专利名称：辊压切刀式纤维束切断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一边对卷绕在切刀辊上的纤维束施压，一边连续地将其切断为一定长度的辊压切刀式纤维束切断装置，尤其涉及高效而且等长地切断纤维束的同时，能顺利地排出的辊压切刀式纤维束切断装置。
背景技术：
现在，在制造合成纤维的短纤维(ステ-プル)时，经常采用辊压切刀式纤维束切断装置，该装置将纤维束卷绕在多个切刀以所要求的间距固定设置在辊轮的圆周方向上的切刀辊上，一边对该纤维束施压，一边连续地切断成一定的长度。
为了使用这样的纤维束切断装置切断纤维束，一边用推压辊推压在切刀辊上卷绕有2-3圈纤维束的外周面，一边用以一定间距配置在切刀辊的圆周面上、与切刀辊一起在一个方向上旋转的切刀进行切断。这时，上述纤维束中被卷绕在内侧的纤维束由于被推压到上述切刀上，上述纤维束连续地被切断为所要求长度的短纤维。这时的短纤维的切断长度由在辊轮的圆周方向上排列并固定设置的切刀之间的间距决定。
但是，当利用这种纤维束的切断方式时，由于推压辊对旋转切刀的推压力极大，容易产生切刀的变形和损坏。因此，在现有的纤维束切断装置中配置切刀刃支板使切刀在旋转方向的前后两面都被夹住而受到支撑，通过将该支板与切刀一起固定设置在切刀辊上，其结构可确保切刀本体的刚性及强度，从而使其能耐受纤维切断时施加在切刀上的极大的推压力，实现了生产性能的提高。
然而，由于利用切刀刃支板夹住并支撑切刀，邻接的切刀刃支板间的间距必然比邻接的切刀间的间距要小。其结果，例如，在将起卷的纤维束切断成短纤维时，该短纤维的排出在邻接的切刀刃支板之间就不能顺利地进行，不仅在切刀刃支板间，而且在邻接的切刀间也发生短纤维的堵塞，因而存在不能高效而且稳定地切断之类的问题。另外，在邻接的切刀之间及/或邻接的切刀刃支板之间堵塞的短纤维还往往在邻接的切刀及切刀刃支板间再次被切断而成为粉末，还存在产生通常所谓“重切”的现象之类的问题等。
为了解决这个问题，提出了许多技术方案。作为这种辊压切刀式纤维束切断装置的一个例子，例如，在特开平10-168670号公报中，公开了用于制造32mm以下的短纤维的辊压切刀式纤维束切断装置。在该公报中公开的辊压切刀式纤维束切断装置，当制造32mm以下的短纤维时，规定短纤维的切断长度X(mm)和切刀刃支板的厚度Y(mm)之比为6.6≤X/Y≤7.1，同时在由切刀辊的中心到外圆周的距离的2/3以内的位置设置做成30-45度角的漏斗状的短纤维排出辅助部件。
上述特开平10-168670号公报中所公开的辊压切刀式纤维束切断装置，当制造如上述的32mm以下的短纤维时，短纤维的切刀长度和切刀刃支板的厚度之比，还必须设计成使短纤维排出辅助部件的设置位置及角度满足在规定范围内的要求。上述公报中所公开的技术，还不知道在如上所述限定的范围内是否确实有效，但即使如此，也只能制造32mm以下的短纤维。而且，当制造32mm以下的短纤维时，必须严格地设定短纤维的切刀长度和切刀刃支板的厚度之比，短纤维排出辅助部件的设置位置及角度。因此，产生的问题是，不仅切刀、切刀刃支板及短纤维排出辅助部件等的设计容易变得烦琐，而且其设计的自由度也极小。
另外，上述的现有技术，如在上述公报中公开的图2所示，将多个切刀用各自的切刀刃支板夹持并与支板一起固定设置在切刀辊上，由于不得不必然地使邻接的切刀刃支板间的间距比邻接的切刀间的间距小，当制造切断长度极小的短纤维时，邻接的切刀刃支板间的排出阻力必然增大，该短纤维的制造量越大，则越容易在邻接的切刀间及/或邻接的切刀刃支板间产生短纤维的堵塞及重切现象。
另外，现有的这种切刀刃支板，如上述公报中所述，其断面大致为U字型，使切刀刃在圆周方向的前后面和底面紧贴并固定。因此，其构造不仅复杂，而且还要求高的加工精度，对制作和组装的作业性具有极大影响。
发明内容
本发明就是为了解决这些现有技术存在的问题而提出的，其具体目的在于提供一种辊压切刀式纤维束切断装置，其结构简单，在高效而且等长地切断纤维束的同时，可防止在邻接的切刀间及/或邻接的切刀刃支板间的短纤维产生堵塞或重切，而能将已切断的短纤维顺利地排出。
本发明的发明人对如上所述在纤维束切断时由于对切刀施加过大的推压力而产生切刀的变形及损坏等现象以及为解决这些问题反复进行深入研究的结果意外地发现，当制造某些特定长度的短纤维时，即使不采用通过从三个方向夹持并支撑切刀刃支板将切刀固定设置在切刀辊上的切刀安装结构，也能做到切刀无变形及破坏等而提高生产率。
即，在辊压切刀式的纤维束切断中，不是用切刀刃支板由前后两面支撑切刀刃，而可将切刀刃并排设置在切刀辊上，这样，由于邻接的切刀之间的间距增大了与邻接的切刀刃支板间的间距的差这一部分，则减小了短纤维的排出阻力，可防止短纤维的堵塞及重切等现象。
本发明第一方案的辊压切刀式纤维束切断装置，具有多个有锥形刀刃部的长方形切刀以切刀支板支撑、并以将切刀支板按所要求的间距固定设置在辊轮的圆周方向上的方式而成的切刀辊，和具有与上述切刀辊的旋转轴线平行的旋转轴线、与上述切刀辊相对配置，推压卷绕在上述切刀辊上的纤维束的推压辊；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间距方向的侧面而支持住上述切刀的底面。
本发明的基本的辊压切刀式纤维束切断装置，在多个切刀的底面上配置切刀支板，与该切刀支板一起以所要求的间距固定设置在辊轮的圆周方向上。为了将长的纤维束切断成短纤维，以将纤维束卷绕二三圈的状态使其与这些切刀垂直，驱动辊轮使其旋转。这时，同时用推压辊推压由多层构成的上述纤维束，从而将长的纤维束从最下层依次切断成短纤维。
本发明的辊压切刀式纤维束切断装置，由于使上述切刀支板不由上述切刀的间距方向的前后侧面向外突出而配置在切刀的底面上，并以所要求的间距固定设置在辊轮的圆周方向上，采用从底面支持上述切刀这样简单的结构。这时，在上述切刀长方向的长度和切刀辊圆周方向的厚度之间，最好满足特定的关系式。只要满足该关系式，即使采用上述结构，也可以充分承受推压辊产生的推压力而不致发生切刀的变形和损坏。
为了让切断的短纤维顺利地排出，重要的是，上述切刀支板在辊轮圆周方向的厚度A和切刀的厚度B应满足A≤B的关系。为了减小邻接的切刀支板间及/或邻接的切刀间的排出阻力，更希望上述切刀支板的厚度A＜切刀的厚度B。
若采用上述结构，由于邻接的切刀支板间的间距比邻接的切刀间的间距更宽，切断的短纤维的排出可以由切刀间的排出空间向扩大了的切刀支板间的排出空间顺利地进行，而不会产生短纤维在邻接的切刀间及/或邻接的切刀支板间的堵塞，可高效而且等长地切断。另外，由于短纤维的排出顺利，短纤维不会滞留在切刀的刃尖，当然也不会产生重切。
因此，即使使用本发明处理大量的纤维束，短纤维的排出可顺利地进行，上述切刀及切刀支板也不会因不能承受过大的推压力而产生变形和破坏，可稳定地制造具有要求纤维切断长度的短纤维。
本发明的第二方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是上述切刀支板的厚度A及切刀的厚度B为0.5-2.0mm。
为了使上述本发明的第一方案的作用效果更加明显，重要之处在于选择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两者均为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，对上述切刀支板和切刀容易集中极大的推压力，容易发生上述切刀支板及切刀的变形及切刀刃的崩裂，不利于实施。
另外，若上述切刀支板和切刀的厚度A、B都大于2.0mm，则邻接的切刀间的间距变窄，例如，当短纤维的切断长度为切断55mm以下的短纤维时，短纤维的排出就不能顺利地进行，因在邻接的切刀支板间及/或切刀间产生堵塞而不能高效地切断成相等的长度，从而不能实现本发明最初的目的。
本发明的第三方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是特定上述切刀的上述关系式，即切刀在长度方向的有效长度L和切刀在切刀辊的圆周方向的厚度B应满足关系式(L/100)＜B＜(L/10)。
此处，所谓上述切刀在长度方向的有效长度L是指在切刀辊的一对凸缘间露出部分的切刀长度。为了确保切刀具有能承受纤维束切断时的强度，最好规定上述切刀在长度方向的有效长度L和切刀在切刀辊圆周方向的厚度B的尺寸关系为(L/100)＜B＜(L/10)。
按上述第二方案的切刀厚度B为0.5-2.0mm，相对该切刀厚度B，在满足(L/100)＜B＜(L/10)式的范围内最好设定切刀的长度L为5mm＜L＜200mm。更好的是(L/75)＜B＜(L/25)范围特别有效。若该切刀的长度L小于5mm，则切刀辊的凸缘直径大，而且因切刀的切断能力极低而不利。若上述切刀的长度L大于200mm，则旋转切刀的刚性及强度都降低，有时也容易发生切刀的变形和刀刃的崩裂。
若采用上述结构，则不必通过如现有的呈U字型的切刀刃支板夹持支撑切刀的三个方向。通过如上所述支持上述切刀的底面，则可承受在纤维束切断时施加在切刀上的局部较大的推压力，从而能以简单的结构提高生产率。
本发明的第四方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是上述切刀的间距为10-100mm。决定短纤维的切断长度的切刀间的间距设有特别限定，但希望规定邻接的切刀间的间距的范围。为了充分地显现上述作用效果，该间距的范围优选在10-100mm，特别优选25-45mm。切断时即使对上述切刀施加过大的集中负荷，也不会产生这些切刀的变形及破坏等，从而可正确地切断与邻接的切刀间的间距等长的纤维束的同时，可良好地排出已切断的短纤维。若间距小于10mm，有时短纤维的排出不能顺利地进行，若超过100mm时，推压辊对旋转的切刀产生的推压力向切刀的旋转方向的前后侧面的分力增加，有时产生这些切刀的变形及破坏等。
本发明第五方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是上述切刀由基部和从该基部向前端逐渐缩小的锥部构成，该锥部的锥角为10-40°。
上述切刀的锥部的形状只要是不发生刀刃的崩裂，而且能顺利地进行短纤维的排出即可，没有特别的限定。为了更加显现如上所述的作用效果，上述切刀的锥部的锥角在10-40°是有效的。特别优选上述锥角为14-31°。这样，可以作到切刀刃不损坏而在长期使用中维持良好的切断性能。
本发明的第六方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是将上述锥部的前端和基部的锥角做成不同的二段，其部的锥角与尖端的锥角相比为更小的锐角。
上述切刀的锥部可以如第五方案为单一的锥面构造，但通过将上述锥部的前端和基部的锥角作成不同的二段，对于显现如上所述的作用效果特别有效。通过将上述锥部的基部的锥角与前端的锥角相比作成更小的锐角，则上述切刀刃的崩裂是困难的，可以更容易地排出被切断的短纤维。
本发明的第七方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是上述锥部的总高为2.0-6.0mm，而上述切刀的总高在20mm以下并在锥部高度以上。
上述锥部的总高只要是具有能承受切断的强度的同时可顺利地排出短纤维即可，没有特别限定。上述锥部的总高优选在2.0-6.0mm，更优选上述锥部的总高为2.5-5.5mm是有效的，可更显著地发挥上述作用效果。
本发明的第八方案的辊压切刀式纤维束切断装置的特征是表示上述锥部的前端的锥面的表面粗糙度的RZ值是0.1-6.3μm，表示基部的锥面的表面粗糙度的RZ值是0.8-25.0μm。
由角度不同的二个锥面形成的切刀的前端及基部的锥部的各表面粗糙度，没有特别限定，但在用通常使用的触针式表面粗糙度测定器测定时，上述锥部的前端的锥面的表面粗糙度RZ值优选为0.1-6.3μm，更优选在0.5-1.6μm范围是特别有效的。另一方的基部的锥面的表面粗糙度RZ值可以是与前端的锥面的表面粗糙度RZ值相同的表面粗糙度，但优选为0.8-25.0μm，更优选为3.2-12.5μm。
由于这样的表面粗糙度，可防止短纤维附着在切刀的表面，可更进一步顺利地排出短纤维。另外，由于切刀具有高强度和高韧性，可得到高品质的上述切刀表面。
图1是简要表示典型的本发明的实施方式的辊压切刀式纤维束切断装置的一例的结构的说明图。
图2是图1的II-II线的放大剖面图。
图3是表示适用于本发明的辊压切刀式纤维束切断装置的切刀支板的厚度及切刀的厚度的关系的说明图。
图4是表示适用于本发明的辊压切刀式纤维束切断装置的切刀的长度及切刀的厚度的关系的说明图。
具体实施例方式
下面，根据附图具体说明本发明最佳的实施例。
图1是简要地表示作为本发明的典型实施例的辊压切刀式纤维束切断装置的一个例子的结构的说明图。图2是图1的II-II线的放大剖面图，图3是表示适用于本发明的辊压切刀式纤维束切断装置的切刀支板的厚度与切刀的厚度的关系的说明图，图4是表示适用于本发明的辊压切刀式纤维束切断装置的切长度及切刀厚度的关系的说明图。
图1的辊压切刀式纤维束切断装置10具有可绕垂直轴线自由旋转地支撑着的切刀辊20，位于与该切刀辊20的旋转轴线平行的旋转轴线上，与该切刀辊20相对，可自由旋转地支撑着，由橡胶等弹性材料制成的推压辊30。根据图示例子，引导辊40可自由旋转地支撑在与上述推压辊30的旋转轴线平行的旋转轴线上并将上述切刀辊20夹于其间。
该引导辊40并不限定于如图示例子具有与上述切刀辊20及推压辊30的旋转轴线平行的旋转轴线的辊轮，也可以是具有例如与上述切刀辊20的旋转轴线相交的旋转轴线，可以引导拧斜的纤维束的辊轮。而且，也可以使用例如引导杆、夹持辊等引导部件，或者它们的组合的各种引导部件来代替上述引导辊40。上述切刀辊20如图1及图2所示，具有以一定的间隔相对设置的呈圆盘状的上下一对凸缘21、21。在各凸缘21之间，通过在辊轮的圆周方向以一定的间距配置的切刀支板22，固定设置由前端具有尖锐的刀尖的长方形部件构成的切刀23。该切刀23如图3所示，由呈长方形板状的基部23a和由该基部23a向前端逐渐变小的锥部23b构成。
本发明的特征在于上述切刀辊20的切刀支板22的厚度A设定为如图3所示，不厚于上述切刀23的厚度B，同时，上述切刀支板22不突出于上述切刀23的间距方向的侧面并支撑切刀23的底面。当上述切刀支板22做成从切刀23突出那样的结构时，由于被切断的短纤维的排出出现故障，就不能实现本发明的发明目的。
根据图示例子，在上下一对上述凸缘21的相对的一面上，分别设置有切刀安装板24、24。在各切刀安装板24的相对一面上，以上述切刀辊20的旋转轴线为中心，以一定的间距在辊轮的圆周方向上分别形成多个安装切刀用的槽24a，……，24a。在相对的上下一对槽24a中，分别镶嵌固定着上述切刀23的纵向的两侧边部。在该切刀23的基部23a的底面上，配置着被夹持固定在上述各切刀安装板24的相对一面间的切刀支板22。而且，上述切刀支板22的安装不受图示例子的限定，也可以与上述切刀辊的安装相同，将上述切刀支板22的纵向两侧边部镶嵌固定在未图示的、形成在上述切刀安装板24上的安装孔中。
在下侧的上述凸缘21的切刀安装板的中央位置，在与上述切刀支板22的底面邻接形成具有下方的直径逐渐缩小的锥面的短纤维排出用的第一开口部24b。在下侧的上述凸缘21形成具有与上述第一开口部24b的锥面的小直径相同内径尺寸的短纤维排出用的第二开口部21a，在下侧的上述凸缘21上固定设置有通过该第二开口部21a排出应向下方排出的短纤维，在内部具有通孔的由筒状部件构成的短纤维排出部25。
在上述切刀辊20的辊轮的圆周方向上，在以一定的间距邻接的切刀23之间形成的水平方向的空间部、在邻接的切刀支板22之间形成的、比邻接的切刀23之间的空间部扩大的水平方向的空间部以及在下侧的上述凸缘21和切刀安装板24上形成的垂直方向的各开口部24b、21a及在上述短纤维排出部25内形成的比各开口部24b、21a大的内径尺寸的垂直方向的通孔分别连通，构成短纤维排出空间，用于将切断成与邻接的切刀23之间的间距P相等长度的短纤维排出到皮带运输机等短纤维输送装置26上。
以上的结构是表示本实施方式的辊压切刀式纤维束切断装置10的一个例子，不用说，其结构，形状及其构成部件不受图示例子的限定。而且，在上述实施例中，上述切刀辊20虽表示绕垂直轴线水平地旋转的构造例子，但本发明不受图示例子的限定，也可以绕水平轴线可自由旋转地支撑上述切刀辊20。
这时，如上述公报中的记载，以辊轮旋转轴线为中心、以单臂状态将大致呈截头圆锥形的短纤维排出部件的基端部支撑固定在上侧的上述凸缘21的切刀安装板24上，可以通过上述各开口部24b、21a将该短纤维排出部件的下侧向上述凸缘21直径逐渐缩小的自由端部伸到上述短纤维排出部25内。上述短纤维排出部件可以有效地利用各种形状，例如，成与上述现有技术相同的喇叭状、圆锥状、棱锥状，或者在短纤维排出方向上具有长的沟槽的、在短纤维排出部件的辊轮的圆周方向上形成多条的花键形状等。
为了使用上述辊压切刀式纤维束切断装置10制造短纤维，将纤维束1卷绕在上述切刀辊20上数圈。用上述推压辊30推压卷绕在该切刀辊20上的由多层构成的纤维束1的外周面的同时，用在一个方向上旋转的切刀辊圆周面上的切刀23成直角地推压多层的纤维束。同时，将上述纤维束从最下层依次连续地切断成与切刀23的间距P等长的短纤维。切断成一定切断长度的短纤维，从邻接的切刀支板22和切刀23之间通过上述凸缘21及切刀安装板24的各开口部24b、21a及上述短纤维排出部25的通孔落下使其滑落到上述短纤维输送装置26，再由该短纤维输送装置26输送到规定的保管场所。
由于采用上述结构，被切断的短纤维则可由各切刀23之间的排出空间顺利地排出到扩大了的各切刀支板22之间的排出空间。由于在邻接的切刀23之间及/或切刀支板之间不会产生短纤维的堵塞，也不会出现短纤维挂在并滞留在切刀23的刀刃上，可防止重切的同时，可实现高效切断并保证等长。即使切断大量的纤维束1，由于上述切刀23及切刀支板22能够承受集中施加的过大的推压力并能顺利地排出短纤维，能够防止上述切刀23及切刀支板22的变形及损坏等的同时，可稳定地制造短纤维。
在本发明中，除了如上所述的切刀23及切刀支板22的配置位置以外，通过适当设定切刀23及切刀支板22的各个厚度、切刀23的间距P、切刀23的锥部23b的锥角、切刀23的形状、高度、长度、表面粗糙度及材质以及切刀支板22的高度及材质等，可更加明显地显现出本发明的作用效果。因此，以下的说明，将以上述切刀23及切刀支板22为中心予以说明。
1、切刀23的厚度B和切刀支板22的厚度A，根据图示例子，为了容易地排出短纤维，切刀支板22的厚度A和切刀23的厚度B具有A＜B的关系。当切刀支板22的厚度A比切刀23的厚度B大时，邻接的切刀支板22的间距变窄，由于短纤维的排出阻力增大，短纤维的排出不能顺利地进行，在各切刀支板22之间因产生堵塞而不能高效率地切断。
为了减小各切刀支板22之间的排出阻力，最好上述切刀支板22的厚度A和切刀23的厚度B为A＜B，上述切刀23的厚度B最好在0.5-2.0mm。当该厚度B小于0.5mm时，由于对上述切刀23容易集中施加过大的推压力，则容易发生上述切刀23的变形及刀刃崩裂等。
另外，当该厚度B大于2mm时，邻接的切刀23之间的间距变窄，短纤维、尤其是在切断切断长度为55mm以下的短纤维时，短纤维的排出不能顺利地进行，在邻接的切刀23之间产生堵塞，不能实现高效而且等长的切断。
另一方面，上述切刀支板的厚度A最好与上述切刀23的厚度B同为0.5-2.0mm。该厚度A若超过0.5-2.0mm的范围，与上述切刀23一样，容易发生切刀支板22的变形和损坏等，短纤维的排出不能顺利地进行，由于邻接的切刀支板22之间产生堵塞，不能高效而等长地进行切断。
2、切刀23的间距该切刀23的间距P等于短纤维的切断长。决定短纤维的切断长的切刀23的间距P没有特别的限定，但最好在10-100mm，尤其优选在20-45mm。切断时可防止因对切刀23施加过大的推压力，切刀23及切刀支板22的变形及损坏等，同时可顺利地排出切断成与邻接的切刀23之间的间距P等长的短纤维。
另外，当切刀23的间距小于10mm时，有时短纤维的排出不能顺利地进行，当超过100mm时，推压辊30对旋转切刀23的推压力向切刀23的旋转方向的前后侧面的分力增加，有时产生该切刀23的变形或损坏等。
3、切刀23的锥部23b的锥角该切刀的形状只要是不发生刀刃崩裂，能使短纤维的排出顺利地进行均可，没有特别的限定。图3的切刀23的锥部23b的锥角最好为10-40°，上述锥部23b的锥角更优选14-31°。若在该范围内，则可作到切刀刃不变形、不损坏，可长时间保持其良好的切断性能。
4、切刀23的形状图3中切刀23的锥部23b的形状并不受图示例子的限定，例如，可以采用使上述锥部23b的前端和基部的锥角不同的二段结构。这时，基部的锥角与前端的锥角相比最好为锐角。由于与前端的锥角相比将基部的锥角作成锐角，可使刀刃难于崩裂，提高其切断性能，而且短纤维的排出也能更容易地进行。
5、切刀23的高度图3中切刀23的锥部23b的总高没有特别限定，但最好在2.0-6.0mm，尤其优选2.5-5.5mm。虽对该切刀23的总高没有特别的限定，但由于要具有能承受切断力的强度的同时，还要使短纤维的排出能顺利地进行，最好为8-20mm以下，尤其优选10-15mm。
6、切刀23的长度图4表示适用于本发明的辊压切刀式纤维束切断装置的切刀23的纵向的有效长度L及切刀的厚度B的关系。在此，所谓上述切刀23的纵向的有效长度L是指如图4所示，在切刀辊20的一对凸缘21、21之间露出部分的切刀长度。在本实施方式中，上述切刀23的纵向的有效长度L设定为与上述切刀支板22的纵向长度及各凸缘21的相对两面之间的间隔尺寸相同的尺寸。
为了确保切刀能承受纤维束1的切断的力的强度，最好相对于切刀23在切刀辊的圆周方向的厚度B来设定切刀23的纵向有效长度。上述切刀23的长度L和切刀23的厚度B最好满足式(L/100)＜B＜(L/10)，尤其有效的是在(L/75)＜B＜(L/25)范围内。切刀23的厚度B如上所述最好为0.5-2.0mm，因此，相对于切刀23的厚度B的尺寸，将切刀23的长度L设定在5mm＜L＜200mm范围内特别有效。但是，应在满足式(L/100)＜B＜(L/10)的范围内，设定切刀23的长度L和切刀23的厚度B两者。
上述切刀23的长度L小于5mm时，切刀辊20的凸缘21的直径不得不增大，切刀23的切断性能显著降低，使纤维束1难于一次切断。当上述切刀23的长度L超过200mm时，由于不能可靠地保证切刀23的强度和刚性等，容易发生切刀23的变形及刀刃崩裂等，不能保证可靠地切断。在满足式(L/100)＜B＜(L/10)的范围内，通过将切刀23的长度L设定在5mm＜L＜200mm，则不必通过如现有的呈U字型切刀刃支板来夹持支撑切刀，能够承受在切断纤维束1时施加在切刀23上的局部的极大的推压力，同时，可提高短纤维的生产率。
7、切刀23的表面粗糙度该切刀23的锥部23b的锥面，用一般使用的触针式表面粗糙度测定仪测定的表面粗糙度RZ值最好为0.1-6.3μm。优选在0.5-1.6μm范围内尤其有效。可以得到高的强度和强的韧性，在上述切刀23上得到高质量的表面。
将上述锥部23b做成前端和基部的锥角不同的两段时，该锥部23b的前端锥面的表面粗糙度RZ值最好为0.1-6.3μm，尤其优选0.5-1.6μm。基部锥面的表面粗糙度RZ值最好为0.8-25.0μm，更优选3.2-12.5μm。上述各表面粗糙度RZ值没有特别限定，例如，基部锥面的表面粗糙度及前端锥面的表面粗糙度可以是相同的表面粗糙度。使用这样的表面粗糙度，可以使短纤维不附着于切刀23的表面，更利于短纤维顺利地排出。
8、切刀23的材质切刀23的材质只要是在纤维束1的切断中不引起变形及损坏等的材质均可，没有特别限定。为了使如上所述的作用效果更加显现，适当地选择切刀的材质是有效的。作为切刀23的材质，例如，使用硬质合金，与一般的碳素工具钢5号(SK-5)相比，由于其摩擦系数低，具有优良的低摩耗性及化学稳定性及良好的寿命，因而特别有效。
9、切刀支板22的高度该切刀支板22的高度，与上述切刀23相同，只要是具有能承受在纤维束1切断时产生的极大的推压力的强度的同时，能减小短纤维的排出阻力即可，没有特别的限定。最好，上述切刀支板22的高度为5.0-20mm。更优选上述切刀支板22的高度为8.0-15mm特别有效。
当上述切刀支板22的高度大于20mm时，被切断的短纤维的排出阻力增高，短纤维的排出不能顺利地进行，在邻接的切刀支板22之间及/或邻接的切刀23之间有时产生堵塞或者重切。另外，当上述切刀支板22的高度小于5mm时，则不能承受纤维束1切断时产生的局部的过大的推压力，有时发生上述切刀支板22及切刀23的变形等，难于得到正确的切断性能。
10、切刀支板22的材质作为该切刀支板22的材质使用钢材是有效的，由于纤维束1在切断中不产生变形及损坏等而特别有效。作为切刀支板22的材质，例如使用不锈钢或者机械结构用碳素钢是特别有效的。
11、生产率在本发明中，虽然对短纤维的生产率没有特别的限定，但为5kg/分钟-50kg/分钟，例如以100米/分钟以上的速度切断50-300Tex的纤维束时是特别有效的。
下面，对本发明的更具体的实施例与比较例一起进行说明。而且，特征值等的测定及评价法如下。
1、纤细度根据JIS L-1015的8-5-1A的方法，测定切断为30mm的纤维300条的质量，计算出正值纤细度，求得其5次的平均值。
2、卷曲数根据JIS L-1015的8-12-1的方法，在一条纤维上挂上0.18mNX标称号数的初始载荷时，计数每25mm中的卷曲数，求20次的平均值。实施例1-17将具有11个/25mm的卷曲数的、单纤维的纤细度3.3dtex、纤维束的纤细度150ktex的丙烯酸纤维束卷绕在如图1所示的直径600mm的切刀辊20上，用推压辊30推压切刀进行切断，得到短纤维。使用由机械结构用碳素钢S25C构成的切刀支板22和由硬质合金构成的切刀23，将推压辊30和切刀23的刀刃之间的间隔定为5mm。
而且，将切刀23及切刀支板22的厚度、切刀23的前端及基部的各锥角，切刀23的锥部23b的高度，切刀23的总高，切刀23的长度、切刀支板22的高度、切刀23的前端的锥面及基端部的锥面的各表面粗糙度、以及邻接的切刀23之间的间距P作出种种改变，进行各种试验。其结果示于表1。比较例1-3在与上述实施例同样的条件下，对切刀23及切刀支板22的各厚度、切刀23的前端的锥角及基端部的锥角、切刀23的锥部23b的高度、切刀23的总高、切刀23的前端的锥面及基端部锥面的各表面粗糙度、以及邻接的切刀23间的间距P等做出种种改变，进行各种试验。其结果示于表1。比较例4使用夹持固定着切刀23的呈U字型的切刀刃支板，将邻接的切刀23之间的间距P取为20mm，采用与上述用样的方法，得到切断长度为20mm的短纤维。其结果示于表1。
表1
权利要求
1.一种辊压切刀式纤维束切断装置，具有多个有锥形刀刃部的长方形切刀以切刀支板支撑、并以将切刀支板按所要求的间距固定设置在辊轮的圆周方向上的方式而成的切刀辊，和具有与上述切刀辊的旋转轴线平行的旋转轴线、与上述切刀辊相对配置，推压卷绕在上述切刀辊上的纤维束的推压辊；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间距方向的侧面而支持住上述切刀的底面。
2.根据权利要求1所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于上述切刀支板的厚度A及切刀的厚度B为0.5-2.0mm。
3.根据权利要求1或2所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于上述切刀的长方向的有效长度L和切刀在切刀辊的圆周方向的厚度B应满足下式(I)(L/100)＜B＜(L/10)………(I)。
4.根据权利要求1-3的任一项所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于上述切刀的间距为10-100mm。
5.根据权利要求1-4的任一项所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于上述切刀由基部和由基部向前端逐渐缩小的锥部构成，上述锥部的锥角为10-40°。
6.根据权利要求5所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于上述锥部由其前端侧和基部侧的锥角不同的二段构成，其基部侧的锥角与前端侧的锥角相比为更小的锐角。
7.根据权利要求1-6的任一项所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于上述锥部的总高为2.0-6.0mm，而且上述切刀的总高为小于或等于20mm并大于上述锥部的高度。
8.根据权利要求1-7的任一项所述的辊压切刀式纤维束切断装置，其特征在于表示上述锥部的前端侧的锥面的表面粗糙度的Rz值为0.1-6.3μm，表示上述基部侧的锥面的表面粗糙度的Rz值为0.8-25.0μm。
全文摘要
本发明涉及一边对卷绕在切刀辊上的纤维束施压，一边连续地将其切断为一定长度的辊压切刀式纤维束切断装置。通过使切刀支板(22)不突出于切刀(23)在间距方向的侧面而以一定的间距P固定设置在辊轮的圆周方向上，多个切刀(23)被支撑在切刀辊(20)上。将纤维束(1)卷绕在切刀辊(20)上，在用推压辊(30)推压该纤维束(1)的同时用切刀(23)连续地切断成一定长度。为了使被切断的短纤维容易排出，重要的是使切刀支板的厚度A和切刀的厚度B满足A≤B的关系。为了减小排出阻力，希望切刀支板(22)的厚度A小于切刀(23)的厚度B。
文档编号D01G1/00GK1442521SQ0310518
公开日2003年9月17日 申请日期2003年3月5日 优先权日2002年3月6日
发明者能村素郎, 土居義孝 申请人:三菱丽阳株式会社