摩擦假捻盘的制作方法
【专利摘要】本发明涉及拉伸假捻机的假捻装置，更详细地，涉及通过将由大量聚酯或尼龙等连续的长纤维构成的被称为POY的丝状体直接与盘外周面接触，用来对该POY进行搓捻的耐久性优异的拉伸假捻机的摩擦假捻盘。本发明的摩擦假捻盘为在拉伸假捻机的假捻装置中使用的摩擦假捻盘，其特征在于，作为摩擦假捻部件，由将结合17～44重量%丙烯腈的氢化丁腈橡胶进行过氧化物硫化而成的橡胶部件构成，且该过氧化物硫化橡胶部件在25℃、依据JIS?K6253的测定方法下的橡胶硬度，以JIS-A硬度计为65～95，用依据JIS?K7244-4（ISO6721-4）的拉伸振动试验方式，在气氛温度60℃、频率60Hz下测定的粘弹性成分tanδ为0.15以下。
【专利说明】摩擦假捻盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及在纤维业界中使用的拉伸假捻机的假捻装置，更详细地，涉及通过将由大量聚酯或尼龙等连续的长纤维构成的、被称为预取向丝(以下，被称为P0Y)的丝状体直接与盘外周面接触，用来对该POY进行搓捻的拉伸假捻机的摩擦假捻式假捻盘。
【背景技术】
[0002]作为对被称为POY原丝的丝状体进行搓捻的方法，一直以来已知有使POY与旋转的多个摩擦盘接触的方法。该方法为如第I图所示，以旋转的多个摩擦盘(I)作为一个单元，准备配置有多个单元的装置，通过使POY (2)以高速在这些单元间移动，POY与单元的盘表面(7)接触并旋转，在假捻的同时被拉伸。由于旋转的摩擦盘表面与POY原丝直接接触，因此盘表面被磨损，表面状况随时间发生变化，该变化也受到假捻的程度、POY的表面状态等的影响。
[0003]因此，一直以来盛行着对有关构成盘表面与POY的接触面的、加捻力大的原材料的研究，但该研究大部分仅限于有关是陶瓷还是聚氨酯系橡胶中的哪一种的原材料，尤其是因为可得到高硬度且高弹性的橡胶，所以进行着对聚氨酯系橡胶组成的研究(非专利文献1、2，专利文献I)。
[0004]这里，第7图表示最近的高速拉伸假捻机的代表性结构。
[0005]该结构为:由聚酯长纤维或尼龙长纤维构成的POY原丝(10)在每分钟600m至1200m左右的高速下用第一加热器(12)加热并软化，用冷却板(13)使柔软度稳定，同时在第一把持部(11)与第二把持部(15)之间拉伸到1.5倍至1.9倍左右的范围，同时用假捻装置(14)搓捻成一定的捻丝后，通过解捻操作固定成一定的反向捻丝，再次用第二加热器
(16)使捻丝稳定后，将具有一定膨松度的拉伸加工完成的POY卷绕到纸管制的卷绕线轴
(19)上。
[0006]此时，假捻装置(14)的假捻盘的摩擦部(7)的接丝表面的温度，由于与通过冷却板(13)后的一定高温的POY原丝接触，因此往往为60V?80°C左右的高温，需要具有在该温度范围充分耐受的物理特性的摩擦假捻部件。
[0007]近年来，拉伸假捻机的搓捻加工速度进一步提高，以每分钟IOOOm以上进行加工的机器种类成为主力，因此，对于在聚酯POY的拉伸假捻加工中使用的摩擦假捻盘要求有能长期使用的性能，若考虑到经济性，则可以仅使用具有高硬度且高弹性，同时具有耐磨损性的橡胶材质。
[0008]由于作为具有这些特性的橡胶状弹性体，在现有的弹性体材料中仅选择聚氨酯橡胶，因此现状是几乎所有使用者在加工聚酯POY的拉伸假捻机的摩擦假捻部件中都采用聚
氨酯制盘。
[0009]但是，聚氨酯橡胶中也有很多即使在120°C左右加热时也容易软化、耐热性差的聚氨酯橡胶材质，为了进一步提高耐热性和耐磨损性，正盛行着对由聚氨酯橡胶构成的摩擦假捻盘的研究，也可见到很多与此相关的专利申请(专利文献2?6)。[0010]其中，例如使用将聚酯成分限定为聚碳酸酯的聚氨酯的摩擦假捻盘(专利文献5);将使用聚碳酸酯作为聚酯成分，进而二异氰酸酯成分使用对苯二异氰酸酯(Proi)的聚氨酯橡胶进行成型得到的摩擦假捻盘(专利文献6)为代表性的摩擦假捻盘，一般认为后者的聚氨酯橡胶系摩擦假捻盘在现阶段的耐热性、耐油性最好。
[0011]的确，这些聚氨酯橡胶与现有的由己二酸酯系酯成型而成的聚氨酯橡胶相比，耐热、耐油、耐水解防止性等优异，使用了该聚氨酯橡胶的假捻机的假捻装置用盘也能被称为这些性能优异的盘，但尽管如此，根据拉伸假捻机的使用条件的不同，仍有耐热性尚不充分的情况。
[0012]众所周知，其原因在于高速拉伸假捻机的结构。
[0013]S卩，以下，如图7所示，对将聚酯POY进行拉伸假捻加工时的一个例子进行说明。
[0014]例如，将由DPF3.75d的36根组成的135d/36f构成的聚酯长纤维原料POY (2)供给到控制为一定速度650m/min的第一进料器(11)中，然后，通过加热到180°C?210°C左右的第一加热器(23)，将POY加热至聚酯的软化点附近并将其塑化。
[0015]接着，在维持塑化状态下连续地骤冷，以使POY的内部在被称为冷却板(13)的冷却区域均匀地变为100°C附近，同时利用速度差将P0Y(2)拉伸到1.8倍，以使在第一进料器与第二进料器(第一进料器的约1.8倍左右的速度1170m/min)之间，POY (2)成为75d/48f。
[0016]该被拉伸并被软化成高温塑化状态的POY (2)装入具备聚氨酯制假捻盘的假捻装置(14)中，POY在图1的假捻盘(I)的接丝表面(图2?5的(7))之间摩擦，成为加捻的结构。
[0017]通常，拉伸假捻机每隔数月为了清扫加热器等而停止，但除此以外进行24小时连续作业，因此作为假捻部件的聚氨酯橡胶的表面长期不断地与80°C附近或其以上的高温状态的POY (2)连续接触，由于这些聚氨酯橡胶的绝热性高，因此由于蓄热现象导致橡胶表面的温度相当高。
[0018]因此，由于存在聚氨酯橡胶的强度逐渐降低和部分恶化磨损的情况，因此为了延长聚氨酯制假捻盘的寿命，正进一步进行耐热性良好的聚氨酯材料的研究开发。
[0019]但是，在使用聚氨酯橡胶作为摩擦假捻部件的基础上，从上述所示的高速拉伸假捻机的结构考虑，耐热性存在限度、制品寿命变短的情况不可避免。
[0020]此外，聚氨酯制盘除了耐热性以外，作为重大缺点，还可举出搓捻力随着作业气氛温度容易发生变化，具体地，若聚氨酯盘的表面温度变高，则搓捻力变大，相反地，聚氨酯盘的表面温度低时，搓捻力变小，搓捻力受温度变化的影响大。
[0021]更具体地进行说明。在作业开始时刻例如15°C左右的低室温时，在拉伸加工丝的目标标准内调整第7图的各丝张力Tl和T2，然后，若例如气温升高至25°C的话，则聚氨酯盘的搓捻力变大，T2降低，图中(18)的卷绕外径变大，可能成为标准外的品质。此外，相反地，在25°C，在拉伸加工丝的目标标准内调整第7图的加捻张力Tl和解捻张力T2后，若气温降低至例如15°C的话，则聚氨酯盘的搓捻力降低，解捻张力T2变大，严重时也有对第7图的拉伸加工完成的POY进行卷绕的纸管(19)的强度不足，发生不能耐受紧固压力而破损的事故的情况。
[0022]关于该现象，在白天和早晚温差大的地区进行作业的情况下影响大，寻求尽快得到改善。[0023]因此，在使用聚氨酯盘的情况下，选择由基于温度变化对加捻力的影响尽可能小的材质构成的假捻盘，同时还需要用来使操作环境的温度保持一定的空调，不仅因空调产生设备费，在作业时还需要大量的电力。
[0024]因为这些理由，摩擦假捻盘部件的部分使用者放弃了耐热性存在问题的聚氨酯制盘的使用，而使用另一种材料的、从开发初期阶段就被用于拉伸假捻机的摩擦假捻盘的耐热性良好的陶瓷，以提高其功能性为目标的使用者也有很多，还申请了大量与其有关的专利(专利文献7)。
[0025]但是，由于陶瓷盘是在具有凹凸的盘表面上机械地卡住POY来进行加捻，因而在对纤维柔软的尼龙POY进行假捻加工时，由纤维破损导致的强度降低即所谓的韧性下降的问题少，但在纤维硬的聚酯POY的情况下，即使花费了各种工夫，结果仍不能避免在与盘表面接触的加捻动作时带来损伤，存在加工后的POY的强度无论如何都会降低这样重大的缺点。
[0026]进而，大多会产生因POY与硬的陶瓷盘表面摩擦而产生的、被称为雪花(白粉)的被切断的POY残渣，若提高POY的移动速度的话，也有因为容易滑动所以不能进行高速加工这样的问题。并且，现状为`陶瓷制盘每个的制造成本高，可判断为在经济性方面也不利。
[0027]因此，也有对将陶瓷盘的与POY的接丝面的边缘形成圆形，防止POY断丝研究的事例(专利文献8)，但在像现在这样的加工丝速度超过每分钟1000m的高速加工时，将POY机械地卡住的加捻力降低，或者大量丝在机械卡住时被切断，实用水平的充分捻丝变得不充分，因此，实际上可认为在聚酯POY的拉伸假捻加工中采用陶瓷盘的例子仍然少。
[0028]如上所述，提出了多个专利申请，也对除了聚氨酯橡胶、陶瓷以外是否还有优异的各种摩擦假捻部件进行了研究，但实际上，在聚酯POY的拉伸假捻加工的情况下，目前仍以聚氨酯橡胶制摩擦假捻盘为主力，可以说是几乎不采用除此以外的摩擦假捻部件。
[0029]现有技术文献
[0030]专利文献
[0031]专利文献1:日本特开昭60-9137号公报
[0032]专利文献2:日本特开昭63-28924号公报
[0033]专利文献3:日本特开昭59-157338号公报
[0034]专利文献4:日本特开昭55-103328号公报
[0035]专利文献5:日本特开平6-17331号公报
[0036]专利文献6:日本特开平6-240528号公报
[0037]专利文献7:日本特开昭55-76127号公报
[0038]专利文献8:特许第3329622号公报
[0039]非专利文献
[0040]非专利文献I 7〗^ ^ >卜加工技術7 二二 7 > (长纤维加工技术指南)(上卷)161页、7.12摩擦直捻式结构的假捻机”(昭和51年(1976年)5月15日，日本纤维机械学会发行)
[0041]非专利文献2:“7 ^ 7 >卜加工技術^ 二二 7 > (长纤维加工技术指南)(下卷)125页、4.1.2摩擦直捻式DTY机”(昭和51年(1976年)5月15日，日本纤维机械学会发行)
【发明内容】
[0042]发明要解决的问题
[0043]因此，本发明的目的在于提供一种摩擦假捻式的拉伸假捻机的假捻装置用摩擦盘，其与目前常用的聚氨酯橡胶制摩擦假捻盘相比，耐热性及耐老化性优异，即使在严酷的高温高湿度下的条件下使用时，也没有由水解导致的耐久寿命的降低。
[0044]此外，提供一种摩擦假捻式的拉伸假捻机的假捻装置用摩擦盘，其与聚氨酯制摩擦假捻盘相比，搓捻力的变化受作业温度气氛的影响小，即使不进行温度调节也能够进行高品质的POY加工，因此能够大幅消减空调所需的电力费用，且即使POY原丝所含的油剂种类不同，橡胶表面也不溶胀，耐油性良好。
[0045]进而，提供一种划时代的摩擦假捻式的拉伸假捻机的假捻装置用摩擦盘，其与陶瓷制盘相比，在使用中难以发生断丝，寿命长。
[0046]用于解决问题的方法
[0047]因此，本发明是为了实现上述目的而提出的，将以下的(I)?(3)所示的内容作为
其主旨。
[0048](I) 一种摩擦假捻盘，其特征在于，为在拉伸假捻机的假捻装置中使用的摩擦假捻盘，摩擦假捻部由将结合17?44重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶进行过氧化物硫化而成的橡胶部件构成，且该过氧化物硫化橡胶部件在气氛温度25°C、依据JIS K6253的测定方法下的橡胶硬度，以JIS-A硬度计为65?95，用依据JIS K7244-4 (IS06721-4)的拉伸振动试验方式，在气氛温度60°C、频率60Hz下测定的粘弹性成分tan S为0.15以下。
[0049](2)根据(I)所述的摩擦假捻盘，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶为相对于100重量份氢化丁腈橡胶配合有10?100重量份甲基丙烯酸锌和/或丙烯酸锌的氢化丁腈橡胶。
[0050](3)根据(I)或(2)所述的摩擦假捻盘，其特征在于，摩擦假捻部橡胶部件的抗拉强度是用依据JIS K6251的测定方法，从假捻部的橡胶部件切削加工成厚2mm、宽5mm的橡胶环，在25°C,以500mm/min测定的抗拉强度为30Mpa以上。
[0051]这里，过氧化物硫化橡胶部件的橡胶硬度以JIS-A硬度计小于65时，耐磨损性差，耐久性也差。橡胶硬度以JIS-A硬度计超过95时，即使tan S在本发明的范围以内，与POY接触的橡胶表面的变形也过小，因此不能确保充分的搓捻力。
[0052]进而，由橡胶部件构成的摩擦假捻盘，其特征在于，用依据JIS K7244-4(IS06721-4)的温度60°C的拉伸振动方式的动态粘弹性试验方法，该橡胶硬度范围的部件在频率50Hz时的tan 8比0.15小。
[0053](I)的试验方法中60°C的tan S比0.15大的情况下，虽然与橡胶硬度有关，但动态橡胶弹性变低，加捻力降低，可以说是难以用于实用的摩擦假捻盘。
[0054]耐久性更良好的摩擦假捻盘，还可以通过使用进一步改良了上述配合的、配合有10?100重量份以上甲基丙烯酸锌和/或丙烯酸锌的过氧化物硫化橡胶材质来实现。但是，即使是该情况下，橡胶硬度或tan 6的数值范围也显然需要在上述(I)所规定的数值范围内。
[0055]此外，(3)所规定的抗拉强度为30Mpa以上的情况下，也能够得到抗拉强度越强，则具有耐磨损性越好、耐久寿命越长等更良好的性能的摩擦盘。[0056]本发明的氢化丁腈橡胶(以下，有时也被称为HNBR。)制摩擦假捻盘，与聚氨酯橡胶制盘相比，耐热性超群地良好，因此，即使拉伸假捻机的气氛温度大幅变化，分子结构及加捻力也几乎没有变化，几乎不需要控制设置工厂内的温度，其也关系到电力费用的大幅节约。
[0057]此外，一般而言，已知氢化丁腈橡胶的过氧化物硫化物与硫磺硫化物相比弹性高，但过氧化物硫化物中的特定物性范围的过氧化物硫化物具有与现行的聚氨酯橡胶相当的实用水平的加捻力，这是由本发明人首次发现的。并且，通过使用将氢化丁腈橡胶的腈含量、过氧化物硫化、橡胶硬度及tan 8限制在一定范围内的橡胶部件，本发明的HNBR制摩擦假捻盘能够发挥优异的性能，该摩擦假捻盘，由于其性能高，因此对于纤维业界来说将成为全新的划时代的技术。
[0058]发明效果
[0059]为了表现出本发明的HNBR制摩擦假捻盘的优异性能，将使用了其他各种摩擦假捻部件的摩擦假捻盘作为比较例进行后述。
[0060]本发明的HNBR制摩擦假捻盘，与比较例中所示的聚氨酯制等使用了其他各种摩擦假捻部件的摩擦假捻盘相比，不仅具有适度的摩擦系数，还具有适度的弹性，因此摩擦假捻部件能够得到目标的优异的加捻力。
[0061]进而，因为具有良好的耐热性，耐磨损、耐油性也优异，所以能够高效且高速地长期对POY进行拉伸假捻。并且，基于油剂，尤其是纤维油剂引起的溶胀也比现有的聚氨酯制盘少，因此会带来摩擦假捻盘的寿命与现有的聚氨酯橡胶制盘相比明显延长这样的显著效果。
[0062]并且，本发明的HNBR制摩擦假捻盘，与机械加捻性的陶瓷盘不同，难以切断P0Y，由该摩擦假捻盘导致拉伸假捻的POY的性能降低这种情况也与聚氨酯橡胶制盘基本上相同程度地少，可以说是理想的摩擦假捻盘用部件。
[0063]此外，与陶瓷盘同样地，虽然与设置拉伸假捻机的工厂的温度气氛有关，但实际使用时的搓捻力也几乎没有变化，因此即使几乎不进行在聚氨酯橡胶制盘的情况下所需的温度调节，也能够比陶瓷盘更高速地生产稳定的品质良好的拉伸加工POY丝。
[0064]因此，不仅不需要高价的调温设备，而且还能够大幅节约在使用聚氨酯橡胶制盘时的温度调节所需的电费。
[0065]由于现有技术中，聚酯制POY用的摩擦假捻装置的假捻盘，实际上仅使用耐热性低的聚氨酯橡胶制部件，因此，用一级加热器将POY加热至软化点附近后，需要冷却至相当低的温度。但根据本发明，能够格外提高假捻盘的耐热性，今后通过采用本发明的HNBR制摩擦假捻盘，即使在摩擦假捻盘与POY原丝的接触面经常为150°C的气氛下也能够使用，因此，例如也隐藏着即使在使用软化温度高的纤维材料的情况下，也能够大幅缩短冷却区域的板等，对拉伸假捻机的本体的设计也能发生划时代地改变的可能性。
[0066]进而，由于聚氨酯制盘主要通过浇注成型将成型原材料进行成型，因而存在脱模时间变长的倾向，但本发明的HNBR制摩擦假捻盘，与一般的合成橡胶材质同样,可通过加压成型来制得，因此，若适当选定恰当的加压热板温度和氢化丁腈橡胶的配合、模具的型腔数设计，则能够以较短时间将大量产品从加压模具脱模，也能够以与聚氨酯盘相同或在其以下的恰当价格进行量产销售。【专利附图】
【附图说明】[0067]图1为表示配置了 3个单元本发明的假捻装置的一个例子的图。
[0068]图2为本发明的拉伸假捻机用带凸起盘的一个例子的主视图。
[0069]图3为本发明的拉伸假捻机用带凸起盘的一个例子的平面图。
[0070]图4为本发明的拉伸假捻机用无凸起盘的一个例子的主视图。
[0071]图5为本发明的拉伸假捻机用无凸起盘的一个例子的平面图。
[0072]图6为本发明中使用的聚酯POY的两种截面形状。
[0073]图7为一般的二段加热器方式拉伸假捻机的结构图。
【具体实施方式】
[0074]以下，对本发明进行具体说明。
[0075]本发明中所谓的假捻装置是指装配有多个公知的拉伸假捻机中使用的旋转部件而成的假捻装置，拉伸假捻机通常配置有多个假捻装置。例如，将配置有三轴假捻装置的例子示于图1中。该单轴假捻装置(A)由多个支承部件(未图示)、及可分别在该部件上旋转且根据需要安装在轴方向上的氢化丁腈橡胶(HNBR)制摩擦假捻盘(I)组成。这些盘(I)以高速旋转，POY (丝状体)(2)与其表面接触，同时以高速移动。
[0076]接着，将本发明的假捻装置用HNBR制带凸起盘的一个例子的主视图示于图2中，平面图示于图3中。该假捻装置用HNBR制盘(I)是将端部被加工成曲面并与POY接触的环状部分(7)、及与其具有同一平面的平板(6) —体化而形成的，所述平板(6)在其中央部突设有树脂制的凸起(4)，该树脂制的凸起(4)由具有中空部(5)的管状体构成。
[0077]此外，同样地，将本发明的无凸起的假捻装置用HNBR制盘的一个例子的主视图示于图4中，平面图示于图5中。
[0078]本发明的HNBR制盘的一个例子由在上述特定的氢化丁腈橡胶(HNBR)成分中使用了一定量的配合剂以能够赋予高硬度、高弹性配合的过氧化物硫化橡胶构成。其他例子为由在上述特定的氢化丁腈橡胶(HNBR)成分中配合有一定量的甲基丙烯酸锌和/或丙烯酸锌的高硬度、高弹性的过氧化物硫化橡胶构成。
[0079]作为所述特定的氢化丁腈橡胶(HNBR)成分，可使用结合17~44重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶，作为具体的氢化丁腈橡胶可以例示有日本瑞翁的Zetpol2000、2010、2011、2020、2030、3110 (商品名);朗盛株式会社的 TherbanA3406、A3407、A3607、C3446、C3467、B3627 (商品名)等。
[0080]此外，作为增强剂，可例示有一般的高活性、中活性的干式和湿式的白炭黑类，例如 Nipsil VN3(日本 silica 制)、Ultrasil VN3,UltrasiI VN2(盈创德固赛制)、Zeosil500V(多木化学制)、AEROSIL R972, AER0SIL R974 (东新化成株式会社制)等。
[0081]作为本过氧化物硫化中使用的有机过氧化物硫化剂，可例示有日本油脂的 PERCUMYL D、D40、PERHEXA3M、3M-40、PERBUTYL P、Perxymon F40、PERHEXA25B、PERHEXA25B-40 (商品名)；kayakuakzo 的 KAYAKUMIL D-40K、TRIG0N0X29、TRIG0N0X29/40、PERKAD0X14、PERKAD0X 14/40、KAYAHEXA AD、KAYAHEXA AD/40 (商品名)；三建化工的SANPEROX DCP、SANPEROX CY-1 ? 1、SANPEROX TY-1 ? 3、SANPEROX AHTO (商品名)；ARKEMA吉富的 Luperox500T、500_40C、Lupasol231、Lupasol231_XL、Luperox802> Luperco802XL>Lupasol 101、LupercolOl-XL (商品名)等。[0082]并且，除上述以外，过氧化物硫化用共交联剂也可以使用一般的如缩写为TMP、EG、MAAZn, AAZn的橡胶配合试剂，也可以使用化学名分别为三羟甲基三丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸锌、二丙烯酸锌等过氧化物硫化用共交联剂，即作为商品名，可以例示有 san-ester eg、san-ester TMP,SAN-ESTER SK-30、SANFEL BM-G (以上为三新化学);Actor ZA,Actor ZMA (以上为川口化学工业);LIGHT ESTER EG、LIGHT ESTERTMP (以上为共荣化学);H1-Cross M、Hi_Cross M-P,H1-Cross ED-P,H1-Cross GT (以上为精工化学工业);ACRYESTER EG、ACRYESTER TMP (以上为三菱丽阳);TIKE (日本油脂);R_20S(浅田化学工业)；NSS0B-PB (日本曹达)；Actor BMR、HVA-2 (杜邦)等。
[0083]并且，作为本专利中例示的粘弹性的测定装置，可例示有TA仪器公司的Q800、RSAIII ;株式会社A&D公司的Rheovibron动态粘弹性自动测定仪DDV_01FP、25FPV等。
[0084]关于本发明的氢化丁腈橡胶(HNBR)制摩擦假捻盘的制法
[0085]本发明的HNBR制摩擦假捻盘，例如可以按照下述所示制得。
[0086]首先，使用橡胶混炼用辊等将适量的所述氢化丁腈橡胶(HNBR)卷缠到辊上，接着混合硫化促进剂、填充剂、硬脂酸等加工助剂、以及适量的白炭黑类、甲基丙烯酸锌或丙烯酸锌等。将其充分混合后，从混炼辊的杆上分离并倒出。再次将倒出的混炼原料最后混合适量的过氧化物硫化剂，完成生橡胶原料。
[0087]接着，将另外制得的由树脂制的凸起和平板构成的成型体，预先插入通过加压成型机的上下热板加热保温在一定温度的加压成型用模具中。向其中浇注所述混炼原料，在使温度、压力及硫化时间设为一定的条件下进行加压加热，加压成型。然后，从加压模具中取出该成型物，将表面，尤其是与POY接触的面精加工成一定的平滑的面。
[0088]并且，作为构成所述成型体的树脂是在使用中不变形的树脂，只要是通常用于假捻用摩擦盘的树脂即可，任何树脂都可以，但具体地，可举出聚甲醛(P0M)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯树脂。
[0089]该盘的橡胶硬度为JIS-A硬度65?95，但尤其优选为具有JIS-A硬度80?94的硬度。该硬度小于65时，有耐磨损性降低、寿命变短等方面的问题；若超过95，则在本发明的氢化丁腈橡胶制盘的接触面上加工的POY容易滑动，拉伸假捻效果变差。
[0090]此外，本发明的HNBR制摩擦假捻盘尤其优选由下述橡胶部件形成，所述橡胶部件由使用了结合44重量％以下丙烯腈量的氢化丁腈橡胶的过氧化物硫化而形成。若使用腈含量超过44重量％，即所谓的极高腈的氢化丁腈橡胶来制成盘，则虽然可得到耐油性良好的盘，但成为搓捻性目标的橡胶弹性不充分高，尤其要紧的加捻力降低，捻数可能不足。相反地，在结合丙烯腈量小于17重量％的情况下，耐油性恶化，对POY (2)进行拉伸加工操作时，易受到添加到POY原丝(10 )中的油剂的影响。
[0091]接着，作为将氢化丁腈橡胶进行硫化的方式，有硫磺硫化配合和过氧化物硫化配合两种，但在本发明中采用过氧化物硫化方式。其理由是用硫磺硫化配合形成氢化丁腈橡胶制盘时，由于橡胶弹性显著降低，因此在氢化丁腈橡胶制盘的接触面上加工的POY容易滑动，拉伸假捻效果变差，得不到规定的捻数。
[0092]此外，若本发明的HNBR制摩擦假捻盘使用由相对于100重量份上述腈含量范围的氢化丁腈橡胶配合有10?100重量份甲基丙烯酸锌和/或丙烯酸锌而成的过氧化物硫化构成的橡胶材质，则可得到耐久性提高的更优选性能的产品。[0093]这里，虽然配合有甲基丙烯酸锌等的过氧化物硫化的氢化丁腈橡胶本身是已知的，但在氢化丁腈橡胶中配合有10?100重量份甲基丙烯酸锌等的橡胶材料提高作为拉伸假捻盘的耐磨损性、延长寿命，同时提高搓捻性，是本发明人首次发现的。
[0094]配合有甲基丙烯酸锌等的过氧化物硫化的氢化丁腈橡胶，与例如配合有旭碳制炭黑SEAST S (商品名)、日本silica的Nipsil VN3 (商品名)白炭黑等其他增强填充剂的过氧化物硫化的氢化丁腈橡胶相比，大多情况下不仅强韧且橡胶弹性也良好，在氢化丁腈橡胶制盘的接触面上加工的POY难以滑动，因此拉伸假捻效果变得良好，存在可得到即使高速拉伸假捻加工也能满足的捻数的倾向，可优选使用。
[0095]进而，本发明人对关于何种程度的腈含量的氢化丁腈橡胶作为该拉伸假捻机用盘用则加捻性优异，何种程度的甲基丙烯酸锌等的配合量有益于该拉伸假捻机用盘的功能，包含橡胶硬度的用于摩擦原材料时优异的特性等进行了反复研究，并完成了本发明，使用本发明的氢化丁腈橡胶材料的拉伸假捻机用盘的开发，是在纤维业界的首次尝试。
[0096]下面，参照附图，对本发明的的实施方式进行说明。
[0097]实施例
[0098]以下，列举实施例，对本发明进行具体说明，但本发明不能说是限于该实施例。
[0099][实施例1]
[0100]将500重量份结合36重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶卷缠到8英寸橡胶混炼辊上进行素炼，向其中加入25重量份氧化锌、5重量份硬脂酸、抗老化剂、白色系增强剂、着色剂，进而充分混合100重量份Actor ZMA (川口化学工业制甲基丙烯酸锌)及其他添加剂后，从辊上分离并自然放置。
[0101 ] 接着，将该橡胶混炼原料再次卷缠到混炼辊上，混合35重量份PERCUMYL D40 (日本油脂株式会社制过氧化物硫化剂)，制成混炼原料A。将该橡胶原料A用8英寸橡胶混炼棍准备厚5mm的未硫化橡胶片。
[0102]将由该A构成的未硫化橡胶片在165°C，使用平板模具加压硫化25分钟，制成2mm厚的过氧化物硫化片。将该片A在室温25°C的房间内放置6小时以上后，用依据JIS K6253的测定方法测定橡胶硬度的话，则以JIS-A硬度计为82。
[0103]进而，因为图1的P0Y(2)的假捻装置入口附近的温度为80°C以上的高温，所以如下所示对本发明的HNBR制摩擦假捻盘的耐热性进行了确认。
[0104]依据JIS K6251，以2号哑铃对25°C、80°C及120°C气氛下的抗拉强度进行了测定，结果分别为 39.5Mpa、15.1Mpa 及 9.6Mpa。
[0105]此外，如下所示，对本发明的HNBR制摩擦假捻盘在高温下长期暴露时的老化特性进行了确认。
[0106]由上述片冲压成2号哑铃，在设定了温度150°C的电炉中放置4周后，在25°C，依据JIS K6251测定了抗拉强度，结果为36Mpa，能够确认到极其优异的耐热老化性。
[0107]此外，将在同样条件下自然放置的片依据JIS K7244-4及JIS K6255进行测定的话，在60°C，频率60Hz时的tanS为0.105。
[0108]接着，将另外制得的无树脂制的凸起而仅有平板的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成型体(平板部分:外径45mm、厚9mm,中空部分的内径12.0mm),预先装配到将上下热板保温在165°C并在橡胶用加压装置中保温的成型用模具中，向其中浇注所述成片为厚5mm的混炼原料A，加热30分钟，在一定压力下加压，制成加压成型品。然后，将该成型物进行精加工以使外周部成为规定的R形，并精加工成(P 54.1 (外径)X (pi2.0 (内径)X 9.0mm (平板部的厚度)。该盘表面，尤其是与POY接触的外周的R面精加工成平滑的面。
[0109]此外，由本实施例1中制得的摩擦假捻盘切割加工成厚2mm、宽5mm的橡胶环，将该环在室温下放置4小时后，依据JIS K6251测定以500m/min进行拉伸的抗拉强度，结果为33.5Mpa0
[0110]并且，为了不仅对硫化橡胶片的动态粘弹性特性，还对作为本发明的该HNBR制摩擦假捻盘制品的动态粘弹性进行确认，将与在该试验中使用的制品相同的未使用品的橡胶外周部切削加工成2mm厚的环状，并加工成厚2mm、宽5mm、长40mm的长条形后，依据JISK7244-4测定在测定温度60°C、频率60Hz时的tan 6，结果与硫化橡胶片的动态粘弹性特性基本相同，为0.120的值。
[0111]将该盘用如下假捻装置进行了 4例同时比较试验，所述假捻装置使用了 4张可以说是目前耐久性与搓捻性的平衡最好的盘之一的、橡胶硬度以JIS-A硬度计为85的同一样式的聚氨酯制假捻盘。
[0112]其结果是，使用本发明的HNBR制摩擦假捻盘的话，4例均能够生产与所述聚氨酯制假捻盘同等程度手感的膨松P0Y，证明了其具有与所述聚氨酯制假捻盘同等程度的搓捻性。
[0113]进而，其中的I例中，使用不是现有的图6的(8)那样的截面形状为圆形的P0Y，而是截面形状为图6的(9)那样的例如帝人的聚酯长纤维的商标Silpearl、可乐丽的聚酯长纤维的商标Clavella、尤尼吉可的聚酯长纤维的商标Silmie5那样的POY的截面形状为长三角形的所谓异形截面POY来进行拉伸假捻加工。
[0114]使用该异形截面POY时，本发明的HNBR制摩擦假捻盘，在使用了 9个月以上后还能够生产出没有捻丝不足、捻丝不均且有一定膨松性的P0Y，表明本发明的假捻盘能够没有磨损地使用，与所述的现状中耐久性最好的聚氨酯制假捻盘之一相比，表现出更优异的耐久性。
[0115][比较例I]
[0116]作为使用了异形截面POY的实施例1的同时比较试验的对象，使用现有产品的聚氨酯制假捻盘进行了比较试验。
[0117]并且，聚氨酯制假捻盘，其所使用的加工成的聚酯POY越粗越易磨损，寿命越短，且根据聚氨酯制假捻盘的种类、假捻装置中所使用的张数而存在大的差别，但在通常的圆形截面形状的75旦的情况下为约2年?1.5年；在该截面形状的150旦的情况下为1.5年?I年；在该截面形状中最粗的300旦的情况下，磨损严重，为10个月?7个月；在异形截面的情况下，比上述300旦更易磨损，因此寿命更短。
[0118]实际上，在使用上述聚氨酯制假捻盘的试验中，由于该异形截面的锐利的侧面形状，聚氨酯制假捻盘的接丝面被削去，假捻盘的接丝面的损伤严重，假捻盘的寿命短，即使使用所述耐久性最好的聚氨酯制假捻盘，也会在4个月左右的短时间磨损橡胶表面，不可能使用4个月以上的时间。
[0119]进而，为了确认由与比较例I基本相同的成分构成的相同硬度的聚氨酯制假捻盘的耐热性和耐热老化性，制成厚约2mm的聚氨酯橡胶片，用与实施例1同样的方法进行了试验。
[0120]其结果是在25 °C、80 °C及120 °C气氛下的抗拉强度分别为41.5Mpa、10.4Mpa、
4.5Mpa。
[0121]从该结果可以确认，聚氨酯制假捻盘仅在25°C的情况下表现出比实施例1的抗拉强度稍微优异的结果，但在实际作业运转时的搓捻装置附近温度即80°C及120°C时，仅为实施例1的一半程度的强度，在假想为实际作业时的使用条件下，与实施例1相比，抗拉强度更差，与本发明的HNBR制摩擦假捻盘相比，耐磨损性差。
[0122]此外，与实施例1同样地，在将比较例I的2号哑铃在150°C的电炉中放置4周后的长期耐热老化特性中，其强度基本降低到零，能够再次确认到聚氨酯制假捻盘的耐热性与本发明的HNBR制摩擦假捻盘相比更差。
[0123][比较例2]
[0124]与实施例1同样地制成以下配合的硫磺硫化HNBR制假捻用盘。
[0125]将500重量份的结合25重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶卷缠到8英寸橡胶混炼辊上，进行素炼，向其中充分混合25重量份氧化锌、5重量份硬脂酸、抗老化剂、白色系增强剂及着色剂，然后从辊上分离并自然放置。
[0126]接着，将该橡胶混炼原料再次卷缠到混炼辊上，混合10重量份accel DM (川口化学制简称MBTS)、1.5重量份accel TMT (川口化学制简称TMTM)和7.5重量份沉降性硫磺(鹤见化学制)作为硫化促进剂，制成混炼原料B。将该橡胶原料B在8英寸橡胶混炼辊上成片，并准备厚5mm的未硫化橡胶片B。
[0127]将该橡胶原料B用与实施例1同样的方法进行加压硫化，制成2mm厚的硫磺硫化片。将该片B在室温25°C的房间内放置6小时以上后，用依据JISK6253的测定方法测定橡胶硬度的话，则以JIS-A硬度计为78。
[0128]此外，将在同样条件下自然放置的片依据JIS K7244-4进行测定的话，则在60°C，频率60Hz时的tan S为0.185，该值在本发明的范围外。
[0129]接着，用与实施例1同样的方法，精加工成(p 52.0 (外径)X (pl2.0 (内径)X9.0mm(平板部的厚度)。该盘的表面，尤其是与POY接触的外周的R面精加工成平滑的面。
[0130]接着，将该盘安装到假捻装置上，使用现有的截面形状为通常的圆形的POY进行拉伸假捻加工，在相同的搓捻条件下进行了同时比较试验，所述假捻装置用与实施例1相同制造商的聚氨酯制，使用了 5张(p 52.0 (外径)X(pi2.0 (内径)X9.0mm (平板部的厚度)的假捻盘。
[0131]其结果是比较例2的硫磺硫化盘，搓捻性差，捻丝不够充分，不能用作假捻盘。
[0132]并且，若用与实施例1同样的方法来确认比较例2的摩擦假捻盘的动态粘弹性，测定在测定温度60。。、频率60Hz时的tan 6的话，则为0.200。
[0133][比较例3]
[0134]与实施例1同样地制成以下配合的假捻用盘。
[0135]将500重量份的结合36重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶卷缠到8英寸橡胶混炼辊上，进行素炼，向其中充分混合25重量份氧化锌、5重量份硬脂酸、抗老化剂、增塑剂、白色系增强剂及着色剂等，然后从辊上分离并自然放置。
[0136]接着，将该橡胶混炼原料再次卷缠到混炼辊上，混合30重量份PERCUMYL D40 (日本油脂株式会社制过氧化物硫化剂)，制成混炼原料C。将该橡胶原料C在8英寸橡胶混炼棍上成片，并准备厚5mm的未硫化橡胶片。
[0137]将由该C构成的未硫化橡胶片在165°C，使用平板模具加压硫化25分钟，制成2mm厚的过氧化物硫化片。将该片C在室温25°C的房间内放置6小时以上后，用依据JIS K6253的测定方法测定橡胶硬度的话，则以JIS-A硬度计为80。
[0138]此外，将在同样条件下自然放置的片依据JIS K7244-4进行测定的话，在60°C，频率60Hz时的tan S为0.195，该值在本发明的范围外。
[0139]接着，将该盘安装到假捻装置上，使用现有的截面形状为通常的圆形的POY进行拉伸假捻加工，进行了 3例同时比较试验，所述假捻装置用与实施例1相同制造商的聚氨酯制，使用了 5张q>54.1 (外径)X Cp 12.0 (内径)X 9.0mm (平板部的厚度)的假捻盘。
[0140]其结果是比较例3的盘，3例全部为搓捻性差，捻丝不够充分，因此不能用作假捻盘。
[0141]并且，用与实施例1同样的方法，确认比较例3的摩擦假捻盘的动态粘弹性，测定在测定温度60。。、频率60Hz时的tan 6的话，则为0.210。
[0142]并且，由本比较例3中制得的摩擦假捻盘切割加工成宽5mm、厚2mm的橡胶环，将该环在室温下放置4小时后，依据JIS K6253以500m/min进行拉伸的抗拉强度为27.5Mpa。
[0143][比较例4]
[0144]与实施例1同样地制成以下配合的假捻用盘。
[0145]将500重量份的结合36重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶卷缠到8英寸橡胶混炼辊上，进行素炼，向其中充分混合25重量份氧化锌、5重量份硬脂酸、抗老化剂、增塑剂、白色系增强剂及着色剂等，进而与实施例1同样地充分混合可期待提高橡胶弹性的Actor ZMA(川口化学工业制甲基丙烯酸锌)150重量份后，从辊上分离并自然放置。
[0146]接着，将该橡胶混炼原料再次卷缠到混炼辊上，混合35重量份PERCUMYL D40 (日本油脂株式会社制过氧化物硫化剂)，制成混炼原料D。将该橡胶原料D在8英寸橡胶混炼棍上成片，并准备厚5mm的未硫化橡胶片。
[0147]将由该D构成的未硫化橡胶片在165°C，使用平板模具加压硫化25分钟，制成2mm厚的过氧化物硫化片。将该片D在室温25°C的房间内放置6小时以上后，用依据JIS K6253的测定方法测定橡胶硬度的话，则以JIS-A硬度计为85。
[0148]并且，将在与实施例1同样的条件下自然放置的片D依据JIS K7244-4及JISK6255进行测定的话，则在60°C，频率60Hz时的tan 6 = 0.22，该值在本发明的范围外。
[0149]接着，将该盘安装到假捻装置上，使用现有的截面形状为通常的圆形的POY进行拉伸假捻加工，在相同的搓捻条件下进行了 3例同时比较试验，所述假捻装置用与实施例1相同制造商的聚氨酯制，使用了 5张(p52.0 (外径)X (p 12.0 (内径)X9.0mm (平板部的厚度)的假捻盘。
[0150]其结果是比较例4的盘，3例全部为搓捻性差，捻丝不够充分，因此不能用作假捻盘。
[0151]并且，用与实施例1同样的方法确认比较例4的摩擦假捻盘的动态粘弹性的话，则在测定温度60°C、频率60Hz时的tan 6值为0.23。
[0152]由本比较例4中制得的摩擦假捻盘切割加工成宽5mm、厚2mm的橡胶环，将该环在室温下放置4小时后，依据JIS K6253以500m/min拉伸的抗拉强度为33.8Mpa。
[0153]如以上所述，现有的聚氨酯制的摩擦假捻盘(比较例I)、硫磺硫化的HNBR制摩擦假捻盘(比较例2 )、过氧化物硫化但在60 °C，频率60Hz时的tan 6值在本发明外的HNBR制摩擦假捻盘(比较例3、4)均比本发明的HNBR制摩擦假捻盘的性能差，不能用于长期使用中。
[0154]工业实用性
[0155]本发明涉及在纤维业界中使用的拉伸假捻机的假捻装置，更详细地，涉及通过将由大量聚酯或尼龙等连续的长纤维构成的、被称为POY的丝状体直接与盘外周面接触，用来对该POY进行搓捻的拉伸假捻机的摩擦假捻式假捻盘。
[0156]本发明的HNBR制摩擦假捻盘，与现有的聚氨酯橡胶制摩擦假捻盘相比，耐热性及耐老化性优异，即使在严酷的高温高湿度下的条件下使用时，也没有因水解导致的耐久寿命的降低，因此能够提供一种高品质、高性能的摩擦假捻式的拉伸假捻机的假捻装置用摩擦盘。
[0157]此外，本发明的HNBR制摩擦假捻盘，与聚氨酯制摩擦假捻盘相比，搓捻力难以受到作业温度气氛变化的影响，因此能够提供一种如下的摩擦假捻式的拉伸假捻机的假捻装置用摩擦盘，其即使不进行温度调节，也能够进行高品质的POY加工，因此可大幅消减空调所需的电力费用，且即使POY原丝所含的油剂种类不同，橡胶表面也不溶胀，耐油性良好。
[0158]进而，本发明的HNBR制摩擦假捻盘，能够提供一种划时代的摩擦假捻式的拉伸假捻机的假捻装置用摩擦盘，其与陶瓷制盘相比，在使用中难以发生断丝、寿命长。
[0159]符号说明
[0160]I摩擦假捻盘
[0161]2 聚酯 POY
[0162]3摩擦假捻盘固定用轴
[0163]4凸起部
[0164]5轴用孔
[0165]6树脂部
[0166]7橡胶部
[0167]8截面形状为圆形的POY
[0168]9异形截面形状(三角形)的POY
[0169]10 POY 原丝
[0170]11第一把持部(第一进料器)
[0171]12第一加热器
[0172]13冷却板
[0173]14摩擦假捻装置
[0174]15第二把持部(第二进料器)
[0175]16第二加热器
[0176]17第三把持部(第三进料器)
[0177]18拉伸假捻加捻加工完成的POY
[0178]19拉伸假捻加捻加工完成的POY卷绕用纸管[0179]Tl加捻张力(g)
[0180]T2解捻张力(g)。
【权利要求】
1.一种摩擦假捻盘，其特征在于，为在拉伸假捻机的假捻装置中使用的摩擦假捻盘，摩擦假捻部由将结合17?44重量％丙烯腈的氢化丁腈橡胶进行过氧化物硫化而成的橡胶部件构成，且该过氧化物硫化橡胶部件在气氛温度25°C、依据JIS K6253的测定方法下的橡胶硬度，以JIS-A硬度计为65?95，用依据JIS K7244-4即IS06721-4的拉伸振动试验方式，在气氛温度60°C、频率60Hz测定的粘弹性成分tan S为0.15以下。
2.根据权利要求1所述的摩擦假捻盘，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶为相对于100重量份氢化丁腈橡胶配合有10?100重量份甲基丙烯酸锌和/或丙烯酸锌的氢化丁腈橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的摩擦假捻盘，其特征在于，摩擦假捻部橡胶部件的抗拉强度是用依据JIS K6251的测定方法，将切削加工成厚2mm、宽5mm、摩擦假捻部橡胶部件直径的橡胶环在25°C,以500mm/min测定的抗拉强度为30Mpa以上。
【文档编号】C08L9/02GK103649392SQ201280033602
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年5月9日 优先权日:2012年2月27日
【发明者】后藤义一 申请人:后藤义一, 山清工业株式会社, 曼加勒辛格兄弟私营公司, 株式会社细谷橡胶工业