JPS6134231A - 切断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は細長く伸びた材料を所定寸法の短い長さに切断
する方法及び装置に関する。更に詳しくは、本発明は繊
維、好ましくは連続フィラメント？プラスチック製品の
強化材として使用ｆるために短い長さに切断する方法に
関するものである。

本発明の好ましい細長材料は連続フィラメント材料、好
ましくはポリエステル、ナイロン、ケプラ［Ｆ］ −、ガラス繊維等である。細長材料はストリップ、リボ
ン、テープ、フィルム、線材又は他のいかなる柔軟な材
料にも等しく適用可能である。

先行技術 自動車部品、ヘルメットのようなプラスチック製品の成
形用シート材料乞形成する最新の笑施法において、ガラ
ス繊維はクリールパッケージから切断機構へ供給され、
ステープルに切断され、そノ下？通過している１通常は
ベルトコンベア上の樹脂ペーストに重力で供給されるよ
うになっている。切断機構はポリウレタンで被覆された
ロールにぶつかって回転している複数の切断刃？含み。

ガラス繊維はロールと刃との間？通過してその方間距離
に相当する長さに切断或いは破断される。

この設計はポリエステル糸のようにもろくない材料？切
断するのにはうまくいかないことが明らかにされている
。本発明はプラスチック製品に成形される成形組成物の
シート材料に含ませるように細長く伸びた材料？ステー
プルに切断すること？意図するものである。

繊維？短かい長さに切断し、その短繊維を被覆されつつ
ある成る表面に送るようになっている運搬可能な装置が
バンペルガ−（Ｂａｍｂｅｒｇｅｒ　）による米国特許
明細書簡３．０１１，２５７号に開示されてロールとこ
のロールにかみ合う反対に回転するも５１一つ・Ｄロー
ルとの間のかみ合い部に連続的に引き込まれ、切断バー
間？通るときに短い長さに切断される。

細長材料ン短い長さに分断するための切断装置及び方法
に関し多くのタイプが知られている。特に、カイス（Ｋ
ｅｉｔｈ　）による米国特許明細誉第り、４８５，１２
０号、タック（Ｃｏｏｋ　）による米国特許明細書簡３
．７３３．９４５号２ボツター（ｐｏｔｔｅｒ　）によ
る米国特許明細書簡４．１２０．２２２号及び同第４．
５００．４２２号を参照されたい。これらの切断機は全
て非常に高デニールのトウ２ステープルの長さの繊維に
切断するのに広く使われている。カイス特許の切断機は
、外側に向いている切断刃ン有する回転可能のリールを
含み、切断刃に対してトウが巻かれ、固定圧力ロールが
リールに巻かれたトウを田し、切断刃によりトウの最も
内部の層？切断する。切断が進行すると、切断されたス
テーブルフイイバーのかたまりは隣接する一対の方間で
内側に押しつけられる。他’７’）％許はカイス特許の
装置の改良に関し、切断された繊維ン暇り外くようにな
っている。

ロン力）　（Ｒｏｎｃａｔｏ　’）による米国特許明細
書簡３．９４２．４０１号及び同第３．９４５，２８０
号は糸？支持し、運ぶ回転支持ドラムと、それと連係し
て操作される。複数の半径方向に伸びた切断刃？備えた
もう１つの回転ドラムとと含む糸切断用の方法及び装＃
乞教示している。切断刃間のスペースに配置され、かつ
切断ドラムに備えられていゐニジムクター要素は遠心力
によって半径方向、外方に強力に作用し、支持ドラムの
表面に対して糸？圧縮する。糸の圧縮は連続的であり、
長さ方向及び横方向の両方向に行われる。

ハンプシャイア−（Ｈａｎｐｓｈｉｒｅ　）による米国
特許明細書簡３．１１８，３３６号は一対のロールを含
み。

両ロールは弾性被覆と１両ロールを平行な増に回転可能
に、かつロールのゴム被覆化、平らにするような圧力係
合関係で取り付ける手段と、平らにされた被覆間でスト
ランド？しつかり保持してロール間に通過させる手段と
、別のロールで担持されている。その弾力のある被覆で
通常取り囲まれ。

かつ円周方向に支持されている少くとも１つの切断刃？
有している繊維切断機？教示する。刃は半径方向の偏位
を防ぐように支持されており、平らにされた被覆間につ
き出℃強固に保持されたストランドと切断する。

ロンカド等による米国特許明細書簡４．４０６，１９６
号は糸の切断に関するもう１つの装置ン教示しており、
これによると、その装置は回転可能の表面平滑な第一の
ドラムと、そのドラムの外面の円周に離間配置され、半
径方向に延びている複数の切断刃をもつ第二の回転可能
のドラム？持っている。

変形し得るリングに結合されたフィンからなる遠心力応
答手段が方間に配置さねており、それは。

ドラムが回転すると１表面平滑なドラムに糸？圧する作
用、即ち糸？連続圧縮下に置く作用？奏する。

アーレス（Ａｈｌｅｓ　）等による米国特許明細書簡３
．４２６，６５２号は、歯の間でトウＹ：妃持し、進め
るような隣接関係でジスク０円周に固着された一連のフ
ランジ付き歯を持つ一対の回転可能１７′）接触してい
６２つの把持ジスク、及びトク？通過させ又は切断し、
かつ複数対の１ｌｉＩ接刃間？通すように同調される回
転可能の切断部材又はフライングナイフ切断機？含むス
テープル切断機？教示している。

本発明によ幻ば、細長く呻びた材料？短い長さに切断￥
る方法と装置が提供される。その方法は。

保る細長材料？とびとびの間隔即ちとびとびのインタバ
ルで横断方向に圧縮し、そのインタバルの間に細長材料
？その長さに沿ってわずかに引張りそのわずかに引張ら
れた細長材料ｔそのインタバルの間に切断刃に対して押
し付け、そしてその切断刃で細長材料？切断する工程か
ら成る。切断刃は離間関係で覗り付けられ、そして閉幾
何学的図形（ｃｌｏｓｅｄ　ｇｅａｎｅｔｒｉｃａｌ　
ｆｉｇｕｒｅ　）Ｙ：画成し、ユニットとして回転せし
められるのが好ましい。

本発明はまた細長材料を所定長に切断する改善された装
置ｖ提供するものである。本発明の装置ルで構成されて
いる。両ロールは反対方向に回転し、その間を細長材料
が通過する。本発明の装置の特徴は第二ロールが弾性材
料の被覆？少なくとも有−ｆにと、及び切断ロールがそ
れより半径方向に伸びる′ｇＬ数の突出体？有すること
にある。これら突出体のうちの少なくとも１つは切断刃
の各側方に配置され、切断ロールの正規σ）周面から半
径方向に刃よりさらに高く伸びている。第二ロールの被
覆はそれら突出体で連続して係合され、それらの間で細
長材料を圧縮する。

本発明は更に細長材料ンとびとびの間隔、即ちインタバ
ルで圧縮する手段、そのインタバルの間に細長材料？引
張る手段、及びわずかに引張られ成る細長材料？短い長
さに切断′Ｃ７）装置ン提供する。

好ましい実施態様の説明 本発明を図面？参照して説明するが、図面に於て同じ数
字は同じ装［Ｖ示す。第１−５図？参照して述べると、
好ましく；ｉシートモールディングコンパウンド（ＳＭ
Ｃ）法又はスプレーアップ法において使用される切断機
１０は反対方向（第６図及び第４図の矢印？見よ）に回
転するようにフレーム１１にロールの長軸に対して平行
に暇付けらねた切断ロール２０と圧力ロール２５娶含む
。

フレーム１１はコンベアベルト？水平に通過させろため
に、ロール２０及び２５間に画成されろ切断領域の下の
領域？開放しておくよう設計されている。切断されたス
テープルはコンベアベルト上の樹脂ペーストのシート（
図示せず）にｃ重カによの落下する。

ロール２０及び２５には従来の駆動機構であればどのよ
うな駆動機構も適合する。好ましい機構１１Ｃ於テｈｚ
、モーター（図示省略）はタイミングブー９−と連結し
たタイミングベルト１２？経由して切断ロール２０のシ
ャフトＹ駆動する。切断ロール２０１７′）シャフトに
キイーで固定されている平歯車１５は、圧力ロール２５
のシャフトにキイーで固定されている平歯車１４ｖ駆動
するために切断ロールのシャフトと共に回転する。この
機構は圧力ロール２５に回転？生じさせる。明らかに。

圧力ロール２５のシャフト？タイミングベルト１２によ
り駆動し１次に切断ロール２０Ｙ：回転させるために平
歯車１５乞駆動１−ることも可能である。

切断ロール２０は長手方向に延在し、半径方向に開いて
いる複数の溝？持ち、その溝に切断刃２４娶収受する。

切断刃２４は切断ロール２ｏの終端にねじ締めされた保
持キャップ１５により適所に保持されている。保持キャ
ップ１５に接した刃２４の端は保持キャップ１５から出
ている環状突起（図示省略）？収受するために切断ロー
ル２０の端部の溝（図示省略）に整合している切欠（図
示省略）？持っている。、第４図に見られるように、刃
２４は切断ロール２０から半径方向に延び、溝２１から
れずかに突出している。

切断ロールは第４図に歯２３として示されている半径方
向に延びている複数の突出体？持っている。歯２３はロ
ール２０の正規周面から半径方向に刃２４の切断端を越
えて延びている。刃２４の切断長を変更するために空に
しておいてもよい。

歯２６は切断ロール２０の一体構成部として示されてお
り、これが好ましい態様である。歯２６及び切断ロール
２０の刃２４間の部分は硬い材料。

好ましくは金属、最も好ましくはスチールで作られる。

切断ロール２０は中空でも、あるいは中実でもよいが、
好ましくは後者であって、ロックウェルＣスケ−／ｌ／
　（Ｒｏｃｋｗｅｌｌ　Ｃ５ｃａｌｅ　）（ＡＳＴＭＥ
−１８−６１）で少くとも２０の硬度をもつスチールか
らできているのが好ましい。

圧力ロール２５はその糸の接触表面又は被覆（＄４図？
見よ）が少なくとも切断ロール２００表面からの歯２６
の突出距離の深さに歯２６により一時的に変形され得る
という意味に於て弾性である。圧力ロール２５のこの弾
性部分はＡＳＴＭＤ−７８５に規定されるＡスケールの
硬度で８Ｑ〜９５デユロメーターの範囲を持つのが好ま
しい。

ポリウレタンはその耐摩耗性のためロールの被覆又はロ
ール自体の材料として選び得る材料である。

切断ロール２０及び圧力ロール２５は複数のジヤツキブ
ロック（ｊａｃｋ　ｂｌｏｋｓ　’）及びねじ締め１６
（第１図？見よ）でかみ合い状態に押圧されている。こ
へで、かみ合い状態とは第４図に示される関係ン意味す
る。

切断機１０に対して、適当なカバー及び防護材？繊維の
接近用ガイドといっしように設けてもよい。切断領域か
ら１８０°前後の所で両ローラーの長軸に溢って切断ロ
ール２０の側に１つ、圧力ロール２５の側に１つ繊維ス
トリッパ１７乞置く。

それぞれの繊維ストリッパ１７はロール２ｏ又は２５に
面し、かつそれらに隣Ｆ＆する。（！Ｌａのｈａ？持つ
空気ダク）Ｙ構成している。空気はス）　ＩＪツバ−１
７に切断に続いて回転しているロール２０及び２５に付
着してゆく傾向のある繊維？吹き飛ばすために供給され
ろ。

案内機構１８は切断機１０に供給されているヤーンを分
離するために設けられ、切断領域の上に直接取付けられ
た複数ｆ）ｍ間装置された間仕切から成る。ヤーンは拳
−の切断ロール２０で色々なタイプの繊維の切断ン可能
にするために機構１８において分離される。ガラス繊維
？切断するために使われた切断刃のその部分はその刃ン
研ぐか又は被ｇ−ｔにとなしではポリエステル？切断−
ｆ６（ＩＩＩＣ用いろことは出来ない。本発明σ）機械
はそれ故切断装置の同じ切断刃により色々なタイプの繊
維の切断上可能にする。

次に９．切断機１０の詳細な操作方法について説明する
。ガイド機構１８の始動のために切断機のカバーン暇り
外し、ヤーンｔそねぞれ一対の間仕切り間に供給する。

それから、空気供給のスイッチが入れられ、繊維ス）　
ＩＪツバ−１７に空気が供給される。モーターにスイッ
チ七人れると、切断ロール２０及び加圧ロール２５が回
転せしめられる。これらのロールは約５０〜１４００ｍ
／分の速度、好ましくは２９０　ｍ／分の速度で回転す
る。

ヤーン１９は歯２６と圧力ロール２５間で圧縮され、そ
れから両ロールが切断領域を通って回転しなからヤー７
１９ｖ運ぶ。第４図を参照して説明すると１次の歯２６
が圧力ロール２５にぶつかってヤーン１９乞圧縮すると
、ヤーンに刃２４の切断エツジを越えて２つの歯２６で
張力がかへ６゜ロール２０及び２５が回転し続けと５次
の歯２３がロール２５ｖヤーン１９とかみ合わせ、糸は
刃２４により切断されろ。第４図娶参照して説明すると
ヤーンは刃２４が刃２４′の位置に回転したとき切断さ
れるが、刃２４′の位置はロール２５の変形が最も大き
い位置である。わがりうること−であるが、引張られた
ヤーン１９は刃２４の切断エツジに対して歯２６間で押
し付けられ、それによって切断される。回転が続くと、
圧力ロール２５の形は再びもとにもどり、切断さねたス
テープルはその下の樹脂ペーストの中に落下する。この
ようにして、第一の歯２３はポリウレタン族の圧力ロー
ル２５と係合しながらヤーン１９Ｙ：圧縮する。

両ロールが回転し、第二の歯２６がポリウレタン族の圧
力ロール２５にぶつかってヤーン１９１ｊｔ圧縮すると
、ヤーン１９は刃２４の切断エツジ？横切って歯２５間
で引き伸ばされゐか、わずかに張力が加えられる。回転
が続くと、刃２４はヤーン１９Ｔｔ切断する。切断刃２
４の数は所望されろ繊維の切断長さに応じて選ばれる。

歯２６の形に関しては、ヤーン−１９Ｙ：引裂くことな
く圧力ロール２５？変形さすものであればどのような形
のものでもよい。即ち、鋭い歯は使用すべきでない。歯
２′５の形は、ステープル長に融通性？与えるため。

歯間への刃の追加、削除を可能とする第４図に見られる
ような対称のものとするのが好ましい。

刃２４はスチールで作られるのが好ましいが。

タングステンカーバイドで作られていてもよい。

好ましい実施態様に於て、歯車１６及び１４、従ってロ
ール２０及び２５のピッチ円は６インチ（１５ｃｍ）で
ある。歯２６はロール２０の正規表面から半径方向外方
に約０．０４２インチ（０，１０７ｃｒｎ）突出してい
る。刃２４の切断エツジはロール２０の正規表面から半
径方向外方に約０．０２５インチ（０，０６４ｃｒＩＭ
）突出している。突出体／歯２６及び溝２１の好ましい
数は７６個で、溝２１にはそれぞれ刃がついていて、ヤ
ーンは０．２５インチ（０，６４ｃｒｎ）のステープル
に切断される。刃２４は歯２６間の真中に位置する。溝
１つ置きに刃２４乞６８枚つけると、切断ステープルの
長さは０．５０インチ（１，２′５ｃｒｎ）となる。ガ
イド機構の間仕切りの数は２５で、２４本のヤーンン供
給することができる。

０．２５インチ（０，６４副）のステープル長に切断ｆ
６手動チョッパーガンと共に使用するために切断ロール
２０の直径が約２．１インチ（５，４ｃｍ）のとき、刃
２４のかみ合いに相当する離間間隔で圧力ロール２５に
切欠２６（第５図？見よ）を設けることが要求される。

この切欠は、第二の歯２６がヤーン１９の切断前に圧力
ロール２６とかみ合うのＹ［かにする。約４インチ（１
０の）より小さい直径馨もち、０．２５インチ（０，６
４ｃｍ’）に切断する切断ロール２０は第５図のような
切欠２６？必要とすると考えられ＾。２．１インチ（５
，４ｃｒｎ）の切断ロール機に於ては、切欠２６の深さ
及び円弧長はそれぞれ０．０１０インチ及び０．０７５
インチ（０，０２５ｏ＋＋及び０．１９１ｚ）である。

さらに説明す心と、歯２６はロール２０の正規表面より
半径方向外方に約０．０４　フインチ（０，１１９ｍ）
突出している。刃２４の中心から最も接近している歯２
６（後刃２４）のエツジまでの距離は約０．０６０イン
チ（０，１５１ｃｒｎ）、即ち刃２４は刃２６の中心に
あろのではなく１次の歯２６にずっと接近している。

【図面の簡単な説明】

第１図はカバーとガイド機構？除く本発明の切断機１０
の平面図であり、第２図は案内機構１８と含む切断機１
０の正面図であり、第３因は切断機１０の端面図であり
、そして第４図及び第５図はそれぞれ協働している切断
ロール２０と圧力（バックアップ）ロール２５の詳細な
断面−図である。 １０・・・９ＪＩＦｒｌｌｌ、　　　１１・・・フレー
ム、　　１７・・・ストリッパー、　　１８・・・ガイ
ド機構、　　１９・・・ヤーン、　２０・・・切断ロー
ル　２１・・・溝、　２３・・・歯２４・・・切断刃、
　　２５・・・圧力ロール、２６・・・切欠特許出願人
　　アライド・コーポレーションＦＩＧ、　／

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）細長く伸びた材料をとびとびのインタバル
   で横断方向に圧縮し； （ｂ）前記インタバルの間でその細長材料をその長さに
   沿つてわずかに引張り； （ｃ）わずかに引張られているその細長材料を前記イン
   タバルの間で切断刃に対して押し付け；そして （ｄ）その切断刃で細長材料を切断する 各ステップから成ることを特徴とする細長材料を短い長
   さに切断する方法。
2. （２）半径方向に伸びた複数の切断刃をもつ回転可能の
   切断ロール及び該ロールと協同して働く第二のロールか
   ら成り、両ロールは反対方向に回転し、その間を細長く
   伸びた材料が通過し、切断される切断装置に於て、前記
   切断ロールは半径方向に延びている複数の突出体を有し
   、それら突出体の少なくとも１つは切断刃の各側方に配
   置され、かつ前記切断ロールから前記刃より半径方向に
   さらに高く伸びており、そして前記第二のロールはその
   周囲に弾性材料を有し、該弾性材料は前記突出体によつ
   て連続して係合されて両者間で細長材料を圧縮するよう
   になつていることを特徴とする細長材料を所定長に切断
   する装置。
3. （３）とびとびのインタバルで細長く伸びた材料を圧縮
   する手段；前記インタバルの間で該細長材料を引張る手
   段：及び切断刃で前記細長材料を最後に切断するために
   わずかに引張られている該細長材料を切断刃に対して前
   記インタバルの間で押し付ける手段から成ることを特徴
   とする細長材料を短い長さに切断する装置。
4. （４）前記圧縮手段が細長材料が通過する一対の回転可
   能のロールから成り、一方のロールは前記とびとびのイ
   ンタバルで半径方向に伸びる複数の突出体を持ち、他方
   のロールは前記細長材料を圧縮するために各突出体によ
   つてロール周面に沿つて一時的に変形可能であり、そし
   て両ロールは、停台時に、反対に回転されるように、か
   つ前突出体のうちの少なくとも２つが他方のロール周面
   と接触し、そして該ロールの周面を変形させるように取
   り付けられる特許請求の範囲第（３）項記載の装置。
5. （５）前記引張り手段及び前記圧縮手段は同一で、前記
   細長材料が前記突出体と前記他のロールとの間で連続す
   る２つのインタバルにおいて圧縮されるときに引張られ
   る特許請求の範囲第（４）項記載の装置。
6. （６）前記切断刃はその両側の前記突出体のうちの１つ
   とともに前記ロールから半径方向に伸びて取付けられ、
   前記突出体は前記切断刃より高く前記ロールから半径方
   向に伸びている特許請求の範囲第（４）項記載の装置。
7. （７）前記２つのロールが回転するとき、他方のロール
   が前記押付け手段を構成する特許請求の範囲第（６）項
   記載の装置。