JP2010024599A - ツイスタベルト - Google Patents

Abstract

【課題】紡糸油を吸収しないツイスタベルトを提供することを主目的とする。
【解決手段】撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層２と、基布としての第一基布３と、芯線４が埋設された補強ゴム層５と、他の基布としての第二基布６と、エラストマー層７と、を外周側からこの順に積層して成る。上記エラストマー層７の存在により前記第二基布６は露出せず、もって、該第二基布６による紡糸油の吸収が抑制される。第二基布６による紡糸油の吸収が抑制されるので、前記の補強ゴム層５や芯線４が膨潤し難く、ツイスタベルト１の耐久性が向上する。エラストマー層７の材質は、ウレタンエラストマーやＨＮＢＲ、ＮＢＲなどが挙げられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト式仮撚装置において、２本を互いに交差させて反対方向に走行させることにより糸をニップして仮撚りするためのツイスタベルトに関する。

この種の技術として、特許文献１は、ベルト式仮撚装置において、２本を互いに交差させて反対方向に走行させることにより糸をニップして仮撚りするためのツイスタベルトを開示する。このツイスタベルトは、表面ゴム層２（ＮＢＲ製）と、基布である編布８（巻縮ナイロン糸）と、ゴム１２（ＨＮＢＲ製）と芯糸４から成る補強ゴム層３と、基布である織布９（ナイロン製）と、を外周側からこの順に積層して成る。このように伸縮性の異なる基布（編布８・織布９）を組み合わせて用いることで、補強ゴム層の割れを防止できると共に保形性にも優れるとされる。なお、ツイスタベルトは、プーリ１３に巻回される。

また、特許文献２は、導電体であるワイヤ芯線が本体ゴム層に埋設される給電用平ベルトを開示する。この給電用平ベルトは、ワイヤ芯線からの漏電やワイヤ芯線自体の発錆を防止することを目的として、「ゴム被覆層でコーティングされ」るものである。更に、このゴム被覆層の硬度及び厚みを適宜に設定することで、「多湿な環境下で上記ワイヤ芯線に通電しても、確実に絶縁状態に保つことができ、漏電発生を防止することができる。」、とされる。なお、上記ゴム被覆層として、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、その他のゴムが開示されている。

特許第３１８９６９８号公報（請求項１、段落番号００１３、００１６、００２０、００２９、００３０、図１参照） 特開平９−２２６２１号公報（請求項１、請求項４、段落番号０００６〜０００８、００３１、００５１参照）

しかし、上記特許文献１に開示されるツイスタベルトの構成では、紡績糸からプーリ１３に飛散した紡糸油を、該プーリ１３の周面に接触する織布９が吸収し、その結果、ゴム１２や芯糸４が膨潤して早期に劣化してしまうという問題がある。

また、上記特許文献２に開示される給電用平ベルトは、漏電発生の防止に着目したに過ぎないものである。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、紡糸油を吸収しないツイスタベルトを提供することにある。更に他の目的は、プーリ間に高荷重を負荷した場合でも、ベルトに適度の伸びがあり、それ故クラウン付きプーリの場合、そのセンターを安定に走行でき、且つ又、複数本のツイスタベルトを懸架した場合でも張力差の発生が少なく、安定に走行でき長期間に亘って製品品質の安定な毛羽立ちを抑制できる極めて高性能なツイスタベルトを提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第一の観点によれば、仮撚処理を行うベルト式仮撚装置に用いられるツイスタベルトは、以下のように構成される。即ち、撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層と、基布としての第一基布と、芯線が埋設された補強ゴム層と、他の基布としての第二基布と、エラストマー層と、を外周側からこの順に積層して成る。上記エラストマー層の存在により前記第二基布は露出せず、もって、該第二基布による紡糸油の吸収が抑制される。第二基布による紡糸油の吸収が抑制されるので、前記の補強ゴム層や芯線が膨潤し難く、ツイスタベルトの耐久性が向上する。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記表面ゴム層は、水素添加ニトリルゴムから成る。以上の構成により、高い耐油性と耐摩耗性が得られる。この効果は、ベルトが紡油にまみれたり、高速で回転してベルト表面が糸と摩擦する環境において有益である。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記エラストマー層は、ウレタンエラストマーから成る。以上の構成により、前記第二基布による紡糸油の吸収が一層効果的に抑制される。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記エラストマー層は、水素添加ニトリルゴム又はニトリルゴムのうち何れか一方から成る。以上の構成により、前記第二基布による紡糸油の吸収が一層効果的に抑制される。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記芯線は、繊度１００〜４００ｄｔｅｘのポリエステル系長繊維からなる撚糸で構成される。以上の構成によれば、薄くてプーリ間で高負荷した場合でも適度の伸びがあり、長時間安定にプーリセンターを走行するベルトとなる。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記表面ゴム層の表面粗さがＲｚ８μｍ以下である。以上の構成によれば、仮撚走行する糸条の毛羽の発生を抑制できる。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが更に好ましい。即ち、前記表面ゴム層の表面粗さがＲｚ５〜７μｍである。以上の構成によれば、一層好適なツイスタベルトが得られる。

本発明の第二の観点によれば、仮撚処理を行うベルト式仮撚装置に用いられるツイスタベルトは、以下のように構成される。撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層と、基布としての第一基布と、芯線が埋設された補強ゴム層と、他の基布としての第二基布と、エラストマー層と、を外周側からこの順に積層する。前記表面ゴム層を研磨することによって、前記表面ゴム層に５〜７μｍの凹凸を設けた。以上の構成によれば、好適なツイスタベルトが得られる。

上記のツイスタベルトは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、腰力が０．２〜０．４Ｎである。以上の構成によれば、腰力が０．２Ｎより大きいので仮撚走行する糸条への把持能力を十分に確保できると共に、腰力が０．４Ｎよりも小さいのでプーリの巻き付け性も良好となる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るツイスタベルトの断面図である。本図に示されるツイスタベルト１は、仮撚処理を行うベルト式仮撚装置（上記特許文献１参照）に用いられるものである。このツイスタベルト１の構成を以下、詳細に説明する。

即ち、本実施形態においてツイスタベルト１は、撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層２（背ゴム）と、基布としての第一基布３と、芯線４（ベルト芯体）が埋設された補強ゴム層５（接着ゴム層）と、他の基布としての第二基布６と、エラストマー層７と、を外周側からこの順に積層して成る無端状のベルトである。表面ゴム層２は走行する糸条に対して直接的に接触し、エラストマー層７はツイスタベルト１が巻回されるプーリ（上記特許文献１、図３参照）に対して直接的に接触する。

表面ゴム層２は、例えばＨＮＢＲやＮＢＲなどから成り、その厚さは概ね０．５〜１．０［ｍｍ］とされる。第一基布３は、例えば巻縮ナイロンやＰＥＴ、コットンから成る編布や織布であり、その厚さは概ね０．３〜０．５［ｍｍ］とされる。芯線４は、好ましくはポリエステル系長繊維で構成され、繊度１００〜４００ｄｔｅｘの糸条を下撚本数１〜３本、上撚本数２〜６本、下撚数３０〜１００回／１０ｃｍ、上撚数１０〜８０回／１０ｃｍの撚り条件より適宜選定して、その直径は０．３〜０．５ｍｍとされる。ここで、繊度１００ｄｔｅｘ未満ではベルト強力が得にくく、張力を満足しようとして撚糸を太くすると薄いベルトが得られない。一方、４００ｄｔｅｘを超えると、撚糸の構成を調整しても強力を満足しつつ薄いベルトが得られない。この芯線４は、図示する如く補強ゴム層５内においてツイスタベルト１の幅方向に所定の間隔で埋設される。このような心線を使用することにより、薄くてコストの安いツイスタベルトが可能となり、又、高負荷の場合でも適度な伸びがあり、クラウン付きプーリを安定に走行可能であり、その効果はツイスタベルトを複数本懸架した場合に、張力差の発生が少なく、極めて有効である。第二基布６は、例えばナイロンやＰＥＴ、コットンからなる織布であり、その厚さは概ね０．３〜０．５［ｍｍ］とされる。エラストマー層７は、例えばウレタンやミラブルウレタン、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などから成り、その厚さは概ね０．０５〜０．１［ｍｍ］とされる。以下、各材質のＳＰ値［（ＭＰａ）^１／２］を参考のために記載する。

ウレタン：２０．５
ミラブルウレタン：２０．５
水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）：２１．０
ニトリルゴム（ＮＢＲ）：１８．４

次に、上記構成のツイスタベルト１（材質をウレタンエラストマーとする場合。）の製造方法について概説する。即ち、図略の円筒の軸である基型に、基型より少しだけ径の大きな筒状の第二基布６を被せ、第二基布６の上に芯線４を配置しゴム（補強ゴム層５）を流す。この補強ゴム層５は芯線４の粘結材としての役目も果たす。そして、第一基布３を被せて補強ゴム層５と芯線４の固定を補助する。更に、第一基布３の上から表面ゴム層２に用いるゴムを流してゴムを硬化させる。表面ゴム層２が硬化した後、表面ゴム層２の表面を所定の表面粗さになるまで研磨する。一方、第二基布６の表面（内周面）には、ウレタンを塗布して厚さ数μｍの薄膜（エラストマー層７）を形成する。表面ゴム層２の研磨（例えば３〜５μｍ）終了後、所定幅例えば８ミリ毎に切断して無端ベルトとする。

また、表面ゴム層２の表面に形成された上記の凹凸は、後述する測定器を用いて測定する。

以下、本実施形態に係るツイスタベルト１の技術的効果を確認するための試験に関して説明する。表１は、本試験の試験条件及び試験結果を示す。

本試験の試験方法は、以下の通りである。即ち、（１）ツイスタベルト１の内周面である第二基布６の表面（又はエラストマー層７の表面）に紡糸油を満遍なく塗布し、（２）雰囲気温度が９０℃の槽内に１０日間保管し、（３）該期間経過後、第二基布６（又は第二基布６及びエラストマー層７）を長手方向に約３０ｍｍ剥離させ、（４）ピール試験機が備える一対のチャックでツイスタベルト１から剥離させた上記第二基布６（又は上記の第二基布６及びエラストマー層７）と残部とを夫々チャックし、（５）ピール試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎでピール試験を行う。併せて、上記（１）及び（２）を省いたピール試験も行う。前者の試験は表１において「紡糸油の塗布有り」で示され、後者の試験は表１において「紡糸油の塗布なし」で示される。なお、比較例としてエラストマー層のない従来のツイスタベルトを用いた試験も行った。

上記表１によれば、上記実施形態に係るツイスタベルト１は、エラストマー層７の存在により、耐久性が向上されることが判る。

以上説明したように上記実施形態においてツイスタベルト１は、以下のように構成される。即ち、撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層２と、基布としての第一基布３と、芯線４が埋設された補強ゴム層５と、他の基布としての第二基布６と、エラストマー層７と、を外周側からこの順に積層して成る。上記エラストマー層７の存在により前記第二基布６は露出せず、もって、該第二基布６による紡糸油の吸収が抑制される。第二基布６による紡糸油の吸収が抑制されるので、前記の補強ゴム層５や芯線４が膨潤し難く、ツイスタベルト１の耐久性が向上する。

上記のツイスタベルト１は、更に、以下のように構成される。即ち、前記表面ゴム層２は、水素添加ニトリルゴムから成る。以上の構成により、高い耐油性と耐摩耗性が得られる。この効果は、ベルトが紡油にまみれたり、高速で回転してベルト表面が糸と摩擦する環境において有益である。

上記のツイスタベルト１は、更に、以下のように構成される。即ち、前記エラストマー層７は、ウレタンエラストマーから成る。以上の構成により、前記第二基布６による紡糸油の吸収が一層効果的に抑制される。

上記のツイスタベルト１は、更に、以下のように構成される。即ち、前記エラストマー層７は、水素添加ニトリルゴム又はニトリルゴムのうち何れか一方から成る。以上の構成により、前記第二基布６による紡糸油の吸収が一層効果的に抑制される。

なお、例えばエラストマー層７としてＨＮＢＲやＮＢＲ以外の例えばＣＲ（クロロピレンゴム）を採用することもできるが、ＨＮＢＲ及びＮＢＲは耐油性（油に接触しても容易には膨潤しない性質）に長け、もって、エラストマー層７としてＨＮＢＲ又はＮＢＲを採用することが好ましい。

（経時伸び）
ところで、仮撚機に使用されているツイスタベルトに与えられている機能は、２本のツイスタベルトの背面間で把持されて通過するナイロン糸やポリエステル糸を加撚及び解撚することである。この２本のベルト間の接圧を大きくするほど、糸の解撚張力が低下する関係にある。ツイスタベルトの使用に際しては、２本のベルト間の接圧を確保するため、２軸に装着されたベルトを機械的に押さえる機構が採用されている。ベルトの経時伸びが大きくなると、軸間距離（即ち、ベルトのスパン長さ）が長くなる。従って、上記の機械的な押さえによってベルトの撓み代が大きくなり、押さえに対する実効接圧の応答性が鈍化する。以上の理由から、ベルトの経時伸びが少ないツイスタベルトが望まれていた。

上記の要求に対して、ツイスタベルト１の芯線４としてガラス繊維（ガラス芯線）を採用することで、使用時の経時伸びは低減されると考えられる。以下、芯線４として、ガラス繊維とポリエステル繊維とを選択して得られる技術的効果を確認するための試験について説明する。下記の試験は、ベルトの経時伸びを比較評価するものである。下記表２に試験条件を、下記表３に試験結果を示す。

上記表３によれば、芯線がガラス繊維から成るツイスタベルトは、芯線がポリエステルであるツイスタベルトと比較して、使用時の経時伸びが少ないことが判る。しかしながら、長時間ベルトを走行させたときに、ガラス芯線のベルトはクラウン付きプーリのセンターを走行せず、端部に寄ってしまった。その結果、ベルト張力が極端に小さくなり、糸に加える圧力が弱まったために、糸に確実な撚りが加えられなかった。

（走行時プーリセンタリング性）
クラウン付きプーリにベルトを懸架し走行させ、プーリの端面からベルトの端面までの距離を測定した。走行条件は、上記表２と同様である。その結果を図３に示す。図３の縦軸は、プーリの端面からベルトの端面までの距離であり、ベルトを５本を２０秒間走行させて測定し、上限値、下限値、及び平均値で表した。図中、「センター走行時」で示される破線は、プーリに対してベルトが適正な位置にあるとき、即ち、上記のプーリセンタリング性が良好であるときの、プーリの端面からベルトの端面までの距離を意味する。

図３の結果より、走行糸への品質安定性の観点からポリエステル芯線が優れていることがわかる。

（表面粗さＲｚ）
ところで、上記実施形態において、表面ゴム層２の表面粗さはＲｚ８μｍ以下であることが好ましく、更には、５〜７μｍであることが好ましい。これによれば、走行糸条の毛羽の発生を抑制できる、好適なツイスタベルトが得られる。即ち、この表面ゴム層２に接触する糸条の糸品質を劣化させることがない。なお、「表面ゴム層２の表面粗さ」は、ベルト背面を長手方向に沿って測定することとし、測定には、ミツトヨＳＵＲＦＴＥＳＴ５００を用い、測定速度は０．１ｍｍ／ｓｅｃとする。

なお、表面ゴム層２について例えばＲｚ８μｍ以下の表面粗さは、下記表４の粗研磨を３回、仕上研磨を１回、実施することで得られる。

（腰力）
また、上記実施形態において、ツイスタベルト１の腰力は、０．２〜０．４Ｎが好ましい。以上の構成によれば、腰力が０．２Ｎより大きいので走行糸条の把持能力を十分に確保できると共に、腰力が０．４Ｎよりも小さいのでプーリの巻き付け性も良好となる。この「腰力」は、以下の測定基準に基づくものである。即ち、図２に示されるように、符号Ｈで示される高さを８０ｍｍにセットし、圧縮速度５０ｍｍ／ｍｉｎで圧縮して、符号Ｈで示される高さが３０ｍｍとなったときの圧縮力を上記腰力とする。

本発明の一実施形態に係るツイスタベルトの断面図 腰力の測定方法の説明図 走行時プーリセンタリング性の試験結果を示す図

符号の説明

１ ツイスタベルト
２ 表面ゴム層
３ 第一基布
４ 芯線
５ 補強ゴム層
６ 第二基布
７ エラストマー層

Claims (9)

1. ベルト式仮撚装置に用いられるツイスタベルトであって、
   撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層と、
   基布としての第一基布と、
   芯線が埋設された補強ゴム層と、
   他の基布としての第二基布と、
   エラストマー層と、
   を外周側からこの順に積層して成る、ことを特徴とするツイスタベルト
2. 請求項１に記載のツイスタベルトにおいて、
   前記表面ゴム層は、水素添加ニトリルゴムから成る、
   ことを特徴とするツイスタベルト
3. 請求項１に記載のツイスタベルトにおいて、
   前記エラストマー層は、ウレタンエラストマーから成る、
   ことを特徴とするツイスタベルト
4. 請求項１に記載のツイスタベルトにおいて、
   前記エラストマー層は、水素添加ニトリルゴム又はニトリルゴムのうち何れか一方から成る、
   ことを特徴とするツイスタベルト
5. 請求項１〜４の何れか一に記載のツイスタベルトにおいて、
   前記芯線は、繊度１００〜４００ｄｔｅｘのポリエステル系長繊維からなる撚糸で構成されたことを特徴とするツイスタベルト
6. 請求項１〜５の何れか一に記載のツイスタベルトにおいて、
   前記表面ゴム層の表面粗さがＲｚ８μｍ以下である、
   ことを特徴とするツイスタベルト
7. 請求項６に記載のツイスタベルトにおいて、
   前記表面ゴム層の表面粗さがＲｚ５〜７μｍである、
   ことを特徴とするツイスタベルト
8. ベルト式仮撚装置に用いられるツイスタベルトであって、
   撚りを付与する対象に対して接触する表面ゴム層と、
   基布としての第一基布と、
   芯線が埋設された補強ゴム層と、
   他の基布としての第二基布と、
   エラストマー層と、
   を外周側からこの順に積層し、
   前記表面ゴム層を研磨することによって前記表面ゴム層に５〜７μｍの凹凸を設けた、
   ことを特徴とするツイスタベルト
9. 請求項１〜８の何れか一に記載のツイスタベルトにおいて、
   腰力が０．２〜０．４Ｎである、
   ことを特徴とするツイスタベルト

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