。

（従来技術） 本出願人は先に炭素短繊維の小塊又はチヨツプ
状の短繊維を１本１本分散する装置（特公昭62−
58886号公報参照）を発明した。そして、この繊
維分散装置により分散された炭素短繊維をセメン
ト、耐火物等の成型品原材料中に均一に分散混合
させ、凝集し易い特性をもつ炭素繊維の単繊維同
志が分散混合に際して互に接触して凝集を起こさ
ないようにするため、．粒径0.1μ〜1μ程度のシ
リカヒユーム等のサブミクロン微粉体或は同径程
度の微細繊維を１本１本のモノフイラメントの表
面に吸着させ各繊維間に介在させた、凝集防止処
理を施した乾状態の炭素短繊維原材料と上記成型
品原材料粉体とを混合させること、更に上記製造
方法として．炭素短繊維小塊又はチヨツプ状の
短繊維を１本１本の炭素短繊維に分散しつつ、粒
径0.1μ〜1μ程度のシリカヒユーム等のサブミクロ
ン微粉体或は同径程度の微細繊維が霧状に拡散し
ているミキサー中に逐次投入し、各炭素短繊維の
モノフイラメントの表面にサブミクロン微粉体或
は同径程度の微細繊維を吸着介在させたことを特
徴とする凝集防止処理を施した乾状態の炭素短繊
維原材料の製造方法。．炭素短繊維小塊又はチ
ヨツプ状短繊維を１本１本の炭素短繊維に分散し
つつ、粒径0.1μ〜1μ程度のシリカヒユーム等のサ
ブミクロン微粉体或は同径程度の微細繊維を前記
各炭素短繊維のモノフイラメントの表面に逐次吹
きつけて吸着させ各繊維間に介在させたことを特
徴とする凝集防止処理を施した乾状態の炭素短繊
維原材料の製造方法。．炭素短繊維小塊又はチ
ヨツプ状短繊維と粒径0.1μ〜1μ程度のシリカヒユ
ーム等のサブミクロン微粉体或は同径程度の微細
繊維とを混合した状態で繊維の分散と同時に、各
炭素短繊維１本１本のモノフイラメントの表面に
サブミクロン微粉体或は同径程度の微細繊維を吸
着介在させることを特徴とする凝集防止処理を施
した乾状態の炭素短繊維原材料の製造方法を提案
した。そして、更に前記発明による特公昭62−
58886号公報に示す繊維分散装置の問題点を解決
する方法及び手段として、．短繊維の凝集体を
１対のベルトコンベアー等の移送装置間を通して
表面に多数の小突起を有する回転体の略中心方向
に強制供給し、該移送装置先端部で挟着保持され
た凝集体を回転体表面の多数の小突起でかきとら
れ単繊維状に分散させる如くした短繊維の凝集体
を単繊維状に分散させる方法。．多数の小突起
を有する回転体の略中心に向けて１対のベルトコ
ンベアー等の移送装置を配設し、短繊維の凝集体
を該移送装置に供給する装置を有し、前記移送装
置の先端部に於いて強制移送される凝集体が挟着
保持され乍ら送り出される手段を備えた短繊維の
凝集体を単繊維状に分散させる装置を提案した。

（発明が解決しようとする問題点） 然るに、上記従来技術にあつては，の方法
及び装置によりの凝集防止処理を施した乾状態
の炭素短繊維原材料を製造しても、セメント又は
耐火物等の成型品原材料中に均一に分散混合させ
るため、それらを混合ミキサー中に投入して攪拌
する際に、 (1) 繊維径が比較的細く単位当り量の比容積が嵩
高の場合 (2) 繊維径が比較的長く単位当り量の比容積が嵩
高の場合 (3) 成型品原材料に比較して繊維混入量が多い場
合 には短繊維は回転運動を与えられる事によつて造
粒化しがちになり、分散に問題が生じる恐れを有
していた。この条件をクリアーするためには、
に於けるシリカヒユーム等のサブミクロン微粉体
或は微細繊維の添加量を増加させることによつて
或程度の調整は可能であるが、それら微粉体等の
添加量はセメント又は耐火物等の成型品原材料に
比較し原界を超えると強度低下等の影響が生じ自
ずから一定の制約を受けざるを得なかつたし、更
に前項の方法により短繊維と微粉体或は微細繊
維とを予め混合する際にも、その方法によつては
上記のミキシングによる造粒化の傾向が懸念され
ていた。又、による乾状態の炭素短繊維とセメ
ント或は耐火物等の成型品原材料とを、ミキサー
により混合するため、ミキサー容量に従つたバツ
チ方式を取らざるを得ず、製造効率からいつても
連続製造方式による方法が優ることは論を持たな
いところである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記種々の問題点を解決することを目
的とし、短繊維の凝集体を該原材料定量供給装
置により、１対のベルトコンベアー等の移送装置
間を通して表面に多数の小突起を有する第１の回
転体の略中心方向に定量連続強制供給し、該移送
装置先端部で挟着保持された凝集体を該回転体表
面の多数の小突起でかきとりモノフイラメント状
に分散し、第１の回転体の高速回転により生ずる
強力な空気流に従つて、回転方向先端部に行くに
つれて拡開した通路内で拡散混合し乍ら前方に設
置された表面に多数の小突起を有する第２の回転
体の表面に吹き付けると共に、粉体を第２の回転
体上部に配設した粉体定量供給装置により、第２
の回転体表面に定量連続供給し第２の回転体の高
速回転により生ずる空気流に従つて飛散させるこ
とにより、モノフイラメント状になつた短繊維と
粉体とを連続的に混合する方法。多数の小突起
を有する第１の回転体の略中心に向けて１対のベ
ルトコンベアー等の移送装置を配設し、短繊維の
凝集体を該原材料定量供給装置により該移送装置
間に定量連続供給する装置を有し、前記移送装置
先端部に於いて強制移送される凝集体が挟着保持
され乍ら送り出される手段を備え、且つ前記回転
体の回転方向先端部に行くに従つて通路を拡開し
前方に表面に多数の小突起を有する第２の回転体
を設置し、その上部に粉体の定量連続供給が可能
な粉体定量供給装置を有する短繊維の凝集体をモ
ノフイラメント状に分散し併せて該短繊維と粉体
とを連続的に混合する装置を特徴とするものであ
る。

（作用） 本発明は３〜25mm程度の短繊維凝集体を、該原
材料収納用ホツパー下部に設置された定量供給装
置により１対のベルトコンベアー等移送装置間に
定量連続強制供給し、該移送装置先端部に於いて
凝集体を挟着保持し乍ら第１の回転体表面の多数
の小突起でかきとられモノフイラメント状に分散
されつつ第２の回転体表面に吹付け、第２の回転
体はその上部に配設された粉体定量供給装置によ
り粒径0.1μ〜1μ程度のシリカヒユーム等の無機質
微粉体又は径0.01μ〜1μ程度の石綿テーリング等
の無機質微細繊維が該表面に定量連続供給され、
回転する表面の小突起により飛散し第１の回転体
から吹付けられてくるモノフイラメント状になつ
た短繊維と連続的に混合され乍ら後方へ排出され
る。この際、上記移送装置の移送速度及び粉体定
量供給装置による単位時間当りの供給量は目的仕
様に合せて夫々調整が可能になつており、又、場
合によつて上記微粉体等は移送装置により移送さ
れる凝集体原材料の表面から定量連続供給し、第
２の回転体上部の粉体定量供給装置からはセメン
ト或は耐火物等成型品原材料の粉体を連続チヤー
ジすることも、更に第２の回転体の回転方向前方
に同形の第３の回転体を設置し、第２の回転体上
部からは上記微粉体等を第３の回転体上部からは
成型品原材料の粉体の連続供給を行つてもよい
し、該原材料粉体の種類が複数のときは予め混合
し供給してもよい。かくして短繊維凝集体はモノ
フイラメント状となり、微粉体更に成型品原材料
粉体と均一に混合され長時間の連続加工製造を行
うことができる。

（実施例） 以下、第１図に示した実施例に基づいて具体的
に説明する。１，１４は表面に多数の針状突起
２，１５を突設した円筒形の第１，第２の回転ド
ラムで夫々直径400mm、980，750r.p.mで矢印方向
に回転している。３は３〜25mm程度にカツトされ
たピツチ系炭素短繊維或はアラミド短繊維の凝集
体原材料、４は該原材料収納用ホツパー、５，
５′はホツパー４の下部に設けられた１対の原材
料定量供給用回転部材で夫々矢印方向に回転し、
回転速度の可変により供給量を増減なし得る機構
になつており、６は略々水平状に配設された原材
料移送供給用ベルトコンベアーで矢印方向に可動
し、ガイドローラー７，８より先端は第１の回転
ドラム１の中心に向けられ、該垂直部６′先端と
針状突起２とは僅かの間隙を設けられている。９
は前記垂直部６′と略々平行に配設された喰込用
ベルトコンベアーで矢印方向に可動し、その先端
ガイドローラー１０は側面に配設されたスプリン
グによつてベルトコンベアー６の垂直部６′先端
のガイドローラー１１に向つて常時押圧されてい
る。１２はガイドローラー８上方に水平に配設し
た補助ベルトコンベアーで矢印方向に可動してい
る。１３はケーシングでベルトコンベアー６の垂
直部６′先端より第１の回転ドラム１の回転方向
に沿つて巻回配設され、第１の回転ドラム１との
間隔が次第に広くなる構造になつており、第２の
回転ドラム１４下部も同様で、且つ垂直方向上下
にスライドし間隔調整がなし得るようになつてい
る。１６は粉体用ホツパー、１７は粒径0.1μ〜1μ
程度のシリカヒユームの無機質粉体又は径0.01μ
〜1μ程度の石綿テーリングの無機質微細繊維、
１８は粉体用ホツパー１６下部に水平状に配設さ
れた粉体供給用ベルトコンベアーで矢印方向に移
送しうる様になつており、その上面と粉体用ホツ
パー１６の下部とは僅かの間隔が設けられ、且つ
間隙の調整により粉体量の増減が可能になつてい
る。

１９は粉体供給用円筒形回転ドラム直径150mm、
250r.p.mで矢印方向に回転しその円周部には長手
方向にスリツトを設け、ベルトコンベアー１８の
端部より落下されてくる粉体との摩擦抵抗を大に
し、第２の回転ドラム１４表面の針状突起１５に
供給し易い構造になつている。

次に作用について説明する。原材料収納用ホツ
パー４の下部に設置された定量供給用回転部材
５，５′の間から原材料移送供給用ベルトコンベ
アー６上に定量連続供給された原材料３は補助ベ
ルトコンベアー１２に上方を押えられ、ベルトコ
ンベアー６の垂直部６′と喰込用ベルトコンベア
ー９間に上方より送り込まれた両者間を強制移送
され、先端にあるガイドローラー１０，１１より
挟着保持され乍ら送り出され、第１の回転ドラム
１の針状突起２により掻きとられモノフイラメン
ト状に分散される。分散された単繊維は第１の回
転ドラム１の回転により生ずる強力な空気の流れ
により、次第に広がつているケーシング１３との
空隙間を通過し、次第に体積が膨張してより一層
単繊維化が促進され乍ら、第２の回転ドラム１４
の表面に突設された針状突起１５に吹付けられ
る。この際、第１、第２の回転ドラム１，１４の
周速度に夫々差異があるため単繊維化は一段と増
進され、更に第２の回転ドラム上部より落下し飛
散される無機質粉体又は無機質微細繊維１７と均
一且つ連続的に混合され乍ら後方へ排出される。
斯くの如く、短繊維凝集体原材料３の定量供給用
回転部材５，５′による供給量、原材料供給用ベ
ルトコンベアー６の供給速度、及び無機質微粉体
等１７の供給量を仕様に基づき当初夫々調整を行
うことにより、カーボン、アラミド等短繊維が乾
状態で高い混入率をもつて均一に混入されたドラ
イコンパウンドを連続的に加工製造することが可
能となる。

〔成型品原材料と混合する場合の一実施例〕

１ (1) ピツチ系炭素短繊維（長さ20mm）
３％（重量比） (2) 無機質微粉体（シリカヒユーム、粒径0.1μ〜
1μ） ９％（ 〃 ） (3) セメント 60％（ 〃 ） (4) 骨材（炭素カルシユーム粉）（粒度調整 粒
径20μ〜200μ） 28％（ 〃 ） ２ (1) ピツチ系カーボン短繊維（長さ３mm）
3.8％（重量比） (2) アラミド短繊維（長さ３mm）
3.8％（ 〃 ） (3) 無機質微細繊維（石綿テーリング、径0.01μ
〜1μ） 15.4％（ 〃 ） (4) フエノール樹脂粉末 7.0％（ 〃 ） (5) 炭酸カルシユーム粉（粒度調整 粒径10μ〜
120μ） 70.0％（ 〃 ） （効果） 本発明はカーボン、アラミド等各種短繊維の凝
集体を該原材料定量供給装置により、円筒形の外
周部表面に多数の細かい突起が小間隔を置いて立
設され一定方向に回転する第１の回転体の表面の
任意の位置より、該回転体の中心に向けて設置さ
れたベルトコンベアー等の供給移送装置上に定量
連続供給し、１対のベルトコンベアー等の供給移
送装置の間を通しつつ強制供給を行ない、供給原
材料を供給移送装置先端部で強固に保持し乍ら第
１の回転体表面の細かい突起による可動部材とに
より、上記凝集体をモノフイラメント状に分散し
つつ第２の回転体表面に吹付け、該回転体上部よ
り連続的に定量づつ落下し飛散する無機質微粉
体、無機質微細繊維或はセメント等成型品原材料
粉体と均一且つ連続的に混合なし得ることを特徴
とした短繊維の凝接集体をモノフイラメント状に
分散すると同時に、粉体と均一且つ連続的に混合
する方法及び装置を要旨としているので、従来技
術による分散方法、装置に比較し次の様な長所を
有している。

(1) 凝集防止処理を施した乾状態の炭素短繊維の
製造が容易なこと。

(2) 短繊維の凝集体とセメント及び耐火物等粉体
とのドライブレンドが容易なこと。

(3) 短繊維が高混入率のとき、或は繊維長が長く
嵩高の場合のブレンドが容易なこと。

(4) 従来のバツチ方式と異なり連続加工方式がと
ることが出来るので高能率なこと。

又、本発明による方法及び装置により得られた
凝集防止処理を施した乾状態のカーボン、アラミ
ド炭繊維原材料が使用され、更にセメント及び耐
火物等粉体と高い混入率をもつこれ等短繊維のド
ライコンパウンドが多方面に渡り利用されること
によつて、カーボン、アラミド短繊維等将来の可
能性を有する新素材の用途開発が社会的により一
層促進されることは確実である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例正面図である。 １，１４……第１回転ドラム、第２回転ドラ
ム、２，１５……針状突起、３……短繊維凝集体
原材料、４……原材料収納用ホツパー、５，５′
……原材料定量供給用回転部材、６，６′……原
材料移送供給用ベルトコンベアー、７，８，１
０，１１……ガイドローラー、９……喰込用ベル
トコンベアー、１２……補助ベルトコンベアー、
１３……ケーシング、１６……粉体収納用ホツパ
ー、１７……無機質微粉体又は無機質微細繊維、
１８……粉体供給用ベルトコンベアー、１９……
粉体供給用回転ドラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 短繊維の凝集体を該原材料定量供給装置によ
   り、１対のベルトコンベアー等の移送装置間を通
   して表面に多数の小突起を有する第１の回転体の
   略中心方向に定量連続強制供給し、該移送装置先
   端部で挟着保持された凝集体を該回転体表面の多
   数の小突起でかきとりモノフイラメント状に分散
   し、第１の回転体の高速回転により生ずる強力な
   空気流に従つて、回転方向先端部に行くにつれて
   拡開した通路内で拡散混合し乍ら前方に設置され
   た表面に多数の小突起を有する第２の回転体の表
   面に吹付けると共に、粉体を第２の回転体上部に
   配設した粉体定量供給装置により、第２の回転体
   表面に定量連続供給し第２の回転体の高速回転に
   より生ずる空気流に従つて飛散させることによ
   り、モノフイラメント状になつた短繊維と粉体と
   を連続的に混合する方法。 ２ 多数の小突起を有する第１の回転体の略中心
   に向けて１対のベルトコンベアー等の移送装置を
   配設し、短繊維の凝集体を該原材料定量供給装置
   により該移送装置間に定量連続供給する装置を有
   し、前記移送装置先端部に於いて強制移送される
   凝集体が挟着保持され乍ら送り出される手段を備
   え、且つ、前記回転体の回転方向先端部に行くに
   従つて通路を拡開し前方に表面に多数の小突起を
   有する第２の回転体を設置し、その上部に粉体の
   定量連続供給が可能な粉体定量供給装置を有する
   短繊維の凝集体をモノフイラメント状に分散し併
   せて該短繊維と粉体とを連続的に混合する装置。