專利名稱：輥壓切刀式纖維束切斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一邊對卷繞在切刀輥上的纖維束施壓，一邊連續(xù)地將其切斷為一定長度的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，尤其涉及高效而且等長地切斷纖維束的同時，能順利地排出的輥壓切刀式纖維束切斷裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在制造合成纖維的短纖維(ステ-プル)時，經(jīng)常采用輥壓切刀式纖維束切斷裝置，該裝置將纖維束卷繞在多個切刀以所要求的間距固定設(shè)置在輥輪的圓周方向上的切刀輥上，一邊對該纖維束施壓，一邊連續(xù)地切斷成一定的長度。
為了使用這樣的纖維束切斷裝置切斷纖維束，一邊用推壓輥推壓在切刀輥上卷繞有2-3圈纖維束的外周面，一邊用以一定間距配置在切刀輥的圓周面上、與切刀輥一起在一個方向上旋轉(zhuǎn)的切刀進行切斷。這時，上述纖維束中被卷繞在內(nèi)側(cè)的纖維束由于被推壓到上述切刀上，上述纖維束連續(xù)地被切斷為所要求長度的短纖維。這時的短纖維的切斷長度由在輥輪的圓周方向上排列并固定設(shè)置的切刀之間的間距決定。
但是，當(dāng)利用這種纖維束的切斷方式時，由于推壓輥對旋轉(zhuǎn)切刀的推壓力極大，容易產(chǎn)生切刀的變形和損壞。因此，在現(xiàn)有的纖維束切斷裝置中配置切刀刃支板使切刀在旋轉(zhuǎn)方向的前后兩面都被夾住而受到支撐，通過將該支板與切刀一起固定設(shè)置在切刀輥上，其結(jié)構(gòu)可確保切刀本體的剛性及強度，從而使其能耐受纖維切斷時施加在切刀上的極大的推壓力，實現(xiàn)了生產(chǎn)性能的提高。
然而，由于利用切刀刃支板夾住并支撐切刀，鄰接的切刀刃支板間的間距必然比鄰接的切刀間的間距要小。其結(jié)果，例如，在將起卷的纖維束切斷成短纖維時，該短纖維的排出在鄰接的切刀刃支板之間就不能順利地進行，不僅在切刀刃支板間，而且在鄰接的切刀間也發(fā)生短纖維的堵塞，因而存在不能高效而且穩(wěn)定地切斷之類的問題。另外，在鄰接的切刀之間及/或鄰接的切刀刃支板之間堵塞的短纖維還往往在鄰接的切刀及切刀刃支板間再次被切斷而成為粉末，還存在產(chǎn)生通常所謂“重切”的現(xiàn)象之類的問題等。
為了解決這個問題，提出了許多技術(shù)方案。作為這種輥壓切刀式纖維束切斷裝置的一個例子，例如，在特開平10-168670號公報中，公開了用于制造32mm以下的短纖維的輥壓切刀式纖維束切斷裝置。在該公報中公開的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，當(dāng)制造32mm以下的短纖維時，規(guī)定短纖維的切斷長度X(mm)和切刀刃支板的厚度Y(mm)之比為6.6≤X/Y≤7.1，同時在由切刀輥的中心到外圓周的距離的2/3以內(nèi)的位置設(shè)置做成30-45度角的漏斗狀的短纖維排出輔助部件。
上述特開平10-168670號公報中所公開的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，當(dāng)制造如上述的32mm以下的短纖維時，短纖維的切刀長度和切刀刃支板的厚度之比，還必須設(shè)計成使短纖維排出輔助部件的設(shè)置位置及角度滿足在規(guī)定范圍內(nèi)的要求。上述公報中所公開的技術(shù)，還不知道在如上所述限定的范圍內(nèi)是否確實有效，但即使如此，也只能制造32mm以下的短纖維。而且，當(dāng)制造32mm以下的短纖維時，必須嚴格地設(shè)定短纖維的切刀長度和切刀刃支板的厚度之比，短纖維排出輔助部件的設(shè)置位置及角度。因此，產(chǎn)生的問題是，不僅切刀、切刀刃支板及短纖維排出輔助部件等的設(shè)計容易變得煩瑣，而且其設(shè)計的自由度也極小。
另外，上述的現(xiàn)有技術(shù)，如在上述公報中公開的圖2所示，將多個切刀用各自的切刀刃支板夾持并與支板一起固定設(shè)置在切刀輥上，由于不得不必然地使鄰接的切刀刃支板間的間距比鄰接的切刀間的間距小，當(dāng)制造切斷長度極小的短纖維時，鄰接的切刀刃支板間的排出阻力必然增大，該短纖維的制造量越大，則越容易在鄰接的切刀間及/或鄰接的切刀刃支板間產(chǎn)生短纖維的堵塞及重切現(xiàn)象。
另外，現(xiàn)有的這種切刀刃支板，如上述公報中所述，其斷面大致為U字型，使切刀刃在圓周方向的前后面和底面緊貼并固定。因此，其構(gòu)造不僅復(fù)雜，而且還要求高的加工精度，對制作和組裝的作業(yè)性具有極大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決這些現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出的，其具體目的在于提供一種輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，在高效而且等長地切斷纖維束的同時，可防止在鄰接的切刀間及/或鄰接的切刀刃支板間的短纖維產(chǎn)生堵塞或重切，而能將已切斷的短纖維順利地排出。
本發(fā)明的發(fā)明人對如上所述在纖維束切斷時由于對切刀施加過大的推壓力而產(chǎn)生切刀的變形及損壞等現(xiàn)象以及為解決這些問題反復(fù)進行深入研究的結(jié)果意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)制造某些特定長度的短纖維時，即使不采用通過從三個方向夾持并支撐切刀刃支板將切刀固定設(shè)置在切刀輥上的切刀安裝結(jié)構(gòu)，也能做到切刀無變形及破壞等而提高生產(chǎn)率。
即，在輥壓切刀式的纖維束切斷中，不是用切刀刃支板由前后兩面支撐切刀刃，而可將切刀刃并排設(shè)置在切刀輥上，這樣，由于鄰接的切刀之間的間距增大了與鄰接的切刀刃支板間的間距的差這一部分，則減小了短纖維的排出阻力，可防止短纖維的堵塞及重切等現(xiàn)象。
本發(fā)明第一方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，具有多個有錐形刀刃部的長方形切刀以切刀支板支撐、并以將切刀支板按所要求的間距固定設(shè)置在輥輪的圓周方向上的方式而成的切刀輥，和具有與上述切刀輥的旋轉(zhuǎn)軸線平行的旋轉(zhuǎn)軸線、與上述切刀輥相對配置，推壓卷繞在上述切刀輥上的纖維束的推壓輥；其特征在于上述切刀支板的厚度A不比上述切刀的厚度B厚，而且上述切刀支板不突出于上述切刀的間距方向的側(cè)面而支持住上述切刀的底面。
本發(fā)明的基本的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，在多個切刀的底面上配置切刀支板，與該切刀支板一起以所要求的間距固定設(shè)置在輥輪的圓周方向上。為了將長的纖維束切斷成短纖維，以將纖維束卷繞二三圈的狀態(tài)使其與這些切刀垂直，驅(qū)動輥輪使其旋轉(zhuǎn)。這時，同時用推壓輥推壓由多層構(gòu)成的上述纖維束，從而將長的纖維束從最下層依次切斷成短纖維。
本發(fā)明的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，由于使上述切刀支板不由上述切刀的間距方向的前后側(cè)面向外突出而配置在切刀的底面上，并以所要求的間距固定設(shè)置在輥輪的圓周方向上，采用從底面支持上述切刀這樣簡單的結(jié)構(gòu)。這時，在上述切刀長方向的長度和切刀輥圓周方向的厚度之間，最好滿足特定的關(guān)系式。只要滿足該關(guān)系式，即使采用上述結(jié)構(gòu)，也可以充分承受推壓輥產(chǎn)生的推壓力而不致發(fā)生切刀的變形和損壞。
為了讓切斷的短纖維順利地排出，重要的是，上述切刀支板在輥輪圓周方向的厚度A和切刀的厚度B應(yīng)滿足A≤B的關(guān)系。為了減小鄰接的切刀支板間及/或鄰接的切刀間的排出阻力，更希望上述切刀支板的厚度A＜切刀的厚度B。
若采用上述結(jié)構(gòu)，由于鄰接的切刀支板間的間距比鄰接的切刀間的間距更寬，切斷的短纖維的排出可以由切刀間的排出空間向擴大了的切刀支板間的排出空間順利地進行，而不會產(chǎn)生短纖維在鄰接的切刀間及/或鄰接的切刀支板間的堵塞，可高效而且等長地切斷。另外，由于短纖維的排出順利，短纖維不會滯留在切刀的刃尖，當(dāng)然也不會產(chǎn)生重切。
因此，即使使用本發(fā)明處理大量的纖維束，短纖維的排出可順利地進行，上述切刀及切刀支板也不會因不能承受過大的推壓力而產(chǎn)生變形和破壞，可穩(wěn)定地制造具有要求纖維切斷長度的短纖維。
本發(fā)明的第二方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是上述切刀支板的厚度A及切刀的厚度B為0.5-2.0mm。
為了使上述本發(fā)明的第一方案的作用效果更加明顯，重要之處在于選擇上述切刀支板的厚度A和切刀的厚度B。上述切刀支板的厚度A和切刀的厚度B兩者均為0.5-2.0mm是有效的。若上述切刀支板的厚度A和切刀的厚度B小于0.5mm，對上述切刀支板和切刀容易集中極大的推壓力，容易發(fā)生上述切刀支板及切刀的變形及切刀刃的崩裂，不利于實施。
另外，若上述切刀支板和切刀的厚度A、B都大于2.0mm，則鄰接的切刀間的間距變窄，例如，當(dāng)短纖維的切斷長度為切斷55mm以下的短纖維時，短纖維的排出就不能順利地進行，因在鄰接的切刀支板間及/或切刀間產(chǎn)生堵塞而不能高效地切斷成相等的長度，從而不能實現(xiàn)本發(fā)明最初的目的。
本發(fā)明的第三方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是特定上述切刀的上述關(guān)系式，即切刀在長度方向的有效長度L和切刀在切刀輥的圓周方向的厚度B應(yīng)滿足關(guān)系式(L/100)＜B＜(L/10)。
此處，所謂上述切刀在長度方向的有效長度L是指在切刀輥的一對凸緣間露出部分的切刀長度。為了確保切刀具有能承受纖維束切斷時的強度，最好規(guī)定上述切刀在長度方向的有效長度L和切刀在切刀輥圓周方向的厚度B的尺寸關(guān)系為(L/100)＜B＜(L/10)。
按上述第二方案的切刀厚度B為0.5-2.0mm，相對該切刀厚度B，在滿足(L/100)＜B＜(L/10)式的范圍內(nèi)最好設(shè)定切刀的長度L為5mm＜L＜200mm。更好的是(L/75)＜B＜(L/25)范圍特別有效。若該切刀的長度L小于5mm，則切刀輥的凸緣直徑大，而且因切刀的切斷能力極低而不利。若上述切刀的長度L大于200mm，則旋轉(zhuǎn)切刀的剛性及強度都降低，有時也容易發(fā)生切刀的變形和刀刃的崩裂。
若采用上述結(jié)構(gòu)，則不必通過如現(xiàn)有的呈U字型的切刀刃支板夾持支撐切刀的三個方向。通過如上所述支持上述切刀的底面，則可承受在纖維束切斷時施加在切刀上的局部較大的推壓力，從而能以簡單的結(jié)構(gòu)提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明的第四方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是上述切刀的間距為10-100mm。決定短纖維的切斷長度的切刀間的間距設(shè)有特別限定，但希望規(guī)定鄰接的切刀間的間距的范圍。為了充分地顯現(xiàn)上述作用效果，該間距的范圍優(yōu)選在10-100mm，特別優(yōu)選25-45mm。切斷時即使對上述切刀施加過大的集中負荷，也不會產(chǎn)生這些切刀的變形及破壞等，從而可正確地切斷與鄰接的切刀間的間距等長的纖維束的同時，可良好地排出已切斷的短纖維。若間距小于10mm，有時短纖維的排出不能順利地進行，若超過100mm時，推壓輥對旋轉(zhuǎn)的切刀產(chǎn)生的推壓力向切刀的旋轉(zhuǎn)方向的前后側(cè)面的分力增加，有時產(chǎn)生這些切刀的變形及破壞等。
本發(fā)明第五方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是上述切刀由基部和從該基部向前端逐漸縮小的錐部構(gòu)成，該錐部的錐角為10-40°。
上述切刀的錐部的形狀只要是不發(fā)生刀刃的崩裂，而且能順利地進行短纖維的排出即可，沒有特別的限定。為了更加顯現(xiàn)如上所述的作用效果，上述切刀的錐部的錐角在10-40°是有效的。特別優(yōu)選上述錐角為14-31°。這樣，可以作到切刀刃不損壞而在長期使用中維持良好的切斷性能。
本發(fā)明的第六方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是將上述錐部的前端和基部的錐角做成不同的二段，其部的錐角與尖端的錐角相比為更小的銳角。
上述切刀的錐部可以如第五方案為單一的錐面構(gòu)造，但通過將上述錐部的前端和基部的錐角作成不同的二段，對于顯現(xiàn)如上所述的作用效果特別有效。通過將上述錐部的基部的錐角與前端的錐角相比作成更小的銳角，則上述切刀刃的崩裂是困難的，可以更容易地排出被切斷的短纖維。
本發(fā)明的第七方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是上述錐部的總高為2.0-6.0mm，而上述切刀的總高在20mm以下并在錐部高度以上。
上述錐部的總高只要是具有能承受切斷的強度的同時可順利地排出短纖維即可，沒有特別限定。上述錐部的總高優(yōu)選在2.0-6.0mm，更優(yōu)選上述錐部的總高為2.5-5.5mm是有效的，可更顯著地發(fā)揮上述作用效果。
本發(fā)明的第八方案的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的特征是表示上述錐部的前端的錐面的表面粗糙度的RZ值是0.1-6.3μm，表示基部的錐面的表面粗糙度的RZ值是0.8-25.0μm。
由角度不同的二個錐面形成的切刀的前端及基部的錐部的各表面粗糙度，沒有特別限定，但在用通常使用的觸針式表面粗糙度測定器測定時，上述錐部的前端的錐面的表面粗糙度RZ值優(yōu)選為0.1-6.3μm，更優(yōu)選在0.5-1.6μm范圍是特別有效的。另一方的基部的錐面的表面粗糙度RZ值可以是與前端的錐面的表面粗糙度RZ值相同的表面粗糙度，但優(yōu)選為0.8-25.0μm，更優(yōu)選為3.2-12.5μm。
由于這樣的表面粗糙度，可防止短纖維附著在切刀的表面，可更進一步順利地排出短纖維。另外，由于切刀具有高強度和高韌性，可得到高品質(zhì)的上述切刀表面。


圖1是簡要表示典型的本發(fā)明的實施方式的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的一例的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是圖1的II-II線的放大剖面圖。
圖3是表示適用于本發(fā)明的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的切刀支板的厚度及切刀的厚度的關(guān)系的說明圖。
圖4是表示適用于本發(fā)明的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的切刀的長度及切刀的厚度的關(guān)系的說明圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖具體說明本發(fā)明最佳的實施例。
圖1是簡要地表示作為本發(fā)明的典型實施例的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的一個例子的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2是圖1的II-II線的放大剖面圖，圖3是表示適用于本發(fā)明的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的切刀支板的厚度與切刀的厚度的關(guān)系的說明圖，圖4是表示適用于本發(fā)明的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的切長度及切刀厚度的關(guān)系的說明圖。
圖1的輥壓切刀式纖維束切斷裝置10具有可繞垂直軸線自由旋轉(zhuǎn)地支撐著的切刀輥20，位于與該切刀輥20的旋轉(zhuǎn)軸線平行的旋轉(zhuǎn)軸線上，與該切刀輥20相對，可自由旋轉(zhuǎn)地支撐著，由橡膠等彈性材料制成的推壓輥30。根據(jù)圖示例子，引導(dǎo)輥40可自由旋轉(zhuǎn)地支撐在與上述推壓輥30的旋轉(zhuǎn)軸線平行的旋轉(zhuǎn)軸線上并將上述切刀輥20夾于其間。
該引導(dǎo)輥40并不限定于如圖示例子具有與上述切刀輥20及推壓輥30的旋轉(zhuǎn)軸線平行的旋轉(zhuǎn)軸線的輥輪，也可以是具有例如與上述切刀輥20的旋轉(zhuǎn)軸線相交的旋轉(zhuǎn)軸線，可以引導(dǎo)擰斜的纖維束的輥輪。而且，也可以使用例如引導(dǎo)桿、夾持輥等引導(dǎo)部件，或者它們的組合的各種引導(dǎo)部件來代替上述引導(dǎo)輥40。上述切刀輥20如圖1及圖2所示，具有以一定的間隔相對設(shè)置的呈圓盤狀的上下一對凸緣21、21。在各凸緣21之間，通過在輥輪的圓周方向以一定的間距配置的切刀支板22，固定設(shè)置由前端具有尖銳的刀尖的長方形部件構(gòu)成的切刀23。該切刀23如圖3所示，由呈長方形板狀的基部23a和由該基部23a向前端逐漸變小的錐部23b構(gòu)成。
本發(fā)明的特征在于上述切刀輥20的切刀支板22的厚度A設(shè)定為如圖3所示，不厚于上述切刀23的厚度B，同時，上述切刀支板22不突出于上述切刀23的間距方向的側(cè)面并支撐切刀23的底面。當(dāng)上述切刀支板22做成從切刀23突出那樣的結(jié)構(gòu)時，由于被切斷的短纖維的排出出現(xiàn)故障，就不能實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
根據(jù)圖示例子，在上下一對上述凸緣21的相對的一面上，分別設(shè)置有切刀安裝板24、24。在各切刀安裝板24的相對一面上，以上述切刀輥20的旋轉(zhuǎn)軸線為中心，以一定的間距在輥輪的圓周方向上分別形成多個安裝切刀用的槽24a，……，24a。在相對的上下一對槽24a中，分別鑲嵌固定著上述切刀23的縱向的兩側(cè)邊部。在該切刀23的基部23a的底面上，配置著被夾持固定在上述各切刀安裝板24的相對一面間的切刀支板22。而且，上述切刀支板22的安裝不受圖示例子的限定，也可以與上述切刀輥的安裝相同，將上述切刀支板22的縱向兩側(cè)邊部鑲嵌固定在未圖示的、形成在上述切刀安裝板24上的安裝孔中。
在下側(cè)的上述凸緣21的切刀安裝板的中央位置，在與上述切刀支板22的底面鄰接形成具有下方的直徑逐漸縮小的錐面的短纖維排出用的第一開口部24b。在下側(cè)的上述凸緣21形成具有與上述第一開口部24b的錐面的小直徑相同內(nèi)徑尺寸的短纖維排出用的第二開口部21a，在下側(cè)的上述凸緣21上固定設(shè)置有通過該第二開口部21a排出應(yīng)向下方排出的短纖維，在內(nèi)部具有通孔的由筒狀部件構(gòu)成的短纖維排出部25。
在上述切刀輥20的輥輪的圓周方向上，在以一定的間距鄰接的切刀23之間形成的水平方向的空間部、在鄰接的切刀支板22之間形成的、比鄰接的切刀23之間的空間部擴大的水平方向的空間部以及在下側(cè)的上述凸緣21和切刀安裝板24上形成的垂直方向的各開口部24b、21a及在上述短纖維排出部25內(nèi)形成的比各開口部24b、21a大的內(nèi)徑尺寸的垂直方向的通孔分別連通，構(gòu)成短纖維排出空間，用于將切斷成與鄰接的切刀23之間的間距P相等長度的短纖維排出到皮帶運輸機等短纖維輸送裝置26上。
以上的結(jié)構(gòu)是表示本實施方式的輥壓切刀式纖維束切斷裝置10的一個例子，不用說，其結(jié)構(gòu)，形狀及其構(gòu)成部件不受圖示例子的限定。而且，在上述實施例中，上述切刀輥20雖表示繞垂直軸線水平地旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造例子，但本發(fā)明不受圖示例子的限定，也可以繞水平軸線可自由旋轉(zhuǎn)地支撐上述切刀輥20。
這時，如上述公報中的記載，以輥輪旋轉(zhuǎn)軸線為中心、以單臂狀態(tài)將大致呈截頭圓錐形的短纖維排出部件的基端部支撐固定在上側(cè)的上述凸緣21的切刀安裝板24上，可以通過上述各開口部24b、21a將該短纖維排出部件的下側(cè)向上述凸緣21直徑逐漸縮小的自由端部伸到上述短纖維排出部25內(nèi)。上述短纖維排出部件可以有效地利用各種形狀，例如，成與上述現(xiàn)有技術(shù)相同的喇叭狀、圓錐狀、棱錐狀，或者在短纖維排出方向上具有長的溝槽的、在短纖維排出部件的輥輪的圓周方向上形成多條的花鍵形狀等。
為了使用上述輥壓切刀式纖維束切斷裝置10制造短纖維，將纖維束1卷繞在上述切刀輥20上數(shù)圈。用上述推壓輥30推壓卷繞在該切刀輥20上的由多層構(gòu)成的纖維束1的外周面的同時，用在一個方向上旋轉(zhuǎn)的切刀輥圓周面上的切刀23成直角地推壓多層的纖維束。同時，將上述纖維束從最下層依次連續(xù)地切斷成與切刀23的間距P等長的短纖維。切斷成一定切斷長度的短纖維，從鄰接的切刀支板22和切刀23之間通過上述凸緣21及切刀安裝板24的各開口部24b、21a及上述短纖維排出部25的通孔落下使其滑落到上述短纖維輸送裝置26，再由該短纖維輸送裝置26輸送到規(guī)定的保管場所。
由于采用上述結(jié)構(gòu)，被切斷的短纖維則可由各切刀23之間的排出空間順利地排出到擴大了的各切刀支板22之間的排出空間。由于在鄰接的切刀23之間及/或切刀支板之間不會產(chǎn)生短纖維的堵塞，也不會出現(xiàn)短纖維掛在并滯留在切刀23的刀刃上，可防止重切的同時，可實現(xiàn)高效切斷并保證等長。即使切斷大量的纖維束1，由于上述切刀23及切刀支板22能夠承受集中施加的過大的推壓力并能順利地排出短纖維，能夠防止上述切刀23及切刀支板22的變形及損壞等的同時，可穩(wěn)定地制造短纖維。
在本發(fā)明中，除了如上所述的切刀23及切刀支板22的配置位置以外，通過適當(dāng)設(shè)定切刀23及切刀支板22的各個厚度、切刀23的間距P、切刀23的錐部23b的錐角、切刀23的形狀、高度、長度、表面粗糙度及材質(zhì)以及切刀支板22的高度及材質(zhì)等，可更加明顯地顯現(xiàn)出本發(fā)明的作用效果。因此，以下的說明，將以上述切刀23及切刀支板22為中心予以說明。
1、切刀23的厚度B和切刀支板22的厚度A，根據(jù)圖示例子，為了容易地排出短纖維，切刀支板22的厚度A和切刀23的厚度B具有A＜B的關(guān)系。當(dāng)切刀支板22的厚度A比切刀23的厚度B大時，鄰接的切刀支板22的間距變窄，由于短纖維的排出阻力增大，短纖維的排出不能順利地進行，在各切刀支板22之間因產(chǎn)生堵塞而不能高效率地切斷。
為了減小各切刀支板22之間的排出阻力，最好上述切刀支板22的厚度A和切刀23的厚度B為A＜B，上述切刀23的厚度B最好在0.5-2.0mm。當(dāng)該厚度B小于0.5mm時，由于對上述切刀23容易集中施加過大的推壓力，則容易發(fā)生上述切刀23的變形及刀刃崩裂等。
另外，當(dāng)該厚度B大于2mm時，鄰接的切刀23之間的間距變窄，短纖維、尤其是在切斷切斷長度為55mm以下的短纖維時，短纖維的排出不能順利地進行，在鄰接的切刀23之間產(chǎn)生堵塞，不能實現(xiàn)高效而且等長的切斷。
另一方面，上述切刀支板的厚度A最好與上述切刀23的厚度B同為0.5-2.0mm。該厚度A若超過0.5-2.0mm的范圍，與上述切刀23一樣，容易發(fā)生切刀支板22的變形和損壞等，短纖維的排出不能順利地進行，由于鄰接的切刀支板22之間產(chǎn)生堵塞，不能高效而等長地進行切斷。
2、切刀23的間距該切刀23的間距P等于短纖維的切斷長。決定短纖維的切斷長的切刀23的間距P沒有特別的限定，但最好在10-100mm，尤其優(yōu)選在20-45mm。切斷時可防止因?qū)η械?3施加過大的推壓力，切刀23及切刀支板22的變形及損壞等，同時可順利地排出切斷成與鄰接的切刀23之間的間距P等長的短纖維。
另外，當(dāng)切刀23的間距小于10mm時，有時短纖維的排出不能順利地進行，當(dāng)超過100mm時，推壓輥30對旋轉(zhuǎn)切刀23的推壓力向切刀23的旋轉(zhuǎn)方向的前后側(cè)面的分力增加，有時產(chǎn)生該切刀23的變形或損壞等。
3、切刀23的錐部23b的錐角該切刀的形狀只要是不發(fā)生刀刃崩裂，能使短纖維的排出順利地進行均可，沒有特別的限定。圖3的切刀23的錐部23b的錐角最好為10-40°，上述錐部23b的錐角更優(yōu)選14-31°。若在該范圍內(nèi)，則可作到切刀刃不變形、不損壞，可長時間保持其良好的切斷性能。
4、切刀23的形狀圖3中切刀23的錐部23b的形狀并不受圖示例子的限定，例如，可以采用使上述錐部23b的前端和基部的錐角不同的二段結(jié)構(gòu)。這時，基部的錐角與前端的錐角相比最好為銳角。由于與前端的錐角相比將基部的錐角作成銳角，可使刀刃難于崩裂，提高其切斷性能，而且短纖維的排出也能更容易地進行。
5、切刀23的高度圖3中切刀23的錐部23b的總高沒有特別限定，但最好在2.0-6.0mm，尤其優(yōu)選2.5-5.5mm。雖對該切刀23的總高沒有特別的限定，但由于要具有能承受切斷力的強度的同時，還要使短纖維的排出能順利地進行，最好為8-20mm以下，尤其優(yōu)選10-15mm。
6、切刀23的長度圖4表示適用于本發(fā)明的輥壓切刀式纖維束切斷裝置的切刀23的縱向的有效長度L及切刀的厚度B的關(guān)系。在此，所謂上述切刀23的縱向的有效長度L是指如圖4所示，在切刀輥20的一對凸緣21、21之間露出部分的切刀長度。在本實施方式中，上述切刀23的縱向的有效長度L設(shè)定為與上述切刀支板22的縱向長度及各凸緣21的相對兩面之間的間隔尺寸相同的尺寸。
為了確保切刀能承受纖維束1的切斷的力的強度，最好相對于切刀23在切刀輥的圓周方向的厚度B來設(shè)定切刀23的縱向有效長度。上述切刀23的長度L和切刀23的厚度B最好滿足式(L/100)＜B＜(L/10)，尤其有效的是在(L/75)＜B＜(L/25)范圍內(nèi)。切刀23的厚度B如上所述最好為0.5-2.0mm，因此，相對于切刀23的厚度B的尺寸，將切刀23的長度L設(shè)定在5mm＜L＜200mm范圍內(nèi)特別有效。但是，應(yīng)在滿足式(L/100)＜B＜(L/10)的范圍內(nèi)，設(shè)定切刀23的長度L和切刀23的厚度B兩者。
上述切刀23的長度L小于5mm時，切刀輥20的凸緣21的直徑不得不增大，切刀23的切斷性能顯著降低，使纖維束1難于一次切斷。當(dāng)上述切刀23的長度L超過200mm時，由于不能可靠地保證切刀23的強度和剛性等，容易發(fā)生切刀23的變形及刀刃崩裂等，不能保證可靠地切斷。在滿足式(L/100)＜B＜(L/10)的范圍內(nèi)，通過將切刀23的長度L設(shè)定在5mm＜L＜200mm，則不必通過如現(xiàn)有的呈U字型切刀刃支板來夾持支撐切刀，能夠承受在切斷纖維束1時施加在切刀23上的局部的極大的推壓力，同時，可提高短纖維的生產(chǎn)率。
7、切刀23的表面粗糙度該切刀23的錐部23b的錐面，用一般使用的觸針式表面粗糙度測定儀測定的表面粗糙度RZ值最好為0.1-6.3μm。優(yōu)選在0.5-1.6μm范圍內(nèi)尤其有效?？梢缘玫礁叩膹姸群蛷姷捻g性，在上述切刀23上得到高質(zhì)量的表面。
將上述錐部23b做成前端和基部的錐角不同的兩段時，該錐部23b的前端錐面的表面粗糙度RZ值最好為0.1-6.3μm，尤其優(yōu)選0.5-1.6μm?；垮F面的表面粗糙度RZ值最好為0.8-25.0μm，更優(yōu)選3.2-12.5μm。上述各表面粗糙度RZ值沒有特別限定，例如，基部錐面的表面粗糙度及前端錐面的表面粗糙度可以是相同的表面粗糙度。使用這樣的表面粗糙度，可以使短纖維不附著于切刀23的表面，更利于短纖維順利地排出。
8、切刀23的材質(zhì)切刀23的材質(zhì)只要是在纖維束1的切斷中不引起變形及損壞等的材質(zhì)均可，沒有特別限定。為了使如上所述的作用效果更加顯現(xiàn)，適當(dāng)?shù)剡x擇切刀的材質(zhì)是有效的。作為切刀23的材質(zhì)，例如，使用硬質(zhì)合金，與一般的碳素工具鋼5號(SK-5)相比，由于其摩擦系數(shù)低，具有優(yōu)良的低摩耗性及化學(xué)穩(wěn)定性及良好的壽命，因而特別有效。
9、切刀支板22的高度該切刀支板22的高度，與上述切刀23相同，只要是具有能承受在纖維束1切斷時產(chǎn)生的極大的推壓力的強度的同時，能減小短纖維的排出阻力即可，沒有特別的限定。最好，上述切刀支板22的高度為5.0-20mm。更優(yōu)選上述切刀支板22的高度為8.0-15mm特別有效。
當(dāng)上述切刀支板22的高度大于20mm時，被切斷的短纖維的排出阻力增高，短纖維的排出不能順利地進行，在鄰接的切刀支板22之間及/或鄰接的切刀23之間有時產(chǎn)生堵塞或者重切。另外，當(dāng)上述切刀支板22的高度小于5mm時，則不能承受纖維束1切斷時產(chǎn)生的局部的過大的推壓力，有時發(fā)生上述切刀支板22及切刀23的變形等，難于得到正確的切斷性能。
10、切刀支板22的材質(zhì)作為該切刀支板22的材質(zhì)使用鋼材是有效的，由于纖維束1在切斷中不產(chǎn)生變形及損壞等而特別有效。作為切刀支板22的材質(zhì)，例如使用不銹鋼或者機械結(jié)構(gòu)用碳素鋼是特別有效的。
11、生產(chǎn)率在本發(fā)明中，雖然對短纖維的生產(chǎn)率沒有特別的限定，但為5kg/分鐘-50kg/分鐘，例如以100米/分鐘以上的速度切斷50-300Tex的纖維束時是特別有效的。
下面，對本發(fā)明的更具體的實施例與比較例一起進行說明。而且，特征值等的測定及評價法如下。
1、纖細度根據(jù)JIS L-1015的8-5-1A的方法，測定切斷為30mm的纖維300條的質(zhì)量，計算出正值纖細度，求得其5次的平均值。
2、卷曲數(shù)根據(jù)JIS L-1015的8-12-1的方法，在一條纖維上掛上0.18mNX標稱號數(shù)的初始載荷時，計數(shù)每25mm中的卷曲數(shù)，求20次的平均值。實施例1-17將具有11個/25mm的卷曲數(shù)的、單纖維的纖細度3.3dtex、纖維束的纖細度150ktex的丙烯酸纖維束卷繞在如圖1所示的直徑600mm的切刀輥20上，用推壓輥30推壓切刀進行切斷，得到短纖維。使用由機械結(jié)構(gòu)用碳素鋼S25C構(gòu)成的切刀支板22和由硬質(zhì)合金構(gòu)成的切刀23，將推壓輥30和切刀23的刀刃之間的間隔定為5mm。
而且，將切刀23及切刀支板22的厚度、切刀23的前端及基部的各錐角，切刀23的錐部23b的高度，切刀23的總高，切刀23的長度、切刀支板22的高度、切刀23的前端的錐面及基端部的錐面的各表面粗糙度、以及鄰接的切刀23之間的間距P作出種種改變，進行各種試驗。其結(jié)果示于表1。比較例1-3在與上述實施例同樣的條件下，對切刀23及切刀支板22的各厚度、切刀23的前端的錐角及基端部的錐角、切刀23的錐部23b的高度、切刀23的總高、切刀23的前端的錐面及基端部錐面的各表面粗糙度、以及鄰接的切刀23間的間距P等做出種種改變，進行各種試驗。其結(jié)果示于表1。比較例4使用夾持固定著切刀23的呈U字型的切刀刃支板，將鄰接的切刀23之間的間距P取為20mm，采用與上述用樣的方法，得到切斷長度為20mm的短纖維。其結(jié)果示于表1。
表1

權(quán)利要求
1.一種輥壓切刀式纖維束切斷裝置，具有多個有錐形刀刃部的長方形切刀以切刀支板支撐、并以將切刀支板按所要求的間距固定設(shè)置在輥輪的圓周方向上的方式而成的切刀輥，和具有與上述切刀輥的旋轉(zhuǎn)軸線平行的旋轉(zhuǎn)軸線、與上述切刀輥相對配置，推壓卷繞在上述切刀輥上的纖維束的推壓輥；其特征在于上述切刀支板的厚度A不比上述切刀的厚度B厚，而且上述切刀支板不突出于上述切刀的間距方向的側(cè)面而支持住上述切刀的底面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于上述切刀支板的厚度A及切刀的厚度B為0.5-2.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于上述切刀的長方向的有效長度L和切刀在切刀輥的圓周方向的厚度B應(yīng)滿足下式(I)(L/100)＜B＜(L/10)………(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一項所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于上述切刀的間距為10-100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任一項所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于上述切刀由基部和由基部向前端逐漸縮小的錐部構(gòu)成，上述錐部的錐角為10-40°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于上述錐部由其前端側(cè)和基部側(cè)的錐角不同的二段構(gòu)成，其基部側(cè)的錐角與前端側(cè)的錐角相比為更小的銳角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于上述錐部的總高為2.0-6.0mm，而且上述切刀的總高為小于或等于20mm并大于上述錐部的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7的任一項所述的輥壓切刀式纖維束切斷裝置，其特征在于表示上述錐部的前端側(cè)的錐面的表面粗糙度的Rz值為0.1-6.3μm，表示上述基部側(cè)的錐面的表面粗糙度的Rz值為0.8-25.0μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一邊對卷繞在切刀輥上的纖維束施壓，一邊連續(xù)地將其切斷為一定長度的輥壓切刀式纖維束切斷裝置。通過使切刀支板(22)不突出于切刀(23)在間距方向的側(cè)面而以一定的間距P固定設(shè)置在輥輪的圓周方向上，多個切刀(23)被支撐在切刀輥(20)上。將纖維束(1)卷繞在切刀輥(20)上，在用推壓輥(30)推壓該纖維束(1)的同時用切刀(23)連續(xù)地切斷成一定長度。為了使被切斷的短纖維容易排出，重要的是使切刀支板的厚度A和切刀的厚度B滿足A≤B的關(guān)系。為了減小排出阻力，希望切刀支板(22)的厚度A小于切刀(23)的厚度B。
文檔編號D01G1/00GK1442521SQ0310518
公開日2003年9月17日 申請日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月6日
發(fā)明者能村素郎, 土居義孝 申請人:三菱麗陽株式會社