特許 6353246 ガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353246

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】ガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   D01G 1/04 20060101AFI20180625BHJP

   C03B 37/07 20060101ALI20180625BHJP

   C03B 37/16 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   D01G1/04 102

   C03B37/07

   C03B37/16

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-46005(P2014-46005)

(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公開番号】特開2014-205942(P2014-205942A)

(43)【公開日】2014年10月30日

【審査請求日】2016年11月7日

(31)【優先権主張番号】特願2013-56157(P2013-56157)

(32)【優先日】2013年3月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】513066915

【氏名又は名称】ニューマンパワーサービス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141586

【弁理士】

【氏名又は名称】沖中 仁

(72)【発明者】

【氏名】山下 泰樹

(72)【発明者】

【氏名】松原 正典

(72)【発明者】

【氏名】青木 敏之

【審査官】 姫島 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１１９０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０２７２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１５０９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２００４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０９１２３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０１Ｇ １／０４

Ｃ０３Ｂ ３７／０７

Ｃ０３Ｂ ３７／１６

Ｄ０６Ｈ ７／００

Ｂ２６Ｄ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上流から供給されるガラスストランドを下流に搬送するゴムロールと、
前記ゴムロールの表面に当接して回転しながら前記ガラスストランドを切断するカッターロールと、
を備えたガラスチョップドストランドの製造装置であって、
以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
Ｓ（％） ＝ （ ｖ１／ｖ２ − １ ） × １００ ・・・ （１）
ｖ１：カッターロールの外周面の周速
ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
が、常に正の値で変動するように、前記ゴムロール及び前記カッターロールを夫々回転させる制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、
（１）スリップ率Ｓを基準となるスリップ率である基準スリップ率から一定の時間周期で上下変動させ、上下変動させるスリップ率Ｓの範囲である上下変動量を周期毎にランダムに変動させる第１の変動法、
（２）スリップ率Ｓを基準スリップ率から一定の上下変動量で変動させ、変動の時間周期をランダムに変更させる第２の変動法、及び
（３）前記第１の変動法と前記第２の変動法とを組み合わせた変動法
から選択される少なくとも一つで制御を行うガラスチョップドストランドの製造装置。

【請求項2】

前記スリップ率Ｓは、基準となるスリップ率Ｓ´から±１％の範囲で変動するように設定されている請求項１に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。

【請求項3】

前記スリップ率Ｓは、シーケンス制御によって変動する請求項１又は２に記載のガラスチョップドストランドの製造装置。

【請求項4】

上流から供給されるガラスストランドをゴムロールにより下流に搬送する搬送工程と、
前記ゴムロールの表面にカッターロールを当接させた状態で、当該カッターロールを回転させながら前記ガラスストランドを切断する切断工程と、
を包含するガラスチョップドストランドの製造方法であって、
前記切断工程の実行中に、前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
Ｓ（％） ＝ （ ｖ１／ｖ２ − １ ） × １００ ・・・ （１）
ｖ１：カッターロールの外周面の周速
ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
が、常に正の値で変動し、
前記スリップ率Ｓを変動させる方法は、
（１）スリップ率Ｓを基準となるスリップ率である基準スリップ率から一定の時間周期で上下変動させ、上下変動させるスリップ率Ｓの範囲である上下変動量を周期毎にランダムに変動させる第１の変動法、
（２）スリップ率Ｓを基準スリップ率から一定の上下変動量で変動させ、変動の時間周期をランダムに変更させる第２の変動法、及び
（３）前記第１の変動法と前記第２の変動法とを組み合わせた変動法
から選択される少なくとも一つであるガラスチョップドストランドの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴムロールとカッターロールとを備えたガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラスチョップドストランドは、ガラスモノフィラメントを数百〜数千本まとめて形成したガラス繊維ストランド（以下、単にガラスストランドと称する）を一定の長さに切断することにより製造される。ガラスストランドの切断工程は、上流から供給されるガラスストランドをゴムロールの表面に載せた状態で、当該ゴムロールの表面にカッターロールを当接させて回転させることにより行われる。カッターロールの表面には、切断刃が等間隔で回転軸を中心に放射状に取り付けられている。ガラスストランドがカッターロールとゴムロールとの間に送り込まれると、ガラスストランドはカッターロールによって一定の長さの短繊維に切断され、ガラスチョップドストランドが生成する。

【0003】

ここで、カッターロールとゴムロールとを同一の周速で回転させてガラスストランドを切断すると、ガラスチョップドストランドが切断刃の間に入り込み、目詰まりを起こし、排出されなくなることがある。特に、短いガラスチョップドストランドを製造する場合には、切断刃同士の間隔が狭くなり、ガラスチョップドストランドが切断刃の間に入り込んで目詰まりを起こし易い。目詰まりした切断刃でガラスストランドを切断しようとすると、ガラスストランドの切断不良が発生する虞がある。

【0004】

そこで、特許文献１の長繊維の切断方法では、カッターロールの周速がゴムロールの周速よりも速くなるように設定して、ガラスチョップドストランドがカッターロールの切断刃の間に目詰まりすることを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−１１９０２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の長繊維の切断方法では、カッターロールの周速をゴムロールの周速よりも速く設定しているため、カッターロールの切断刃がゴムロールの表面に食い込むと、切断刃の先端部分はゴムロールの周速で回転し、切断刃の根元部分はカッターロールの周速で回転する。この結果、切断刃の先端と根元との間に速度差が生じて、切断刃が反った状態となる。この状態から切断刃の先端がゴムロールの表面から外れて切断刃の反りが解消する際に、切断刃はカッターロールの回転方向に跳ね返る。特許文献１の長繊維の切断方法では、この跳ね返る力を利用して、ガラスチョップドストランドを切断刃の間から押し出して排出させている。しかし、特許文献１の長繊維の切断方法では、カッターロールをゴムロールに対して一定のスリップ率で回転させているため、ゴムロールの表面の同じ箇所にカッターロールの切断刃が食い込み易くなる。その結果、ゴムロールの表面に生じる傷が、切断刃の跳ね返りによって徐々に大きくなり、深い溝を形成してゴムロールの寿命を短くするという新たな問題が発生することになる。

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カッターロールの周速をゴムロールの周速より速く設定してもゴムロールの表面に深い溝が形成され難いガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置の特徴構成は、
上流から供給されるガラスストランドを下流に搬送するゴムロールと、
前記ゴムロールの表面に当接して回転しながら前記ガラスストランドを切断するカッターロールと、
を備えたガラスチョップドストランドの製造装置であって、
前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
Ｓ（％） ＝ （ ｖ１／ｖ２ − １ ） × １００ ・・・ （１）
ｖ１：カッターロールの外周面の周速
ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
が、常に正の値で変動するように夫々回転することにある。

【0009】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが常に正の値で変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対してずらした状態（ゴムロールの表面の同じ箇所にカッターロールの切断刃が食い込まない状態）で当接させることができる。その結果、カッターロールの切断刃がゴムロールの表面の同じ箇所を傷つけることが抑制され、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを防止することができる。

【0010】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、周期的に変動するように設定されていることが好ましい。

【0011】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが周期的に変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向に周期的にずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0012】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、ランダムに変動するように設定されていることが好ましい。

【0013】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓがランダムに変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0014】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、一定の範囲をランダムな時間周期で変動するように設定されていることが好ましい。

【0015】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが一定の範囲をランダムな時間周期で変動するように設定されていることから、切断刃にかかる負荷を軽減するとともに、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0016】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、ランダムな範囲を一定の時間周期で変動するように設定されていることが好ましい。

【0017】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓがランダムな範囲を一定の時間周期で変動するように設定されていることから、切断刃にかかる負荷を軽減するとともに、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0018】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、一定の規則で変動するように設定されていることが好ましい。

【0019】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが一定の規則で変動するように設定されていることから、切断刃にかかる負荷を確実に軽減しながら、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを効果的に抑制することができる。

【0020】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、基準となるスリップ率Ｓ´から±１％の範囲で変動するように設定されていることが好ましい。

【0021】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓが基準となるスリップ率Ｓ´から±１％の範囲で変動するように設定されていることから、切断刃への負荷を効果的に軽減しながら、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを確実に抑制することができる。

【0022】

本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置において、
前記スリップ率Ｓは、シーケンス制御によって変動することが好ましい。

【0023】

本構成のガラスチョップドストランドの製造装置は、スリップ率Ｓがシーケンス制御によって変動することから、スリップ率Ｓの変動操作を自動で実行することができ、その結果、ガラスチョップドストランドの製造効率を向上させることができる。

【0024】

上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドの製造方法の特徴構成は、
上流から供給されるガラスストランドをゴムロールにより下流に搬送する搬送工程と、
前記ゴムロールの表面にカッターロールを当接させた状態で、当該カッターロールを回転させながら前記ガラスストランドを切断する切断工程と、
を包含するガラスチョップドストランドの製造方法であって、
前記切断工程の実行中に、前記ゴムロール及び前記カッターロールは、以下の式（１）で表される前記ゴムロールに対する前記カッターロールのスリップ率Ｓ：
Ｓ（％） ＝ （ ｖ１／ｖ２ − １ ） × １００ ・・・ （１）
ｖ１：カッターロールの外周面の周速
ｖ２：ゴムロールの外周面の周速
が、常に正の値で変動するように夫々回転することにある。

【0025】

本構成のガラスチョップドストランドの製造方法は、切断工程において、スリップ率Ｓが常に正の値で変動するように設定されていることから、カッターロールをゴムロールより速い周速で回転させながら、カッターロールの切断刃をゴムロールの表面に対してずらした状態で当接させることができる。その結果、カッターロールの切断刃がゴムロールの表面の同じ箇所を傷つけることが抑制され、ゴムロールの表面に深い溝が形成されることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、ガラスチョップドストランドの製造装置の概略正面図である。

【図2】図２は、ガラスチョップドストランドの製造装置の概略平面図である。

【図3】図３は、ゴムロールに対するカッターロールのスリップ率の時間変化を示したタイムチャートである。

【図4】図４は、ゴムロールに対するカッターロールのスリップ率の時間変化を示したタイムチャートである。

【図5】図５は、（ａ）本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面、及び（ｂ）従来のガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面の写真である。

【図6】図６は、研磨手段を備えたガラスチョップドストランドの製造装置の概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明のガラスチョップドストランドの製造装置に関する実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。ガラスチョップドストランドの製造方法については、製造装置の説明の中で併せて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。

【0028】

＜ガラスチョップドストランドの製造装置＞
図１は、ガラスチョップドストランドの製造装置１００の概略正面図である。図２は、ガラスチョップドストランドの製造装置１００の概略平面図である。ガラスチョップドストランドの製造装置１００は、図１及び図２に示すように、ガラスストランドＦを所定の長さに切断してガラスチョップドストランドＧを製造する装置であり、切断刃１０ａを円周方向に等間隔で且つ回転軸に対して放射状に取り付けたカッターロール１０と、ローラ芯１１ｄの周囲に弾性体１１ｃを被覆したゴムロール１１とを備えている。図１中に示す白抜きの矢印はカッターロール１０及びゴムロール１１の回転方向を示し、図１及び図２中に示す黒矢印はカッターロール１０の移動方向を示している。

【0029】

ゴムロール１１は、軸心１１ｂの周りで回転可能に軸支されており、第１モータ１２により一定の周速で回転駆動される。ゴムロール１１のサイズは、製造するガラスチョップドストランドＧの種類や製造規模等に応じて変更可能であるが、例えば、ゴムロール１１の径（弾性体１１ｃを含む）として２５０〜４００ｍｍ、ゴムロール１１の幅方向の長さとして２５０〜４５０ｍｍ、弾性体１１ｃの厚みとして５〜１００ｍｍに設定される。弾性体１１ｃに使用される材料は、切断対象のガラスストランドＦの性状に応じて適宜選択可能であるが、適度の弾性と耐劣化性とを兼ね備えたゴム材料が好ましく、例えば、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、ハイパロンゴム、天然ゴム等が挙げられる。上記のように構成されたゴムロール１１は、上流から供給される１〜１００本のガラスストランドＦを表面１１ａに載せながら下流に搬送する。すなわち、本発明のガラスチョップドストランドの製造方法における搬送工程が実行される。

【0030】

カッターロール１０は、切断刃１０ａが円周方向に等間隔（例えば、３ｍｍ）で且つ軸心１０ｂから放射状に突出するように取り付けられている。カッターロール１０の軸心１０ｂは、ゴムロール１１の軸心１１ｂと略平行になるように配置され、ゴムロール１１の表面１１ａにカッターロール１０の切断刃１０ａが当接可能なように配置されている。カッターロール１０は、軸心１０ｂの周りで回転可能に軸支されており、第２モータ１３によりゴムロール１１の周速に応じて回転駆動し、ゴムロール１１の表面１１ａに当接して回転しながらガラスストランドＦを切断する。すなわち、本発明のガラスチョップドストランドの製造方法における切断工程が実行される。切断工程の実行中において、カッターロール１０の周速は、ゴムロール１１の周速よりも速く、さらに一定の規則に従って又はランダムに変動するように調整可能である。詳細は後述するが、カッターロール１０及びゴムロール１１の周速を適宜調整することにより、ガラスストランドＦを切断する際に切断されたガラスチョップドストランドＧが切断刃１０ａの間に入り込んで目詰まりすることを防ぐとともに、ゴムロール１１の表面１１ａの同一箇所に切断刃１０ａが食い込むことを防止し、ゴムロール１１の劣化の進行を抑制している。カッターロール１０のサイズは、製造するガラスチョップドストランドＧの種類や製造規模等に応じて変更可能であるが、例えば、カッターロール１０の径（切断刃１０ａを含む）は５０〜１００ｍｍに設定され、カッターロール１０の幅方向の長さはゴムロール１１の幅方向の長さと同等又は若干長めに設定される。これにより、ゴムロール１１の幅方向全体に亘って切断刃１０ａの刃先を確実に当接させることができる。

【0031】

カッターロール１０は、ガラスストランドＦに対する剪断力を与えるためにゴムロール１１の表面１１ａに切断刃１０ａを所定の圧力で押圧している。この押圧により、カッターロール１０の切断刃１０ａは、ゴムロール１１の表面１１ａに食い込み、ゴムロール１１の表面１１ａが削られる。その結果、ゴムロール１１の径が徐々に減少し、カッターロール１０のゴムロール１１の表面１１ａへの押圧力が弱まる。そこで、カッターロール１０には、ゴムロール１１の劣化に応じてゴムロール１１の方に接近させるためのスライド手段２０が接続されている。スライド手段２０は、図２に示すように、カッターロール１０を回転駆動させる第２モータ１３を載置する第１ベース２１と、第１ベース２１を移動させる第１駆動手段２２とを備えている。第１ベース２１は、カッターロール１０の軸心１０ｂに対して直交する方向（矢印ａの方向）に配置された第１レール２３の上にスライド可能に配置されている。

【0032】

カッターロール１０の軸心１０ｂとゴムロール１１の軸心１１ｂとは、略平行となるように配置されており、第１駆動手段２２を駆動させると、第１ベース２１が第１レール２３上を矢印ａの方向にスライド移動する。第１ベース２１には第２モータ１３が載置され、第２モータ１３はカッターロール１０と連結されている。このため、第１ベース２１がスライド移動すると、カッターロール１０は矢印ａの方向、すなわちゴムロール１１の表面１１ａを押圧する方向に移動する。これにより、カッターロール１０は、カッターロール１０の軸心１０ｂとゴムロール１１の軸心１１ｂとの平行状態を維持しながら、ゴムロール１１の表面１１ａに切断刃１０ａを押圧することが可能になる。第１駆動手段２２は、例えば、一定時間ごとにカッターロール１０をゴムロール１１に接近させることができるステッピングモータを使用することができる。

【0033】

ガラスチョップドストランドの製造装置１００においては、上記第１モータ１２、第２モータ１３、及びスライド手段２０の動作を制御する制御手段（図示せず）を設けることが好ましい。予め設定されたプログラムを用いて、第１モータ１２、第２モータ１３、及びスライド手段２０を所定のパターンでシーケンス制御することにより、後述するゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの変動操作を自動で実行することができる。制御手段としては、汎用のパーソナルコンピュータ等を用いることができる。

【0034】

＜カッターロールのスリップ率＞
カッターロール１０の外周には、切断刃１０ａが等間隔（例えば、３ｍｍ）に設けられ、当該切断刃１０ａの先端がゴムロール１１の表面１１ａに食い込むように当接する。ここで、ゴムロール１１の外周面の周速（例えば、２６０ｍ/分）よりもカッターロール１０の外周面の周速の方を速く設定すると（例えば、２７３ｍ/分）、ゴムロール１１とカッターロール１０との当接部分で切断刃１０ａの反りが発生する。この切断刃１０ａの反りが解消する際に生じる切断刃１０ａの跳ね返りの力により、ガラスチョップドストランドＧはカッターロール１０の切断刃１０ａの間から押し出されて、カッターロール１０から効率よく排出される。しかし、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを一定に設定すると、切断刃１０ａがゴムロール１１の表面１１ａの同じ箇所に食い込む頻度が増加する。これにより、ゴムロール１１の表面１１ａの傷が徐々に大きくなり、ゴムロール１１の表面１１ａに鋸状の深い溝が形成されてゴムロール１１の寿命が短くなることがある。これを防止すべく、本発明では、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓ（％）が常に正の値で変動するように構成されている。この変動は、周期的又はランダムに行われる。スリップ率Ｓを周期的又はランダムに変動させることにより、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にずらした状態で当接させ、ゴムロール１１の表面１１ａが略均等に削られるようにしている。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに鋸状の深い溝が形成されることが防止され、ゴムロール１１の寿命を延長することができる。ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓ（％）は、以下の式（１）で表すことができる。
Ｓ（％） ＝ （ ｖ１／ｖ２ − １ ） × １００ ・・・ （１）
ｖ１：カッターロール１０の外周面の周速
ｖ２：ゴムロール１１の外周面の周速

【0035】

ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの採り得る範囲は、１％〜１０％であり、好ましくは２％〜８％であり、さらに好ましくは４％〜６％である。カッターロール１０のスリップ率Ｓを１％未満に設定すると、カッターロール１０とゴムロール１１との周速の差が十分でないため、切断刃１０ａがガラスチョップドストランドＧを押し出す力（跳ね返り力）が弱くなる。その結果、ガラスチョップドストランドＧがカッターロール１０の切断刃１０ａの間に入り込んでカッターロール１０の目詰まりを生じさせ、ガラスストランドＦの切断不良を発生させる虞がある。カッターロール１０のスリップ率Ｓを１０％より大きく設定すると、切断刃１０ａの先端がゴムロール１１の表面１１ａに食い込む際に、切断刃１０ａの反りによる負荷が過大になり、切断刃１０ａを損傷させる虞がある。ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを変動させる方法を以下に説明する。

【0036】

スリップ率Ｓを変動させる方法としては、例えば、（１）スリップ率Ｓを基準となるスリップ率（基準スリップ率）から一定の時間周期で上下変動させ、上下変動させるスリップ率Ｓの範囲（上下変動量）を周期毎にランダムに変動させる第１の変動法、（２）スリップ率Ｓを基準スリップ率から一定の上下変動量で変動させ、変動の時間周期をランダムに変更させる第２の変動法、及び（３）これらの変動法を組み合わせた変動法が挙げられる。スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期は、ランダムに変動又は変更させても、一定の規則に従って変動又は変更させてもよい。なお、「上下変動」とは、スリップ率Ｓを、基準スリップ率よりも大きな値に変動させた後に基準スリップ率よりも小さな値まで変動させた場合は勿論、基準スリップ率よりも小さな値に変動させた後に基準スリップ率よりも大きな値までに変動させた場合も含む。また、「時間周期」とは、基準スリップ率からスリップ率Ｓを上下変動させて基準スリップ率に戻るまでに要した時間を表す。

【0037】

第１の変動法としては、例えば、ガラスチョップドストランドＧの製造開始時のスリップ率Ｓである初期スリップ率を基準スリップ率Ｓ´とし、スリップ率Ｓを基準スリップ率Ｓ´から所定の上下変動量で一定の時間周期で変動させ、この上下変動量を周期毎にランダムに変動させる。第１の変動法では、カッターロール１０の切断刃１０ａに極端な負荷が掛かり難くなり、切断刃１０ａの損傷を防ぐことができる。基準スリップ率Ｓ´は４％〜６％に設定され、上下変動量は±０．４％〜±２％に設定される。好ましくは、基準スリップ率Ｓ´は４％〜６％に設定され、上下変動量は±１％に設定される。より好ましくは、基準スリップ率Ｓ´は５％に設定され、上下変動量は±１％に設定される。

【0038】

第２の変動法としては、例えば、ガラスチョップドストランドＧの製造開始時のスリップ率Ｓである初期スリップ率を基準スリップ率Ｓ´とし、スリップ率Ｓを基準スリップ率Ｓ´から一定の上下変動量で変動させ、この変動の時間周期をランダムに変更させる。変動の時間周期をランダムに変更させるとは、スリップ率Ｓが基準スリップ率Ｓ´の値から所定の上下変動量で変動して再び同じ基準スリップ率Ｓ´の値に戻るまでの時間を変更することである。この時間周期の変更幅は、１０秒〜３０秒に設定することが好ましい。時間周期の変更幅を１０秒より短く設定すると、スリップ率Ｓが細かく変動し過ぎるため、切断刃１０ａの反りによる負荷が過大になり切断刃１０ａを損傷させる虞がある。時間周期の変更幅を３０秒より長く設定すると、スリップ率Ｓの変動が十分でないため、ゴムロール１１の表面１１ａの同じ箇所に切断刃１０ａが食い込み易くなる。その結果、切断刃１０ａの跳ね返りの力によりゴムロール１１の表面１１ａに鋸状の深い溝が形成され、ゴムロール１１の寿命が短くなる虞がある。

【0039】

以下、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを変動させる実施形態について説明する。図３及び図４は、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの時間変化を示したタイムチャートである。図３（ａ）は第１実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図３（ｂ）は第２実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図３（ｃ）は第３実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図４（ｄ）は第４実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャート、図４（ｅ）は第５実施形態に係るスリップ率Ｓのタイムチャートである。何れの実施形態においても、ガラスチョップドストランドＧの製造開始時の初期スリップ率を基準スリップ率Ｓ´とし、基準スリップ率Ｓ´から所定の上下変動量でスリップ率Ｓを変動させている。縦軸の基準スリップ率Ｓ´の右横に示す数字は、基準スリップ率の実際の値を示し、縦軸は、基準スリップ率Ｓ´からの変動量を表す。ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓの変動法としては、上記の第１の変動法、第２の変動法、及びこれらを組み合わせた変動法を採用することができる。なお、ゴムロール１１の外周面の周速を一定とし、カッターロール１０の外周面の周速を変動させることにより、スリップ率Ｓを変動させることが好ましい。ゴムロール１１の外周面の周速が一定であるため、ガラスチョップドストランドの製造装置１００に供給されるガラスストランドＦの供給速度を一定にでき、その結果、単位時間あたりのガラスチョップドストランドＧの製造量を一定にできる。

【0040】

［第１実施形態］
図３（ａ）に示す第１実施形態では、第１の変動法及び第２の変動法の両方を用いてスリップ率Ｓをランダムに変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間は、スリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を６．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±０．６〜±１．０％の上下変動量でランダムに変動させ、且つスリップ率Ｓの上下変動の時間周期を１０秒〜１４秒の間でランダムに変更させている。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期の両方をランダムに変動又は変更させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0041】

［第２実施形態］
図３（ｂ）に示す第２実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量を一定に設定し、第２の変動法を用いてスリップ率Ｓの変動の時間周期をランダムに変更させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間は、スリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を５．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±１．０％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒〜２２秒の間でランダムに変更させている。本実施形態では、スリップ率Ｓの変動の時間周期をランダムに変更させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0042】

［第３実施形態］
図３（ｃ）に示す第３実施形態では、スリップ率Ｓの変動の時間周期を一定に設定し、第１の変動法を用いてスリップ率Ｓの上下変動量をランダムに変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間はスリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を４．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±０．４〜±２．０％の上下変動量でランダムに変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒に設定している。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量をランダムに変動させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にランダムにずらした状態で当接させることができる。その結果、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。

【0043】

［第４実施形態］
図４（ｄ）に示す第４実施形態では、第１の変動法及び第２の変動法の両方を用いてスリップ率Ｓを一定の規則に従って変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間はスリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を５．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±０．６〜±１．０％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒〜１４秒の間で変更させている。さらに、スリップ率Ｓの変動の三周期を１サイクルとして設定し、このサイクルを繰り返してスリップ率Ｓを一定の規則で変動するようにしている。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期の両方を一定の規則に従って変動又は変更させているため、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向に所定のパターンでずらした状態で当接させることができる。その結果、スリップ率Ｓの変化による切断刃１０ａにかかる負荷を確実に軽減しながら、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを確実に防止することができる。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期の両方を変動又は変更させているが、上記の第２実施形態及び第３実施形態のように、何れか一方を一定にして、他方を変動又は変更させるように設定してもよい。

【0044】

［第５実施形態］
図４（ｅ）に示す第５実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期を一定に設定して、スリップ率Ｓを変動させている。タイムチャートの点線で区切られた各区間はスリップ率Ｓの変動の一周期を表している。基準スリップ率Ｓ´を５．０％に設定し、スリップ率Ｓを、この基準スリップ率Ｓ´から±１．５％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を２０秒に設定している。本実施形態では、スリップ率Ｓの上下変動量及び変動の時間周期を一定に設定しているため、カッターロール１０の切断刃１０ａにかかる負荷を確実に軽減することができる。

【実施例】

【0045】

本発明に係るゴムロールに対するカッターロールのスリップ率を変動させたガラスチョップドストランドの製造装置（実施例）と、ゴムロールに対するカッターロールのスリップ率を一定にしたガラスチョップドストランドの製造装置（比較例）とを使用し、ゴムロールの表面の劣化試験を実施した。使用したゴムロールは、径が３７０ｍｍ、幅方向の長さが３５０ｍｍ、弾性体の厚みが１００ｍｍである。ゴムロールの弾性体にはウレタンゴムを用いた。ゴムロールの周速を２６０ｍ／分に設定した。実施例は、図３（ｂ）に示すように、基準スリップ率を５．０％に設定し、スリップ率を、この基準スリップ率から±１．０％の上下変動量で変動させ、且つスリップ率Ｓの変動の時間周期を１０秒〜３０秒の間でランダムに変更させた。比較例は、スリップ率を５％に設定した。実施例及び比較例のガラスチョップドストランドの製造装置を３０時間稼働させ、ゴムロールの表面の劣化状態を目視により評価した。

【0046】

図５は、（ａ）本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面（実施例）、及び（ｂ）従来のガラスチョップドストランドの製造装置で使用したゴムロールの表面（比較例）の写真である。図５（ａ）に示されるように、実施例のゴムロールの表面は回転前後方向で略均等に削られており、平滑な状態を維持している。一方、図５（ｂ）に示されるように、比較例のゴムロールの表面は鋸状の深い溝が形成されており、劣化が進行していることが確認できる。なお、カッターロールの切断刃へのガラスチョップドストランドの目詰まりは、実施例及び比較例の何れにおいても発生しなかった。

【0047】

〔別実施形態〕
図６は、本発明に係るガラスチョップドストランドの製造装置の別実施形態であり、研磨手段１４を備えたガラスチョップドストランドの製造装置１００の概略平面図である。図６中に示す黒矢印はカッターロール１０及び研磨手段１４の移動方向を示している。上記実施形態では、ゴムロール１１に対するカッターロール１０のスリップ率Ｓを変動させて、カッターロール１０の切断刃１０ａをゴムロール１１の表面１１ａに対して回転前後方向にずらした状態で当接させることで、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成されることを抑制しているが、ゴムロール１１の表面１１ａを平滑化するため、ゴムロール１１の幅方向に往復移動しながらゴムロール１１の表面１１ａを研磨する研磨手段１４をさらに設けることも可能である。

【0048】

研磨手段１４は、図６に示すように、ゴムロール１１の表面１１ａを研磨する研磨部１５と、研磨部１５をゴムロール１１の軸心１１ｂに対して近接するように移動させる近接移動手段３０と、研磨部１５をゴムロール１１の幅方向と平行に往復移動させる幅方向移動手段４０とを備えている。研磨部１５は、近接移動手段３０によりゴムロール１１の表面１１ａに当接し、幅方向移動手段４０によりゴムロール１１の幅方向に往復移動することで、ゴムロール１１の表面１１ａを研磨する。

【0049】

幅方向移動手段４０は、図６に示すように、ゴムロール１１の表面１１ａを研磨する研磨部１５を載置する第２ベース４１と、ゴムロール１１の幅方向に対して平行となる方向に配置された第２レール４２と、第２レール４２を固定するレール台４３と、第２ベース４１を移動させる第２駆動手段４４とを備えている。第２ベース４１には、研磨部１５がゴムロール１１の表面１１ａと対向するように固定されている。第２ベース４１は、第２駆動手段４４から駆動力を受けると、第２レール４２の上をスライド移動する（矢印ｃの方向）。これにより、第２ベース４１上に配置された研磨部１５は、矢印ｃの方向に往復移動し、ゴムロール１１の表面１１ａを均一に研磨する。

【0050】

近接移動手段３０は、図６に示すように、レール台４３を移動させる第３駆動手段３１を備えている。レール台４３は、第３駆動手段３１から駆動力を受けると、ゴムロール１１の軸心１１ｂに対して直交する方向に配置された第３レール３２の上をスライド移動する（矢印ｂの方向）。つまり、第２ベース４１上に載置された研磨部１５は、矢印ｂの方向、すなわちゴムロール１１の表面１１ａを押圧する方向に移動する。これにより、研磨部１５は、ゴムロール１１の表面１１ａを所定の圧力で押圧することが可能となる。

【0051】

このような研磨手段１４を設けることにより、ゴムロール１１の表面１１ａが積極的に平滑化されるため、ゴムロール１１の表面１１ａに深い溝が形成することがさらに抑制される。なお、研磨手段１４を構成する研磨部１５は、ゴムロール１１の表面１１ａを均一に研磨できるものであればよい。例えば、ホルソー、バイト刃、回転砥石、エンドミル等が挙げられるが、その中でもホルソーが好適に使用される。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明のガラスチョップドストランドの製造装置、及び製造方法は、ガラスストランド（ガラス繊維）を、ガラスチョップドストランドに切断する製造工程において利用可能であるが、ガラス繊維以外の繊維（例えば、合成繊維、炭素繊維、天然繊維）や、さらには金属線等の線状物を切断する用途においても利用可能である。

【符号の説明】

【0053】

１０ カッターロール
１１ ゴムロール
１１ａ 表面
１００ ガラスチョップドストランドの製造装置
Ｆ ガラスストランド
Ｓ スリップ率
Ｓ´ 基準スリップ率

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】