KR20070030184A

KR20070030184A - 실 꼬임용 벨트

Info

Publication number: KR20070030184A
Application number: KR1020067021410A
Authority: KR
Inventors: 아츠로 우에노; 아츠히토 와케; 히로아키 타지마
Original assignee: 니타 가부시키가이샤
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2007-03-15
Also published as: EP1749910A4; JPWO2005116313A1; CN1910311A; EP1749910A1; WO2005116313A1

Abstract

벨트 수명이 길고 또한 실의 품질을 안정시킬 수 있는 실 꼬임용 벨트이며, 꼬아 걸기를 행하는 실에 접촉하는 표면 고무층(1)과, 이 표면 고무층(1)에 적층된 보강층(2)으로 이루어지고, 상기 보강층(2)의 상기 표면 고무층(1)측에는 중간직포(3)가 배치된 무단벨트로서, 상기 중간직포(3)로서 심리스 직포가 사용된다. 심리스 직포는, 벨트 둘레방향으로 신축성을 갖고, 벨트 폭방향으로 강성을 갖는다. 상기 보강층(2)은, 상기 심리스 직포인 중간직포(3)와, 코어사를 벨트 길이방향으로 매설한 코어체층(4)과, 풀리와 접촉하는 외면직포(5)로 이루어지고, 표면 고무층과 함께 일체화되어 있다.

Description

실 꼬임용 벨트{BELT FOR YARN TWISTING}

본 발명은, 합성사의 가연장치에 이용되는 실 꼬임용 벨트에 관한 것으로, 상세하게는, 서로 교차시켜서 반대방향으로 주행하는 2개의 실 꼬임용 벨트 사이에서 실을 닙(nip)해서 가연하기 위한 실 꼬임용 벨트에 관한 것이다.

일반적으로 실 꼬임용 벨트는, 꼬아걸기를 행하는 실에 접촉하는 표면 고무층과, 이 표면 고무층에 적층되어 표면 고무층을 보강하는 보강층으로 구성되고, 무단상으로 형성되어 있다. 보강층은, 표면 고무층측에 배치된 중간직포와, 벨트의 장력체인 코어사(core yarn)를 벨트 둘레방향으로 매설한 코어체층과, 풀리와 접촉하는 외면직포로 이루어진다(예를 들면, 특허문헌1). 코어체층의 양면에 형성된 직포는, 코어체층이 코어사를 따라 갈라지는 것을 방지하고 있다.

이 실 꼬임용 벨트를 사용해서 합성사를 꼬는 경우, 한 쌍의 풀리 사이에 팽팽히 설치한 2개의 실 꼬임용 벨트를 교차시킨 상태로 서로 반대방향으로 주행시킴으로써, 양 실 꼬임용 벨트 상호의 마주보는 면에 의해 실을 끼워서(nip) 가연한다.

그런데, 상기한 바와 같은 종래의 실 꼬임용 벨트를 사용한 장치에서는, 벨트 회전시의 진동(진폭 대)이 커서, 벨트 표면상에서 실 흔들림이 발생한다는 문제 가 있다. 그 때문에, 벨트의 편마모가 발생하고, 벨트의 국부발열에 의해 스코치(scorch)가 발생하여, 벨트 수명이 짧아진다. 또한, 실의 흔들림 때문에 꼬임이 불균일해지고, 또한 가연된 실은 보풀이 일어나기 쉬워, 실의 품질이 안정되지 않는다.

한편, 특허문헌2에는, 실 꼬임용 벨트의 제조를 용이하게 하기 위해서, 표면 고무층과, 코어사를 매설한 코어체층 사이에 개재하는 중간기포(基布)로서 편포를 사용하는 것이 제안되고 있다. 이것은, 편포가 신축성이 풍부하기 때문에, 기포를 보강층의 외측에 씌우기 쉽기 때문이다. 그러나, 편포는 직포에 비해 강성이 낮고, 신축성이 풍부하기 때문에, 벨트의 오목한 휘어짐(concave warping)이 커진다는 문제가 있었다.

일반적으로, 실 꼬임용 벨트의 오목한 휘어짐이 커지면, 실이 벨트의 양단 에지부에서 닙되기 때문에, 상기 에지부에 걸린 상태로 되어, 실이 마찰되기 쉽다. 그 때문에, 사분(絲粉, waste yarn)이 다량으로 발생하거나, 실 끊어짐이 발생하여, 실품질이 나빠진다.

한편, 실 꼬임용 벨트의 볼록한 휘어짐(convex warping)이 커지면, 실이 벨트의 중앙부 부근에서 닙되기 때문에, 실을 닙하고 있는 상태가 불안정해지기 쉽다. 그 때문에, 벨트 표면상에서 실 흔들림이 발생하고, 벨트의 편마모나, 벨트의 국부발열에 의한 스코치가 발생하여, 벨트 수명이 짧아지는 동시에, 실 꼬임도 불균일해지기 쉽다.

특허문헌1: 일본 특허공개 2002-13033호 공보

특허문헌2: 일본 특허 제 3189698호 공보

본 발명의 주된 과제는, 벨트 회전시의 진동을 억제하여, 벨트 표면상에서 실 흔들림이 발생하는 것을 억제할 수 있는 실 꼬임용 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는, 벨트의 휘어짐을 개선해서, 실을 안정적으로 닙할 수 있는 실 꼬임용 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 벨트 회전시에 가연장치가 진동하는 원인을 여러가지 검토한 결과, 종래의 실 꼬임용 벨트에서는 중간직포의 심(seam)부분에서 벨트 두께가 불균일해지기 때문에, 이것이 원인으로 벨트에 고유 진동수가 발생하고, 이 진동수와 장치의 고유 진동수가 공진함으로써, 벨트가 크게 진동하여, 실 흔들림이 발생하는 것을 구명했다. 그래서, 본 발명자들은, 중간기포로서 심리스 직포를 사용함으로써, 벨트의 둘레방향에서 두께가 전체 둘레에 걸쳐 균일해지기 때문에, 벨트 회전시의 진동을 억제할 수 있고, 또한 휘어짐이 크다는 문제도 해결할 수 있다는 새로운 사실을 발견하여, 본 발명을 완성하는 것에 이르렀다.

즉, 본 발명의 실 꼬임용 벨트는, 꼬아 걸기를 행하는 실에 접촉하는 표면 고무층과, 이 표면 고무층에 적층된 보강층으로 이루어지고, 상기 보강층의 상기 표면 고무층측에는 중간직포가 배치된 무단벨트로서, 상기 중간직포가 심리스 직포인 것을 특징으로 한다.

상기 보강층은, 상기 심리스 직포인 중간직포와, 코어사를 벨트 길이방향으로 매설한 코어체층과, 풀리와 접촉하는 외면직포로 이루어지고, 표면 고무층과 함께 일체화되어 있다.

상기 심리스 직포는, 벨트 둘레방향으로 신축성을 갖고, 벨트 폭방향으로 강성을 갖는 것이 좋다. 구체적으로는, 상기 심리스 직포는, 벨트의 둘레방향으로 주로 신축성 실이, 벨트의 폭방향으로 주로 비신축성 실이 구비되도록, 신축성 실과 비신축성 실을 조합시켜서 짜여져 있는 것이 좋다.

이러한 심리스 직포를 사용한 실 꼬임용 벨트에서는, 상기 표면 고무층의 표면이 휘어짐량 0~0.1mm의 오목한 휘어짐으로 되어 있다. 보다 자세하게는, 벨트 폭에 대한 휘어짐량의 비, 즉 (휘어짐량)/(벨트 폭)이 0~0.0125인 것이 바람직하다.

본 발명의 실 꼬임용 벨트에 의하면, 중간직포로서 심리스 직포를 사용함으로써, 벨트의 둘레방향에서 두께가 전체 둘레에 걸쳐서 균일해지기 때문에, 벨트 회전시의 진동을 억제할 수 있다. 그 때문에, 벨트 표면상에서의 실 흔들림이 저감되고, 벨트의 편마모나, 벨트의 국부발열에 의한 스코치의 발생을 방지할 수 있어, 벨트 수명이 길어지고, 실 꼬임의 품질도 안정시킬 수 있다.

또한, 중간직포(심리스 직포)/코어사/외면직포라는 샌드위치 구조로 함으로써, 보강층의 국부 굽힘 강성이 향상된다.

상기 심리스 직포로서, 벨트의 둘레방향으로 주로 신축성 실이, 벨트의 폭방향으로 주로 비신축성 실이 구비되도록, 신축성 실과 비신축성 실을 조합시켜서 짜여진 직포를 사용하면, 벨트의 폭방향에서의 강성이 향상되어, 벨트의 휘어짐을 억제할 수 있다. 그 결과, 실을 벨트의 넓은 범위에서 닙할 수 있어, 실의 닙상태가 안정되기 때문에, 벨트의 편마모나 국부적 발열에 의한 스코치도 없어져서, 실 꼬임의 품질도 안정된다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 실 꼬임용 벨트의 단면도.

도 2는 상기 실 꼬임용 벨트를 사용한 장치에 의해 실을 꼬는 상태를 나타낸 부분 정면도.

도 3은 진동 측정장치의 개념도를 나타내고 있다.

도 4는 실시예의 실 꼬임용 벨트의 단면도.

도 5는 비교예 2의 실 꼬임용 벨트의 단면도.

[부호의 설명]

B 실 꼬임용 벨트

1 표면 고무층

2 보강층

3 중간직포

4 코어체층

5 외면직포

이하에 본 발명의 실 꼬임용 벨트의 일실시형태를 도면에 기초해서 상세하게 설명한다. 도 1은 이 실시형태에 따른 실 꼬임용 벨트의 단면도이다. 도 1에 나타내는 것처럼, 실 꼬임용 벨트(B)는, 표면 고무층(1)과 이것에 적층되는 보강층(2)으로 이루어진다.

보강층(2)은, 중간직포(3)와, 고무(40)와 코어사(41)로 이루어지는 코어체층(4), 및 풀리와 접촉하는 외면직포(5)로 이루어진다. 즉, 코어체층(4)은 중간직포(3)와 외면직포(5)로 끼워지도록 되어 있다. 그리고, 실 꼬임용 벨트(B)는, 표면 고무층(1)을 외측으로 한 무단상으로 되어 있다. 표면 고무층(1)이 실과의 접촉에 의해 마모되어 마모 한계에 도달했을 때, 새로운 실 꼬임용 벨트로 교환된다.

표면 고무층(1)은 합성고무로 형성할 수 있고, 그러한 합성고무로서는, 우레탄 고무(밀러블 우레탄고무 등), 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 하이파론(등록상표), 폴리부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체(EPM), 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM), 수소화 니트릴 고무(H-NBR), 불포화 카르복실산 금속염을 첨가한 수소화 니트릴 고무 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 표면 고무층(1)의 경도는, 실품질의 저하나 벨트의 수명의 저하를 억제하기 위해서, JIS A 스케일로 50~80인 것이 좋다.

보강층(2)은, 중간직포(3)와 외면직포(5)로 코어체층(4)을 끼우는 형태로, 프라이머 고무에 의해 접착 일체화되어 있다. 프라이머 고무로서는, 상기 표면 고무층(1)과 같은 종류의 것을 사용할 수 있거나, 혹은 다른 종류의 고무를 사용할 수도 있다.

코어체층(4)은, 도 1에 나타내는 것처럼, 고무(40) 중에 코어사(41)를 매설해서 구성되어 있다. 코어사(41)로서는, 예를 들면 1000데니어 또는 그 이하의 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 유리 섬유 등의 1종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 코어사(41)는, 벨트의 둘레방향으로 길게 연장되는 형태로 벨트 폭방향으로 매 설되어 있고, 벨트의 폭방향에 있어서 인치당 20개 이상 매설되어 있다.

외면직포(5)는, 예를 들면 폴리에스테르사(필라멘트사)를 짠 직포로 구성되어 있다. 폴리에스테르사는, 나일론사, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 면사, 메타계 방향족 폴리아미드사 등과 병용해도 좋다. 혹은, 폴리에스테르사를 대신해서, 나일론사, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 면사, 메타계 방향족 폴리아미드사 등을 사용해서 외면직포(5)를 형성할 수도 있다. 실의 굵기는 50~500데니어 정도인 것이 좋다.

중간직포(3)에는, 벨트 둘레방향으로 신축성을 갖고, 벨트 폭방향으로 비신축성(즉 강성)을 갖는 심리스 직포가 바람직하게 사용된다. 이러한 심리스 직포를 얻기 위해서는, 예를 들면, 벨트의 둘레방향으로 신축성 실이, 벨트의 폭방향으로 비신축성 실이 구비되도록, 신축성 실과 비신축성 실을 조합시켜서, 직포를 무단상으로 짜면 좋다. 즉, 신축성 실 및 비신축성 실 중 어느 한쪽을 종사로, 다른쪽을 횡사로 해서, 직포를 짜는 것이다. 단, 종사 또는 횡사가, 신축성 실만, 또는 비신축성 실만으로 구성되는 것은 반드시 필요하지는 않고, 소정의 신축성 또는 강성이 얻어지도록, 신축성 실에 비신축성 실을 혼재시켜도 좋고, 반대로 비신축성 실에 신축성 실을 혼재시켜도 좋다.

신축성 실로서는, 예를 들면 신축성이 풍부한 우레탄 탄성사, 나일론사, 울리사(나일론·울리사, 폴리에틸렌테레프탈레이트·울리사 등), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)사, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT)사 등이 사용가능하다. 비신축성 실로서는, 상기한 외면직포(5)와 동일한 실이 사용가능하다. 신축성 실 및 비신축성 실은, 모두 실의 굵기가 50~300데니어 정도인 것이 적당하다.

다음에, 실 꼬임용 벨트(B)의 제조공정의 개략을 설명한다. 도시되지 않은 원통형의 형에, 이 형보다 조금 지름이 작은 통상의 외면직포(5)를 예비신장시킨 후 씌운다. 이 외면직포(5)의 코어사측에는 프라이머 고무(40)가 도포되어 있다. 이 직포(9) 위에 코어사(41)를 배치한다. 이어서, 표면에 심리스상의 중간직포(3)를 씌운다. 이 중간직포(3)의 코어사측에는 상기와 마찬가지로 프라이머 고무(40)가 도포되어 있다. 또한, 중간직포(3)의 표면에, 표면 고무층(1)을 형성하는 고무를 감아, 가황성형한다. 가황성형 후, 필요에 따라서, 표면 고무층(1)의 표면을 소정의 거칠기로 될 때까지 연마한다. 연마 종료 후, 소정폭, 예를 들면 8mm폭으로 절단해서 무단벨트를 얻는다.

본 실시형태에 따른 중간직포(3)는 벨트의 둘레방향의 신축성이 풍부하기 때문에 코어체층(4)의 위부터 용이하게 지름을 크게 해서 씌울 수 있다. 그리고, 씌운 후에는, 줄어들기 때문에 코어체층(4)에 밀착되어 보강층(2)과 표면 고무층(1)의 분단을 발생시키지 않는다. 이 때문에, 제조가 매우 용이해진다.

이렇게 해서 제조된 실 꼬임용 벨트(B)는, 중간직포(3)가 벨트 폭방향으로 비신축성이며 강성을 가지므로, 벨트 폭방향에 있어서의 휘어짐이 현저하게 억제되어 있다. 그 때문에, 벨트(B)의 표면은, 실질적으로 평탄 내지는 약간 오목상으로 휘어져 있는 정도이다. 구체적으로는, 상기 표면 고무층의 표면은, 도 4에 나타내는 것처럼, 휘어짐량 0~0.1mm의 오목한 휘어짐으로 되어 있다. 벨트 폭을 고려한 경우에는, (휘어짐량)/(벨트 폭)=0~0.0125인 것이 좋다. 여기에서 휘어짐량은, 벨트 폭방향의 양 바깥 가장자리부와 중앙부의 차를 말한다.

이렇게 표면이 실질적으로 평탄 내지는 약간 오목상으로 휘어져 있는 정도인 실 꼬임용 벨트(B)는, 도 2에 나타내는 바와 같은 실 꼬임장치(S)에 사용된다. 즉, 도 2에 나타내는 것처럼, 벨트(B, B)는 서로 교차되도록 설치되어 있고, 구동풀리에 의해 서로 반대방향으로 주행하도록 되어 있다. 양 벨트(B, B)는, 실(I)을 닙하면서 서로 반대방향으로 주행함으로써, 하류측이 되는 화살표 방향으로 실(I)을 진행시키는 동시에, 실(I)에 시연(施撚)작용을 부여함으로써 상류측에서 가연(加撚)된 실(I)이 하류측에서 해연(解撚)된다. 실(I)은, 양 벨트(B, B) 사이에 진입하게 되고, 양 벨트(B, B)의 표면 고무층(1, 1) 사이에서 압접되면서 진행하게 된다.

양 벨트(B, B)는, 벨트 폭방향에서의 강성이 향상되어, 벨트의 휘어짐이 억제되어 있으므로, 실(I)을 벨트의 넓은 면적에서 닙할 수 있어, 실(I)의 닙상태가 안정된다. 그 때문에, 벨트(B, B)의 편마모나 국부적 발열에 의한 스코치도 없어져, 벨트(B)의 수명은 길어진다. 또한, 꼬아져 이루어진 실(I)의 품질도 안정된다.

한편, 중간직포(3)로서 심리스 직포를 사용함으로써, 벨트 둘레방향에서 두께가 전체 둘레에 걸쳐 균일해지기 때문에, 심부를 갖는 중간직포를 사용한 경우에 발생하는 벨트 회전시의 진동을 억제할 수 있어, 벨트 표면상에서의 실 흔들림이 저감된다. 그 결과, 벨트의 편마모나, 벨트의 국부발열에 의한 스코치의 발생을 방지할 수 있어, 벨트 수명이 길어지고, 실 꼬임의 품질도 안정시킬 수 있다.

다음에 실시예를 들어서 본 발명의 실 꼬임용 벨트를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

상기한 제조공정에 따라서, 도 1에 나타내는 단면구조를 갖는 실 꼬임용 벨트(B)를 제작했다. 사용한 각 구성부재는 이하와 같다.

(1) 표면 고무층(1): H-NBR

(2) 중간직포(3)(심리스 직포):

(벨트 둘레방향) 150데니어의 나일론·울리사,

(벨트 폭방향) 150데니어의 폴리에틸렌테레프탈레이트·필라멘트사

(3) 코어체층(4):

(코어사(41)) 500데니어의 폴리에틸렌테레프탈레이트사(벨트 폭방향으로 인치당 56개 매설),

(4) 외면직포(5): 150데니어의 폴리에틸렌테레프탈레이트·필라멘트사

얻어진 실 꼬임용 벨트(B)는, 8mm폭으로 컷팅했다.

[비교예 1]

중간직포(3)로서, 150데니어의 폴리에틸렌테레프탈레이트·필라멘트사를 사용해서 짠 심직포를 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 실 꼬임용 벨트를 얻었다.

(진동시험)

실시예 1에서 얻은 실 꼬임용 벨트(B) 및 비교예 1에서 얻은 실 꼬임용 벨트에 대해서, 도 3에 나타내는 시험장치로, 진동의 최대진폭을 측정했다.

즉, 용수철에 의한 9kgf 정축 하중으로 실 꼬임용 벨트를 풀리(P, P) 사이에 팽팽히 설치하고, 실 꼬임용 벨트(B)의 복부에 레이저(L)를 조사하고, 레이저 변위 계(10)로 진폭의 최대값-최소값을 취득한다. 그리고, 벨트 속도를 최대속도 985m/분까지 올려, 0→985m/분에서의 최대진폭을 측정했다.

그 결과를 이하에 나타낸다.

이 결과로부터, 실시예 1의 실 꼬임용 벨트는 비교예 1의 그것과 비교해서, 최대진폭이 60%로 작다. 이것으로부터, 중간직포(3)로서 심리스 직포를 사용하면, 벨트의 진동이 저감되는 것을 알 수 있다.

(실 꼬임 평가)

실시예 1에서 얻은 실 꼬임용 벨트(B)는, 휘어짐량, 즉 벨트 폭방향의 양 바깥 가장자리부와 중앙부의 차가 0~0.1mm였다. 이것은, (휘어짐량)/(벨트 폭 8mm)가 0~0.0125에 상당한다.

실시예 1의 실 꼬임용 벨트(B)에 대해서, 실종류: 75d/36f, 연신배율: DR=1.69, 실속도: YS=860m/min이라는 사용조건에 있어서, 실 꼬임 성능을 평가한 결과, 표면 고무층(1)의 마모는 적고 또한 실품질은 안정되며, 벨트 수명은 6개월이었다.

[비교예 2]

중간직포(3)를 대신해서, 도 5에 나타내는 것처럼 심리스의 편포(3')를 사용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 폭 8mm의 실 꼬임용 벨트를 얻었다. 이 벨트는, 도 5에 나타내는 것처럼, 외면측이 오목한 휘어짐으로 되어 있고, 휘어짐량(양 바깥 가장자리부와 중앙부의 차)이 0.11~0.15mm였다.

비교예 2의 실 꼬임용 벨트에 대해서, 실종류: 75d/36f, 연신배율: DR=1.52, 실속도: YS=660m/min이라는 사용조건에 있어서, 실 꼬임 성능을 평가한 결과, 사용 12시간에서 실 끊어짐이나 사분이 많이 발생하여, 실품질이 나빠졌다.

이상의 것으로부터, 실시예 1의 실 꼬임용 벨트(B)는, 비교예 1, 2보다, 표면 고무층(1)의 마모는 적고 또한 실품질은 안정되며, 벨트 수명이 긴 것을 알 수 있었다.

상기한 실시예의 실 꼬임용 벨트에서는, 벨트 폭이 8mm일 때, 외면측이 휘어짐량 0~0.1mm의 오목한 휘어짐으로 되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 휘어짐량은 벨트의 폭에 크게 영향을 받아, 벨트의 폭이 변하면 휘어짐량도 변하기 때문이다. 일반적으로는, 휘어짐량이 0~0.0125의 범위 내로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 벨트 폭은 6~10mm정도를 채용할 수 있다.

Claims

꼬아 걸기를 행하는 실에 접촉하는 표면 고무층과, 이 표면 고무층에 적층된 보강층으로 이루어지고, 상기 보강층의 상기 표면 고무층측에는 중간직포가 배치된 무단벨트로서, 상기 중간직포가 심리스 직포인 것을 특징으로 하는 실 꼬임용 벨트.
제 1항에 있어서, 상기 보강층은 상기 심리스 직포인 중간직포와, 코어사를 벨트 길이방향으로 매설한 코어체층과, 풀리와 접촉하는 외면직포로 이루어지고, 표면 고무층과 함께 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 실 꼬임용 벨트.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 심리스 직포는 벨트 둘레방향으로 신축성을 갖고, 벨트 폭방향으로 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 실 꼬임용 벨트.
제 3항에 있어서, 상기 심리스 직포는 벨트의 둘레방향으로 주로 신축성 실이, 벨트의 폭방향으로 주로 비신축성 실이 구비되도록, 신축성 실과 비신축성 실을 조합시켜서 짜여져 있는 것을 특징으로 하는 실 꼬임용 벨트.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면 고무층의 표면이 휘어짐량 0~0.1mm의 오목한 휘어짐으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 실 꼬임용 벨 트.
제 5항에 있어서, (휘어짐량)/(벨트 폭)이 0~0.0125인 것을 특징으로 하는 실 꼬임용 벨트.