JPWO2005116313A1 - 糸撚り用ベルト - Google Patents

Abstract

ベルト寿命が長く且つ糸の品質を安定させることができる糸撚り用ベルトであり、撚り掛けを行う糸に接触する表面ゴム層１と、この表面ゴム層1に積層された補強層２とからなり、前記補強層２の前記表面ゴム層１側には中間織布３が配設された無端ベルトであって、前記中間織布３としてシームレス織布が使用される。シームレス織布は、ベルト周方向に伸縮性を有し、ベルト幅方向に剛性を有する。前記補強層２は、前記シームレス織布である中間織布３と、芯糸をベルト長手方向に埋設した芯体層４と、プーリと接触する外面織布５とからなり、表面ゴム層と共に一体化されている。

Description

本発明は、合成糸の仮撚り装置に用いられる糸撚り用ベルトに関し、詳細には、二本の互いに交差させて反対方向に走行する撚糸用ベルト間で糸をニップして仮撚りするための糸撚り用ベルトに関する。

一般に糸撚り用ベルトは、撚り掛けを行う糸に接触する表面ゴム層と、この表面ゴム層に積層され表面ゴム層を補強する補強層とから構成され、無端状に形成されている。補強層は、表面ゴム層側に配設された中間織布と、ベルトの張力体である芯糸をベルト周方向に埋設した芯体層と、プーリと接触する外面織布とからなる(例えば、特許文献１)。芯体層の両面に設けられた織布は、芯体層が芯糸に沿って割れるのを防止している。

この糸撚り用ベルトを使用して合成糸を撚る場合、一対のプーリ間に張設した二本の糸撚り用ベルトを交差させた状態で互いに反対方向に走行させることにより、両糸撚り用ベルト相互の対向面により糸を挟持(ニップ)して仮撚りする。

ところが、上記のような従来の糸撚り用ベルトを使用した装置では、ベルト回転時の振動(振幅大)が大きく、ベルト表面上で糸揺れが発生するという問題がある。そのため、ベルトの偏磨耗が生じ、ベルトの局部発熱により焦げが発生し、ベルト寿命が短くなる。また、糸揺れのために撚りが不均一となり、さらに仮撚りされた糸は毛羽立ちが生じやすく、糸の品質が安定しない。

一方、特許文献２には、糸撚り用ベルトの製造を容易にするために、表面ゴム層と、芯糸を埋設した芯体層との間に介在する中間基布として編布を使用することが提案されている。これは、編布が伸縮性に富むため、基布を補強層の外側に被せやすいためである。しかし、編布は織布に比べ剛性が低く、伸縮性に富むため、ベルトの凹反りが大きくなるという問題があった。

一般に、糸撚り用ベルトの凹反りが大きくなると、糸がベルトの両端エッジ部でニップされるため、該エッジ部に引っかかった状態となり、糸が擦られやすい。そのため、糸粉が多量に発生したり、糸切れが発生し、糸品質が悪くなる。
一方、糸撚り用ベルトの凸反りが大きくなると、糸がベルトの中央部付近でニップされるため、糸をニップしている状態が不安定になりやすい、そのため、ベルト表面上で糸揺れが発生し、ベルトの偏磨耗や、ベルトの局部発熱による焦げが発生し、ベルト寿命が短くなると共に、糸撚りも不均一になりやすい。
特開２００２−１３０３３号公報 特許第３１８９６９８号公報

本発明の主たる課題は、ベルト回転時の振動を抑えて、ベルト表面上で糸揺れが発生するを抑制することができる糸撚り用ベルトを提供することである。
本発明の他の課題は、ベルトの反りを改善して、糸を安定にニップすることができる糸撚り用ベルトを提供することである。

本発明者らは、ベルト回転時に仮撚り装置が振動する原因を種々検討した結果、従来の糸撚り用ベルトでは中間織布のシーム部分でベルト厚さが不均一となるため、これが原因でベルトに固有振動数が発生し、この振動数と装置の固有振動数が共振することにより、ベルトが大きく振動し、糸揺れが発生することを究明した。そこで、本発明者らは、中間基布としてシームレス織布を使用することにより、ベルトの周方向で厚さが全周にわたって均一になるため、ベルト回転時の振動を抑えることができ、さらに反りが大きいという問題も解決できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の糸撚り用ベルトは、撚り掛けを行う糸に接触する表面ゴム層と、この表面ゴム層に積層された補強層とからなり、前記補強層の前記表面ゴム層側には中間織布が配設された無端ベルトであって、前記中間織布がシームレス織布であることを特徴とする。
前記補強層は、前記シームレス織布である中間織布と、芯糸をベルト長手方向に埋設した芯体層と、プーリと接触する外面織布とからなり、表面ゴム層と共に一体化されている。

前記シームレス織布は、ベルト周方向に伸縮性を有し、ベルト幅方向に剛性を有するのがよい。具体的には、前記シームレス織布は、ベルトの周方向に主として伸縮性糸が、ベルトの幅方向に主として非伸縮性糸が揃うように、伸縮性糸と非伸縮性糸とを組み合わせて織られているのがよい。

このようなシームレス織布を使用した糸撚り用ベルトでは、前記表面ゴム層の表面が反り量０〜０．１ｍｍの凹反りになっている。より詳しくは、ベルト幅に対する反り量の比、すなわち (反り量)／(ベルト幅)が０〜０．０１２５であるのが好ましい。

本発明の糸撚り用ベルトによれば、中間織布としてシームレス織布を使用することにより、ベルトの周方向で厚さが全周にわたって均一になるため、ベルト回転時の振動を抑えることができる。そのため、ベルト表面上での糸揺れが低減され、ベルトの偏磨耗や、ベルトの局部発熱による焦げの発生を防止でき、ベルト寿命が長くなり、糸撚りの品質も安定させることができる。
また、中間織布（シームレス織布）／芯糸／外面織布というサンドイッチ構造とすることにより、補強層の局部曲げ剛性が向上する。

前記シームレス織布として、ベルトの周方向に主として伸縮性糸が、ベルトの幅方向に主として非伸縮性糸が揃うように、伸縮性糸と非伸縮性糸とを組み合わせて織られた織布を使用すると、ベルトの幅方向での剛性が向上し、ベルトの反りを抑制することができる。その結果、糸をベルトの広い範囲でニップすることができ、糸のニップ状態が安定するため、ベルトの偏磨耗や局部的発熱による焦げもなくなり、糸撚りの品質も安定するという効果がある。

本発明の一実施形態にかかる糸撚り用ベルトの断面図。 前記糸撚り用ベルトを使用した装置により糸を撚る状態を示した部分正面図。 振動測定装置の概念図を示している。 実施例の糸撚り用ベルトの断面図。 比較例２の糸撚り用ベルトの断面図。

符号の説明

Ｂ 糸撚り用ベルト
１ 表面ゴム層
２ 補強層
３ 中間織布
４ 芯体層
５ 外面織布

以下に本発明の糸撚り用ベルトの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1はこの実施形態にかかる糸撚り用ベルトの断面図である。図1に示すように、糸撚り用ベルトＢは、表面ゴム層１とこれに積層される補強層２とからなる。

補強層２は、中間織布３と、ゴム４０と芯糸４１からなる芯体層４、及びプーリと接触する外面織布５からなる。すなわち、芯体層４は中間織布３と外面織布５とで挟み込まれるようになっている。そして、糸撚り用ベルトＢは、表面ゴム層２を外側にした無端状になっている。表面ゴム層２が糸との接触により摩耗して摩耗限界に達したとき、新しい糸撚り用ベルトに交換される。

表面ゴム層１は合成ゴムから形成することができ、そのような合成ゴムとしては、ウレタンゴム（ミラブルウレタンゴムなど）、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン（登録商標）、ポリブタジエンゴム、エチレン‐プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン‐プロピレン‐ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、不飽和カルボン酸金属塩を添加した水素化ニトリルゴムなどが挙げられ、これらは一種または２種以上を使用することができる。表面ゴム層１の硬さは、糸品質の低下やベルトの寿命の低下を抑制するため、ＪＩＳ Ａスケールで５０〜８０であるのがよい。

補強層２は、中間織布３と外面織布５とで芯体層４を挟み込む態様で、プライマーゴムにより接着一体化されている。プライマーゴムとしては、上記表面ゴム層１と同じ種類のものを使用でき、あるいは異なる種類のゴムを使用することもできる。

芯体層４は、図１に示すように、ゴム４０中に芯糸４１を埋設して構成されている。芯糸４１としては、例えば１０００デニールまたはそれ以下のポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などの一種以上を使用することができる。また、芯糸４１は、ベルトの周方向に長く延びる態様でベルト幅方向に埋設されており、ベルトの幅方向においてインチ当たり２０本以上埋設されている。

外面織布５は、例えばポリエステル糸（フィラメント糸）を織った織布で構成されている。ポリエステル糸は、ナイロン糸、アラミド繊維、ガラス繊維、綿糸、メタ系芳香族ポリアミド糸等と併用してもよい。あるいは、ポリエステル糸に代えて、ナイロン糸、アラミド繊維、ガラス繊維、綿糸、メタ系芳香族ポリアミド糸等を使用して外面織布５を形成することもできる。糸の太さは５０〜５００デニール程度であるのがよい。

中間織布３には、ベルト周方向に伸縮性を有し、ベルト幅方向に非伸縮性（すなわち剛性）を有するシームレス織布が好適に使用される。このようなシームレス織布を得るには、例えば、ベルトの周方向に伸縮性糸が、ベルトの幅方向に非伸縮性糸が揃うように、伸縮性糸と非伸縮性糸とを組み合わせて、織布を無端状に織ればよい。すなわち、伸縮性糸および非伸縮性糸のいずれか一方を縦糸に、他方を横糸にして、織布を織るのである。ただし、縦糸または横糸が、伸縮性糸のみ、または非伸縮性糸のみから構成されることは必ずしも必要ではなく、所望の伸縮性または剛性が得られるように、伸縮性糸に非伸縮性糸を混在させてもよく、逆に非伸縮性糸に伸縮性糸を混在させてもよい。

伸縮性糸としては、例えば伸縮性に富むウレタン弾性糸、ナイロン糸、ウーリー糸（ナイロン・ウーリー糸、ポリエチレンテレフタレート・ウーリー糸など）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）糸、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）糸などが使用可能である。非伸縮性糸としては、前記した外面織布５と同様の糸が使用可能である。伸縮性糸および非伸縮性糸は、いずれも糸の太さが５０〜３００デニール程度であるのが適当である。

次に、糸撚り用ベルトＢの製造工程の概略を説明する。図示されない円筒形の型に、この型より少しだけ径の小さい筒状の外面織布５を予備伸張後、被せる。この外面織布５の芯糸側にはプライマーゴム４０が塗布されている。この織布９の上に芯糸４１を配置する。ついで、表面にシームレス状の中間織布３を被せる。この中間織布３の芯糸側には上記と同様にプライマーゴム４０が塗布されている。更に、中間織布３の表面に、表面ゴム層１を形成するゴムを巻き付け、加硫成形する。加硫成形後、必要に応じて、表面ゴム層１の表面を所定の粗さになるまで研磨する。研磨終了後、所定幅、例えば８ｍｍ幅に切断して無端ベルトを得る。

本実施形態にかかる中間織布３はベルトの周方向の伸縮性に富むため芯体層４の上から容易に径を大きくして被せることができる。そして、被せた後は、縮むために芯体層４に密着して補強層２と表面ゴム層１との分断を生じさせない。このため、製造が非常に容易になる。

かくして製造された糸撚り用ベルトＢは、中間織布３がベルト幅方向に非伸縮性で剛性を有するので、ベルト幅方向における反りが著しく抑制されている。そのため、ベルトＢの表面は、実質的に平坦ないしは僅かに凹状に反っている程度である。具体的には、前記表面ゴム層の表面は、図４に示すように、反り量０〜０．１ｍｍの凹反りになっている。ベルト幅を考慮した場合には、(反り量)／(ベルト幅)＝０〜０．０１２５であるのがよい。ここで反り量は、ベルト幅方向の両外縁部と中央部との差をいう。

このように表面が実質的に平坦ないしは僅かに凹状に反っている程度である糸撚り用ベルトＢは、図２に示すような糸撚り装置Ｓに使用される。すなわち、図２に示すように、ベルトＢ、Ｂは互いに交差するように配設されており、駆動プーリにより互いに反対方向に走行するようになっている。両ベルトＢ、Ｂは、糸Ｉをニップしながら互いに反対方向に走行することによって、下流側となる矢印方向に糸Ｉを進行させると共に、糸Ｉに施撚作用を付与することにより上流側で加撚された糸Ｉが下流側で解撚される。糸Ｉは、両ベルトＢ、Ｂ間に進入することになり、両ベルトＢ、Ｂの表面ゴム層１，１間で圧接されながら進行することになる。

両ベルトＢ、Ｂは、ベルト幅方向での剛性が向上し、ベルトの反りが抑制されているので、糸Ｉをベルトの広い面積でニップすることができ、糸Ｉのニップ状態が安定する。そのため、ベルトＢ、Ｂの偏磨耗や局部的発熱による焦げもなくなり、ベルトＢの寿命は長くなる。また、撚られてできた糸Iの品質も安定する。

一方、中間織布３としてシームレス織布を使用することにより、ベルト周方向で厚さが全周にわたって均一になるため、シーム部を有する中間織布を使用した場合に発声するベルト回転時の振動を抑えることができ、ベルト表面上での糸揺れが低減される。その結果、ベルトの偏磨耗や、ベルトの局部発熱による焦げの発生を防止でき、ベルト寿命が長くなり、糸撚りの品質も安定させることができる。

次に実施例を挙げて本発明の糸撚り用ベルトを説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。

前記した製造工程に従って、図１に示す断面構造を有する糸撚り用ベルトＢを作製した。使用した各構成部材は以下の通りである。
（1）表面ゴム層１：Ｈ-ＮＢＲ
（2）中間織布３（シームレス織布）：
（ベルト周方向）１５０デニールのナイロン・ウーリー糸、
（ベルト幅方向）１５０デニールのポリエチレンテレフタレート・フィラメント糸
（3）芯体層４：
（芯糸41）５００デニールのポリエチレンテレフタレート糸（ベルト幅方向にインチ当たり５６本埋設）、
（4）外面織布５：１５０デニールのポリエチレンテレフタレート・フィラメント糸
得られた糸撚り用ベルトＢは、８ｍｍ幅にカットした。

［比較例１］
中間織布３として、１５０デニールのポリエチレンテレフタレート・フィラメント糸を使用して織ったシーム織布を使用した以外は、実施例１と同様にして糸撚り用ベルトを得た。

(振動試験)
実施例１で得た糸撚り用ベルトＢ及び比較例１で得た糸撚り用ベルトについて、図３に示す試験装置にて、振動の最大振幅を測定した。
すなわち、バネによる９ｋｇｆ定軸荷重で糸撚り用ベルトをプーリＰ，Ｐ間に張設し、糸撚り用ベルトＢの腹部にレーザＬを当て、レーザ変位計１０で振幅の最大値−最小値を取得する。そして、ベルト速度を最大速度９８５ｍ／分まで上げていき、０→９８５ｍ／分での最大振幅を測定した。
その結果を以下に示す。

この結果から、実施例１の糸撚り用ベルトは比較例１のそれと比較して、最大振幅が６０％と小さい。このことから、中間織布３としてシームレス織布を使用すると、ベルトの振動が低減されることが判る。

（糸撚り評価）
実施例１で得た糸撚り用ベルトＢは、反り量、すなわちベルト幅方向の両外縁部と中央部との差が０〜０．１ｍｍであった。これは、(反り量)／(ベルト幅８ｍｍ)が０〜０．０１２５に相当する。
実施例１の糸撚り用ベルトＢについて、糸種：７５ｄ／３６ｆ、延伸倍率：ＤＲ＝１．６９、糸速：ＹＳ＝８６０ｍ／ｍｉｎという使用条件において、糸撚り性能を評価したところ、表面ゴム層１の磨耗は少なく且つ糸品質は安定し、ベルト寿命は６ヶ月であった。

［比較例２］
中間織布３に代えて、図５に示すようにシームレスの編布３′を使用した以外は、実施例１と同様にして幅８ｍｍの糸撚り用ベルトを得た。このベルトは、図５に示すように、外面側が凹反りになっており、反り量（両外縁部と中央部との差）が０．１１〜０．１５ｍｍであった。
比較例２の糸撚り用ベルトについて、糸種：７５ｄ／３６ｆ、延伸倍率：ＤＲ＝１．５２、糸速：ＹＳ＝６６０ｍ／ｍｉｎという使用条件において、糸撚り性能を評価したところ、使用１２時間で糸切れや糸粉が多く発生し、糸品質が悪くなった。

以上のことから、実施例１の糸撚り用ベルトＢは、比較例１、２よりも、表面ゴム層１の磨耗は少なく且つ糸品質は安定し、ベルト寿命が長いことがわかる。

上記した実施例の糸撚り用ベルトでは、ベルト幅が８ｍｍのとき、外面側が反り量が０〜０．１ｍｍで凹む反りとしてあるが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、反り量はベルトの幅に大きく影響され、ベルトの幅が変われば反り量も変わるからである。一般には、反り量が０〜０．０１２５の範囲内になるように設定されているのが好ましい。また、ベルト幅は６〜１０ｍｍ程度が採用できる。

Claims (6)

1. 撚り掛けを行う糸に接触する表面ゴム層と、この表面ゴム層に積層された補強層とからなり、前記補強層の前記表面ゴム層側には中間織布が配設された無端ベルトであって、前記中間織布がシームレス織布であることを特徴とする糸撚り用ベルト。
2. 前記補強層は、前記シームレス織布である中間織布と、芯糸をベルト長手方向に埋設した芯体層と、プーリと接触する外面織布とからなり、表面ゴム層と共に一体化されている請求項１記載の糸撚り用ベルト。
3. 前記シームレス織布は、ベルト周方向に伸縮性を有し、ベルト幅方向に剛性を有する請求項１又は２記載の糸撚り用ベルト。
4. 前記シームレス織布は、ベルトの周方向に主として伸縮性糸が、ベルトの幅方向に主として非伸縮性糸が揃うように、伸縮性糸と非伸縮性糸とを組み合わせて織られている請求項３記載の糸撚り用ベルト。
5. 前記表面ゴム層の表面が、反り量０〜０．１ｍｍの凹反りになっている請求項１〜４のいずれかに記載の糸撚り用ベルト。
6. (反り量)／(ベルト幅)が０〜０．０１２５である請求項５記載の糸撚り用ベルト。
   

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