JP2017115268A

JP2017115268A - 仮撚機用ディスク

Info

Publication number: JP2017115268A
Application number: JP2015253010A
Authority: JP
Inventors: 寅浩今井; Torahiro Imai
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: JP6669487B2

Abstract

【課題】糸条に対する撚り効果と、充分な耐久性および形状安定性とを備える仮撚機用ディスクを提供する。【解決手段】円盤状のセラミック体と、該セラミック体の少なくとも一部を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、前記セラミック体の外周領域を覆っていることを特徴とする仮撚機用ディスクを提供する。なお前記セラミック体は、前記外周領域に凸曲面状である側面を備えており、前記樹脂層は前記側面の全体を覆っていてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、仮撚機で用いられる仮撚機用ディスクに関する。

従来、糸条に撚りをかけるために、回転している複数の仮撚機用ディスク（以下、仮撚機用ディスクを単にディスクということがある。）に接触させる方法が用いられている。ここで、ディスクの材質には、耐久性が高いセラミックスや、例えば特許文献１に記載されているような、糸条体に対する撚り効果が高い（撚りをかけ易い）ウレタン等の樹脂が用いられている。

特開平８−１７０２３５号公報

しかしながら、セラミックスからなるディスクを用いた場合は、耐久性が高いものの硬度が高いため、撚りをかけるにあたっての摺接により、糸条を削ってしまい、いわゆるスノー（粉状のゴミ）が発生し易かった。また、セラミックスはウレタン等の樹脂に比べて糸条体に撚りをかけ難かった。

一方、ウレタン等の樹脂からなるディスクの場合は、接触した糸条に含まれている潤滑油がウレタン等の樹脂に含浸し易いため、この潤滑油の含浸による膨張に伴ってディスクの形状変化が起こり易かった。なお、特許文献１記載のディスクは、潤滑油の浸入を抑制するために樹脂材料を工夫しているが、今般においては、さらにディスクの形状変化が小さいことが求められている。

それ故、ディスクにおいては、糸条に対する撚り効果と、充分な耐久性および形状安定性とを備えることが課題とされている。本願はかかる課題を解決する。

本実施形態の仮撚機用ディスクは、円盤状のセラミック体と、該セラミック体の少なくとも一部を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、前記セラミック体の外周領域を覆っていることを特徴とする。

本実施形態の仮撚機用ディスクは、糸条に対する撚り効果と、充分な耐久性および形状安定性とを備える。

本実施形態の仮撚機用ディスクの一例を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸＸ’線における断面図、（ｃ）はディスクを用いて糸条に撚りを加えている状態を表す概略図である。本実施形態の仮撚機用ディスクの他の例を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＹＹ’線における断面図である。本実施形態の仮撚用ディスクを用いた仮撚機の模式図である。

本実施形態の仮撚機用ディスクは、円盤状のセラミック体と、セラミック体の少なくとも一部を覆う樹脂層とを備え、樹脂層は、セラミック体の外周領域を覆っているものである。ここで、円盤状とは、平面視において円形であり、側面視において平たい形をしているものであり、直径と厚みとの比（厚み／直径）が０．３以下のもののことである。また、外周領域とは、言い換えれば、糸条が摺接する領域のことである。外周領域としては、例えば、平面視において、中心から外周までである半径をｒとしたとき、中心から０．９７ｒ以上に相当する領域のことである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本明細書の全図において、混同を生じない限り、同一部分には同一符号を付し、その説明を適時省略する。

図１は本実施形態の仮撚機用ディスクの一例を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸＸ’線における断面図、（ｃ）はディスクを用いて糸条体に撚りを加えている状態を表す概略図である。ここで、糸条体Ｓは、例えば、ポリエステルからなる繊維である。

図１に示す仮撚機用ディスク１０（以下、単にディスクという。）は、平面状の第１主面１および第２主面２と、第１主面１と第２主面２と連なり、凸曲面状である側面６と、第１主面１と第２主面２とを貫く支持孔３とを備える例を示している。また、図１においては、支持孔３および支持孔３の周辺を除く部分を樹脂層５で覆っている例を示している。

そして、ディスク１０の基体は、セラミック体４であり、セラミック体４としては、例えば、酸化アルミニウム、炭化珪素または窒化アルミニウムを主成分とするセラミックス（焼結体）からなることが好適である。上記成分を主成分とするセラミックスは、熱伝導率を高いため、樹脂層５と糸条との摺接により発生した熱を速やかに放熱することができる。

ここで、セラミックスにおける主成分とは、セラミック体４を構成する成分の合計１００質量％のうち、８０質量％以上を占める成分をいう。なお、成分の特定にあたっては、Ｘ線回折装置を用いて、ＪＣＰＤＳカードと照合することによって同定すればよい。

また、成分の含有量は、該当成分を構成する金属元素の含有量を蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分析装置（ＩＣＰ）で求め、Ｘ線回折装置を用いて同定された化合物に換算すればよい。

ここで、所望形状への加工が比較的容易でありつつ、ディスク１０に求められる機械的特性を有しており、かつ安価であるという観点から、セラミック体４は、酸化アルミニウムを主成分とするセラミックスであることが好ましく、この場合において、酸化アルミニウムの含有量は９９質量％以上であることが好適である。

樹脂層５は、主成分がウレタンであることが好ましい。樹脂層５の主成分がウレタンである場合、このウレタンは、例えば、主剤であるポリオールと硬化剤であるイソシアネートとが硬化したものである。ポリオールは、例えば、ポリアクリレートポリオール、ポリメタクリレートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオールおよびポリシロキサンポリオールの少なくともいずれか１種である。また、イソシアネートは、例えば、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、および４，４’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネートの少なくともいずれか１種である。

また、樹脂層５の主成分がウレタンである場合、フッ素を、例えば、０．１質量％以上０．７５重量％以下含んでいてもよい。フッ素がこの範囲であると、糸条Ｓには常に安定した撚りを付与することができ、糸の品質を高めることができるとともに、樹脂層５の寿命を伸ばすことができる。

ここで、樹脂層５における主成分とは、樹脂層５を構成する成分の合計１００質量％のうち、６０質量％以上を占める成分をいう。

樹脂層５を構成する各成分の含有量は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いて、各成分のＩＲ特性吸収の強度比から、検量線を作成して求めればよい。

ディスク１０は、支持孔３に軸体（図示せず）が挿通されて固定され、この軸体の回転とともにディスク１０が回転するものである。そして、ディスク１０を用いて糸条Ｓに撚りをかける際はの個別のディスク１０においては、図１（ｃ）に示すように、セラミック体４の外周領域にあたる部分が樹脂層５に覆われている摺接領域６の表面に糸条Ｓが押し当てられる。

本実施形態のディスク１０は、セラミック体４を糸条Ｓに直接当接させるのではなく、樹脂層５によって覆われた摺接領域６の表面に糸条Ｓを当接させることで、スノー（粉状のゴミ）の発生が抑制されている。また、樹脂層５は、例えば、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、ディスク自体が樹脂からなるものより薄いため、糸条Ｓに付着した潤滑油の含浸によるディスク１０の形状変化が抑制されている。それゆえ、本実施形態のディスク１０は、糸条Ｓに対する撚り効果と、充分な耐久性および形状安定性とを備える。

また、摺接領域６の形状は、糸条Ｓの撚りの状態を決める重要な要素である。そのため、基体となるセラミック体４の外周領域は、図１（ｂ）に示すような断面図において凸曲面状であることが好適である。このように、セラミック体４の外周領域に位置する摺接領域６が、凸曲面状であれば、糸条Ｓの撚り状態の経時的な変化も抑制できる。

また、樹脂層５の表面性状を表す各種パラメータ、例えば、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒ_ｐ）は０．６μｍ以上１．７μｍ以下、粗さ曲線の最大谷深さ（Ｒ_ｖ）は０．０５μｍ以上２．５μｍ、十点平均粗さ（Ｒ_ｚ）は１．２μｍ以上３．７μｍ以下、算術平均粗さ（Ｒ_ａ）は０．２３μｍ以下、２乗平均平方根粗さ（Ｒ_ｑ）は０．４５μｍ以下、スキューネス（Ｒ_ｓｋ）は−１．９以上１．３以下、クルトシス（Ｒ_ｋｕ）は．５以上１０．２以下、粗さ曲線の切断レベル差（Ｒ_δｃ）は０．２μｍ以下である。

上記各種パラメータは、ＪＩＳＢ０６０１−２００１に準拠し、レーザー顕微鏡（(株)キーエンス製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ−９５００またはその後継機種））を用いて測定することができる。測定条件としては、倍率を１０００倍（接眼レンズ：２０倍、対物レンズ：５０倍）、測定モードをカラー超深度、高さ方向の測定分解能（ピッチ）を０．０２μｍ、光学ズームを１．０倍、測定範囲を２７８μｍ×２１０μｍ、カットオフ値λ_ｓを２．５μｍ、カットオフ値λ_ｃを０．０８μｍに設定すればよい。

また、糸条Ｓとの摺接によって生じるゴミ等の付着が判別し易いように、樹脂層５の表面の色調は白色や黄色以外の色調であることが好適である。特に、樹脂層５の表面の色調は、緑色であって、例えば、拡散反射光処理によるＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊が４０以上４２以下、クロマティクネス指数ａ＊が−５３以上−５１以下、クロマティクネス指数ｂ＊が６以上７以下であることが好適である。

樹脂層５の表面のＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊の値、クロマティクネス指数ａ＊およびｂ＊の値は、ＪＩＳＺ８７２２−２００９に準拠して求めることができる。例えば、分光色差計（日本電色工業(株)製ＮＦ７７７またはその後継機種）を用い、測定条件としては、光源をＣＩＥ標準光源Ｄ６５、視野角度を２°に設定すればよい。

図２は、本実施形態の仮撚機用ディスクの他の例を示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＹＹ’線における断面図である。

図１に示すディスク１０は、セラミック体４が一体的に形成されたものであるが、図２に示す仮撚機用ディスク２０は、３つのセラミック体４ａ、４ｂ、４ｃが重ねられて形成されている。図２（ｂ）に示す断面におけるセラミック体４の左右の端部は、３つのセラミック体４ａ、４ｂ、４ｃを重ねているために、段差が表れる場合があるが、この部分を樹脂層５で覆うことにより、ディスク２０の表面には段差は表れない。

図２に示す実施形態では、複数のセラミック体４ａ、４ｂ、４ｃを組み合わせ、セラミック体４の中央付近に空間部４ｄを設けている。このような構成をもつディスク２０は、同じ大きさで有る場合、図１に示すディスク１０よりも軽量であり、ディスク２０の回転にかかる力を小さくすることができ、後述する仮撚機での仮撚作業にかかる電力を少なくすることができる。

図３は、本実施形態の仮撚用ディスクを用いた仮撚機の模式図である。

図３に示す仮撚機３０は、所定の間隔で設置された軸体７ａ、７ｂ、７ｃを備え、これらの軸体７ａ、７ｂ、７ｃにディスク１０ａ、１０ｂ、１０ｃが所定の間隔で位置している。なお、ディスク１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、上面視において、少なくとも一部が重なりう合うように配置される。そして、軸体７ａ、７ｂ、７ｃは、下側に配置されたプレート８に回転可能に支持され、軸体７ａ、７ｂは、ベルト９ａによって、軸体７ｂ、７ｃは、ベルト９ｂによって連結されている。また、軸体７ｂは、駆動ベルト１１と連結されている。

また、軸体７ａの最上部には、糸条１３が最初に接することとなるガイドディスク１２が位置する。ガイドディスク１２は仮撚用ディスク１０と同一形状であってもよい。また、糸条１３が最後に接する部分には、円錐台状のナイフエッジディスク１４が位置する。

不図示の駆動源により、駆動ベルト１１を介して軸体７ｂを回転させると、ベルト９ａ，９ｂにより、軸体７ａ，７ｃも軸体７ｂの回転方向と同じ方向に回転する。この状態で、ガイドディスク１２、仮撚用ディスク１０およびナイフエッジディスク１４と摺接するように糸条体１３を走行させると、糸条１３は各仮撚用ディスク１０による規制と回転力によって延伸し、かつ仮撚用ディスク１０との摩擦力によって撚りが与えられる。

次に、本実施形態の仮撚用ディスクの製造方法の一例について説明する。

成形・焼成・研磨等の工程を経て作製したセラミック体の、少なくとも外周領域の表面部分に、ウレタン等の樹脂を含む溶媒を塗布する。塗布方法として、例えば、バーコート法、ロールコート法またはグラビアコート法等の塗布方法を用いることができる。

そして、溶媒を除去してウレタン等の樹脂を硬化させるために温度を、例えば、８０℃以上１８０℃以下として、乾燥固化させることにより本実施形態の仮撚機用ディスクを得ることができる。

本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。

１第１主面
２第２主面
３支持孔
４セラミック体
５樹脂層
６摺接領域
７軸体
８プレート
９ベルト
１０、２０仮撚機用ディスク
１１駆動ベルト
１２ガイドディスク
Ｓ，１３糸条
１４ナイフエッジディスク
３０仮撚機

Claims

円盤状のセラミック体と、該セラミック体の少なくとも一部を覆う樹脂層とを備え、該樹脂層は、前記セラミック体の外周領域を覆っていることを特徴とする仮撚機用ディスク。
前記セラミック体は、前記外周領域に凸曲面状である側面を備えており、前記樹脂層は前記側面の全体を覆っていることを特徴とする請求項１記載の仮撚機用ディスク。
前記樹脂層は、主成分がウレタンであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の仮撚機用ディスク。