JPH06184849A - 摩擦仮撚用ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクの形状安定性、強度、及び耐摩耗性
を向上する。また、ならし運転時間の短縮化を可能と
し、良質な撚り糸の製造に寄与する。 【構成】 環状のフランジ部を有する芯体の表面にポリ
ウレタンゴムを被覆一体化した摩擦仮撚用ディスクにお
いて、芯体４のフランジ部８に直径２．０ｍｍ〜３．５
ｍｍｍ多数の貫通穴９を軸心に対して１５°〜３０°の
間隔で等間隔に設け、フランジ８外周部にポリウレタン
ゴムを、上記貫通穴９の内部を満たすとともに被覆一体
化する。また、上記ポリウレタンゴムを、ショアＡ硬度
８０°〜８５°で、かつ表面粗さが４ｓ以下のポリエス
テル系ポリウレタンゴムとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ナイロン、ポリエス
テル等の合成繊維糸の捲縮用に用いられる摩擦仮撚用デ
ィスクに関する。特に、高速回転するディスクの外周部
に走行糸条を直接接触させ、糸条に撚りをかけるための
外接型直撚式摩擦仮撚用ディスクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は外接型直撚式摩擦仮撚装置の概略
斜視図であり、平行に配した回転軸１によって複数のデ
ィスク２を高速回転させ、その外周面に走行糸条を接触
させて撚りを与えている。この種の仮撚装置には、セラ
ミック製あるいはポリウレタンゴム製の摩擦仮撚用ディ
スクが用いられている。

【０００３】セラミック製ディスクは、耐摩耗性及び耐
久性の点で優れているが、反面、表面の粗面構造によっ
て糸をかみ合わせて撚りを与えるため、糸切れ、フィラ
メントの損傷、毛羽の発生など、糸質に悪影響を及ぼす
という欠点がある。

【０００４】一方、従来のポリウレタンゴム製ディスク
は、ポリウレタンゴム単体からなるものや、合成樹脂製
あるいはアルミニウム製の芯体の外周部にポリウレタン
ゴムを被覆した構造となっている。これらのポリウレタ
ンゴム製ディスクは、摩擦係数が高く、しかも高弾性で
あるため、セラミック製ディスクに比べて良質な撚り糸
が得られる点で優れているが、反面、形状安定性、強
度、耐摩耗性、耐久性に劣ることから次のような問題が
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

（１）摩擦仮撚用ディスクは高速回転下で使用されるた
め、遠心力の影響を受けてポリウレタンゴムに膨張変形
や波状の変形が生じる。特に、細デニールの糸を加工す
る場合には、ディスクどうしのほんのわずかな隙間に糸
を通さなければならないため、このようなディスクの変
形つまり形状不安定が撚りにムラを与える原因となって
いた。

【０００６】（２）太デニールの糸を加工する場合に
は、高速回転下での糸条との繰り返し押圧力によって、
ポリウレタンゴムに変形や摩耗が生じ、そのことが撚り
にムラを生じたりディスクの寿命を早める原因となって
いた。

【０００７】（３）従来のポリウレタンゴム製ディスク
は、その強度を持たせるために、合成樹脂製あるいはア
ルミニウム製の芯体の外周部にポリウレタンゴムを被覆
した構造のものが用いられているが、高速回転下での使
用によって芯体とポリウレタンゴム被覆部との間で剥離
が生じ、ディスクの耐久性の点で問題となっていた。

【０００８】（４）従来のポリウレタンゴム製ディスク
は、均一な撚り糸を得るまでに長時間のならし運転が必
要であるといった不便な点があった。

【０００９】近年の仮撚加工においては、例えば糸速
１，０００ｍ／ｍ以上、ディスクの回転速度数万〜数十
万ｒｐｍといったような加工速度の高速化、ディスクの
高速回転化が進み、ディスクへ要求される特性も増々厳
しくなりつつある。しかしながら、未だに満足のいく摩
擦仮撚用ディスクは得られていないというのが現状であ
る。

【００１０】この発明の目的は、上記した現状に鑑み、
形状安定性、強度、耐摩耗性、耐久性に優れ、かつ短時
間のならし運転で使用可能となり、しかも糸質を損なわ
ないポリウレタンゴム製の摩擦仮撚用ディスクを提供
し、仮撚加工の高速化および良質な撚り糸の製造を可能
とすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及びその作用】上記課題を
解決するために、本発明の第１発明では、軸線方向に対
して垂直な環状のフランジを有する合成樹脂製の芯体の
フランジ外周部にポリウレタンゴムを被覆した摩擦仮撚
用ディスクにおいて、上記フランジにはその外縁に近接
して多数の貫通穴が円周方向に沿って等間隔に設けられ
ており、かつフランジの外周部上下両面及び外周面にポ
リウレタンゴムが上記貫通穴内部を満たすとともに被覆
一体化されている。そして、上記貫通穴は、直径が２．
０ｍｍ〜３．５ｍｍの大きさで、軸心に対する角度が１
５°〜３０°の等間隔に設けることとする。

【００１２】ここで、芯体のフランジに、その外縁に近
接して多数の貫通穴を円周方向に沿って等間隔に設ける
のは、施撚部となるポリウレタンゴムをフランジ表面に
単に被覆するだけでなく、この貫通穴内部にまで入り込
ませることによって、芯体とポリウレタンゴムとの結合
をより強固なものとするためである。

【００１３】なお、芯体の材質となる合成樹脂として
は、例えばポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リアセタール樹脂等の硬質樹脂を用いることができる。
更に、これらの硬質樹脂にガラス繊維等の強化材を混合
すれば、ディスクの変形防止および耐久性を一層向上さ
せることができる。

【００１４】芯体のフランジに設ける多数の貫通穴は、
フランジの上下面を軸線方向に貫通させて設けるのが構
造上及び製造上簡単であり、一般的である。しかしなが
ら、これらの貫通穴は必ずしも軸線方向に貫通させる必
要はなく、フランジの上面あるいは下面あるいはその両
方と外周面とを斜めにあるいはＴ字形状に貫通させても
勿論構わない。

【００１５】貫通穴の直径を２．０ｍｍ〜３．５ｍｍの
大きさとする理由は、芯体とポリウレタンゴムとの結合
力及び芯体の強度を考慮してのものである。貫通穴の直
径が２．０ｍｍより小さい場合、ポリウレタンゴムが貫
通穴中に十分入り込みにくく、この部分に気泡がたまり
易い。また、樹脂部分の面積に比べて貫通穴中のポリウ
レタンゴムの面積が小さくなり過ぎるため、芯体とポリ
ウレタンゴムとの結合力が弱くなってしまう。一方、貫
通穴の直径が３．５ｍｍより大きい場合は、貫通穴中の
ポリウレタンゴムの面積に比べて樹脂部分の面積が小さ
くなり過ぎ、芯体の強度、つまり耐久性の点で好ましく
ない。これら多数の貫通穴の大きさは必ずしも全て同じ
に統一する必要はないが、ディスクの回転時のバランス
を考慮し、軸心に対して対称あるいは正多角形の頂点に
位置する穴どうしは互いに等しい大きさとする必要があ
る。

【００１６】また、上記と同様の理由から、多数の貫通
穴の間隔は軸心に対する角度を１５°〜３０°の範囲内
の等間隔とする必要がある。すなわち、貫通穴の間隔の
軸心に対する角度が１５°より小さい場合は、貫通穴中
のポリウレタンゴムの面積に比べて樹脂部分の面積が小
さくなり過ぎ、芯体の強度つまり耐久性の点で好ましく
ない。また逆に、同角度が３０°より大きい場合には、
樹脂部分の面積に比べて貫通穴中のポリウレタンゴムの
面積が小さ過ぎ、芯体とポリウレタンゴムとの結合力の
点で好ましくない。また、貫通穴を等間隔とするのは、
ディスクの回転時のバランスを保ち、振動を抑えるため
である。

【００１７】本発明の第１発明による摩擦仮撚用ディス
クは上記構造としているため、芯体とポリウレタンゴム
被覆部とが強固に結合している。このため、高速回転下
での使用においても遠心力による膨張変形や波状の変形
を防止でき、特に芯体とポリウレタンドム被覆部との剥
離が生じることがない。

【００１８】次に本発明の第２発明は、上記第１発明に
おける摩擦仮撚用ディスクのポリウレタンゴムをショア
Ａ硬度８０°〜９５°で、かつ表面粗さが４ｓ以下のポ
リエステル系ポリウレタンゴムとするものである。

【００１９】ポリウレタンゴムは、ポリオールの種類に
よってポリエーテル系ポリウレタンゴムとポリエステル
系ポリウレタンゴムとに大別されるが、ポリエステル系
ポリウレタンゴムは、ポリエーテル系ポリウレタンゴム
に比較して耐摩耗性、引裂き強度、耐油性の点で優れて
いることが知られている。本発明による摩擦仮撚用ディ
スクは、施撚部としてポリウレタンゴムの中でも特にポ
リエステルを主成分とするポリオールを用いたポリエス
テル系ポリウレタンゴムを用いることにより、高速回転
下での走行糸条との繰り返し接触に対する耐摩耗性、耐
久性に優れたものとしている。

【００２０】ここで、上記ポリエステル系ポリウレタン
ゴムに用いられるポリエステルポリオールとしては、ア
ジペート系ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエ
ステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールを
挙げることができるが、場合によっては前記ポリエステ
ルポリオールにポリエーテルポリオールを少量加えるこ
とも可能である。

【００２１】また、ポリウレタンゴムの硬度をショアＡ
８０°〜９５°の範囲内とするのは次の理由による。施
撚部となるポリウレタンゴム被覆部に対して耐摩耗性、
耐久性のみを要求する場合はゴムの硬度が高いほど好ま
しい。しかしながら、撚り糸特性すなわち均一で安定し
た撚り糸、また良質で風合の良い撚り糸を得るには、使
用時の高速回転下での遠心力および走行糸条との繰り返
し押圧力によって生じる膨張変形や波状の変形が防止で
き、かつ弾性回復性が良く、さらに摩擦係数が大きくな
ければならない。

【００２２】ポリウレタンゴムの硬度がショアＡ８０°
より低い場合は、耐摩耗性、耐久性に問題が生じ、また
使用時に膨張変形や波状の変形が発生し、更に弾性回復
性が悪い等の点から好ましくない。逆に、ポリウレタン
ゴムの硬度がショアＡ９５°よりも高い場合には、必要
な摩擦特性が得られないために好ましくない。本発明に
よる摩擦仮撚用ディスクは、施撚部となるポリウレタン
ゴム被覆部の硬度をショアＡ８０°〜９５°としている
ため、耐摩耗性、耐久性、形状安定性、弾性回復性及び
良好な摩擦特性を備えている。

【００２３】更に、施撚部となるポリウレタンゴム被覆
部の表面粗さは４ｓ以下とし、好ましくは１ｓ〜３ｓと
する。表面粗さが４ｓより大きい場合には、使用当初に
おいて摩擦仮撚用ディスクの撚糸特性にバラツキが大き
く、均質な撚り糸が得られない。このため、従来の摩擦
仮撚用ディスクでは、ならし運転によって表面を平滑化
した後に使用していた。しかしながら、上記したように
施撚部のポリウレタンゴムが高硬度であり、耐摩耗性に
優れている場合には、ならし運転にも非常に長時間を要
することとなる。本発明による摩擦仮撚用ディスクは、
その表面粗さを４ｓ以下、好ましくは３ｓ以下とするた
め、短時間のならし運転で使用可能となる。一方、表面
粗さを１ｓより小さくし、極端に平滑にした場合は、な
らし運転がほとんど必要でなくなる点では好ましいが、
反面使用当初から短期間で施撚部表面に糸条との接触に
よって生じる筋状の摩耗が多数発生し、結果としてディ
スクの寿命が短くなる。以上の理由から施撚部となるポ
リウレタンゴム被覆部の表面粗さは４ｓ以下とし、好ま
しくは１ｓ〜３ｓとする。

【００２４】このように、本発明の第２発明では、第１
発明における摩擦仮撚用ディスクのポリウレタンゴムを
ショアＡ硬度８０°〜９５°で、かつ表面粗さが４ｓ以
下のポリエステル系ポリウレタンゴムとしている。この
ため、ポリウレタンゴム被覆部の耐摩耗性、耐久性、形
状安定性、弾性回復性、良好な摩擦特性等の諸特性が向
上し、同時に短時間のならし運転で使用可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面に基
づいて説明する。

【００２６】図２は本実施例による摩擦仮撚用ディスク
２の断面図を、図３は同摩擦仮撚用ディスク２を上部か
ら見た部分破断平面図をそれぞれ示す。

【００２７】図において、４は合成樹脂製の芯体であ
り、５はポリウレタンゴムの被覆部である。芯体４は、
内径１２ｍｍ、外径２０ｍｍ、高さ１０．７５ｍｍの円
筒状の胴部６の一端に、外径３４ｍｍ、厚さ４．９７ｍ
ｍの環状の第１フランジ部７を有しており、さらに第１
フランジ部７の外周面略中央部に外径４４ｍｍ、厚さ
１．２２ｍｍの、第１フランジ部７よりも薄手の環状の
第２フランジ部８を有している。また、第２フランジ部
８には、軸線方向に直径３．０ｍｍの貫通穴９が軸心に
対して１８°の角度をもって等間隔に２０個設けられて
いる。この芯体４は２０重量％のガラスビーズを混合し
たポリアセタール樹脂製であり、射出成形によって予め
形成しておいた。

【００２８】そして、この芯体４の第２フランジ部８の
上下両面及び外周面及び貫通穴９内部に液状ポリウレタ
ン原料混合液を通常の方法で注型し、加熱して硬化さ
せ、ポリウレタンゴム被覆部５を形成した。ここで、ポ
リウレタンゴムの原料としては、ポリオールとしてアジ
ペート系ポリエステルポリオール〔デスモフェン（登録
商標）Ｄ−２０００，独バイエル社製〕を、イソシアネ
ートとして１，５−ナフタレンジイソシアネート（１，
５ＮＤＩ）〔デスモジュール（登録商標）１５，独バイ
エル社製〕を、また架橋剤として１，４−ブタンジオー
ルを用いた。

【００２９】最後にポリウレタンゴム被覆部５の表面を
切削し、更に研磨して摩擦仮撚用ディスク製品２を得
た。この摩擦仮撚用ディスク製品２のサイズは外径５４
ｍｍ、内径１２ｍｍ、高さ１０．７５ｍｍ、ポリウレタ
ンゴム被覆部５の厚み４．９７ｍｍである。また、ポリ
ウレタンゴム被覆部５はショアＡ硬度９４°であり、表
面粗さ１．５８ｓであった。

【００３０】なお、この摩擦仮撚用ディスク製品２を第
１図に示す仮撚装置に組み込んで、約１時間のならし運
転の後に仮撚加工に供した。ここで、１５０デニールの
ポリエステルフィラメントを、糸速４００ｍ／ｓ、ディ
スクの回転数６，５００ｒｐｍの条件で仮撚加工を行っ
たところ、仮撚数３，６１０ｔｕｒｎ／ｍの均質で風合
の良い撚糸を得ることが出来、またこのディスク２は耐
摩耗性、耐久性共に優れていた。

【００３１】

【発明の効果】本発明による摩擦仮撚用ディスクは以上
の通りの構成で、第１発明においては、ポリウレタンゴ
ムを合成樹脂製の芯体外周部に単に被覆するだけでな
く、芯体のフランジ部に多数の貫通穴を等間隔に設け、
ポリウレタンゴムをこの貫通穴内部を満たすとともに芯
体外周部に被覆一体化している。また、特にこの貫通穴
の直径を２．０ｍｍ〜３．５ｍｍとし、その間隔を軸心
に対する角度が円周方向に沿って１５°〜３０°の等間
隔としている。このため、芯体とポリウレタンゴム被覆
部との強固な結合を実現し、高速回転下での使用におけ
る遠心力や糸との繰り返し押圧力による膨張変形や波状
の変形等の好ましくない変形を防止できる。また、芯体
とポリウレタンゴム被覆部との剥離を発生させない。

【００３２】更に、第２発明では、第１発明における摩
擦仮撚用ディスクのポリウレタンゴムをショアＡ硬度８
０°〜９５°のポリエステル系ポリウレタンゴムとして
いるので、施撚部の耐摩耗性、耐久性、形状安定性、弾
性回復性及び摩擦特性において優れたものとなってい
る。また、施撚部の表面粗さを４ｓ以下としているの
で、短時間のならし運転で使用が可能になる。

【００３３】以上のように、本発明による摩擦仮撚用デ
ィスクは、従来のポリウレタンゴム製ディスクの欠点を
克服し、仮撚加工の高速化に対応でき、しかも良質な撚
り糸の製造を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】外接型直撚式摩擦仮撚装置の概略斜視図であ
る。

【図２】本発明の実施例による摩擦仮撚用ディスクの断
面図である。

【図３】図２における摩擦仮撚用ディスクを上部から見
た部分破断平面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 摩擦仮撚用ディスク ３ 走行糸条 ４ 合成樹脂製の芯体 ５ ポリウレタンゴム被覆部 ６ 胴部 ７ 第１フランジ部 ８ 第２フランジ部 ９ 貫通穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線方向に対して垂直な環状のフランジ
   を有する合成樹脂製の芯体のフランジ外周部にポリウレ
   タンゴムを被覆した摩擦仮撚用ディスクにおいて、上記
   フランジにはその外縁に近接して直径２．０ｍｍ〜３．
   ５ｍｍの多数の貫通穴が軸心に対して１５°〜３０°の
   間隔で円周方向に沿って等間隔に設けられており、かつ
   フランジの外周部上下両面及び外周面にポリウレタンゴ
   ムが上記貫通穴内部を満たすとともに被覆一体化されて
   いることを特徴とする摩擦仮撚用ディスク。
2. 【請求項２】 上記ポリウレタンゴムが、ショアＡ硬度
   ８０°〜９５°で、かつ表面粗さが４ｓ以下のポリエス
   テル系ポリウレタンゴムである請求項１に記載の摩擦仮
   撚用ディスク。