(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を搬送ローラーに密着させるために用いる樹脂製エプロンローラーであって、最内周部にベアリングを内部に有する軸受け部を有し、外周部が１×１００〜１×１０８Ωの表面抵抗を有する導電性樹脂からなることを特徴とする樹脂製エプロンローラー。
【請求項２】
導電性樹脂が、ポリアリーレンスルフィド樹脂とカーボンブラックを含有する樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１記載の樹脂製エプロンローラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糸に撚りをかけたり捲縮加工を行う延伸仮撚機等で用いる樹脂製エプロンローラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、図１に示す様な糸に撚りをかけたり捲縮加工を行う延伸仮撚機等のフィード部分で、フィードローラー３に糸を密着させるエプロンベルト２を支えるエプロンローラー１、１’として、主に鉄（Ｓ４５Ｃ）製又は鉄製ローラーに電気メッキを施したもの、リン酸マンガン皮膜処理を施したもの、樹脂を薄くコーティングしているのもの等が使用されている。これらのローラーは、高荷重を支持して長期間連続的に走行させるために使用され、毎分６０００回転以上という高速で回転しており、かつエプロンベルトと密着しているため該リン酸マンガン皮膜や該樹脂コーティングはすぐに剥げ落ちてしまい、鉄製のローラーが錆びてくる。この錆が糸に付着したり、ローラー内部のベアリングを痛めたりして、製品の不良品化または機械の不具合が生じる等の問題があった。また、延伸仮撚機装置全体からみて、５００〜９００個使われるローラー部品を軽量化することにより、装置の稼働時の消費電力を低減することが求められていた。
さらに、鉄製ローラーは、ボールベアリングを内部に有する軸受け部材を最内部に機械加工を加えて付設しており、該機械加工が煩雑なために、ローラーの生産性が低下する一因になっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、内部に設けるベアリング等の軸受け部分を除いた部分を金属から樹脂に置き換えた樹脂製エプロンローラーを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、エプロンローラーのベアリングを有する軸受け部をインサート成形した導電性樹脂製とすることにより、錆を防止でき、かつ鉄製ローラー製造時におけるベアリング装着での不具合を生じることもなくなり、かつ樹脂に表面抵抗値で１×１００〜１×１０８Ωの導電性を持たせることにより、高速回転時における静電気の発生を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第１の発明によれば、糸を搬送ローラーに密着させるために用いる樹脂製エプロンローラーであって、最内周部にベアリングを内部に有する軸受け部を有し、外周部が１×１００〜１×１０８Ωの表面抵抗を有する導電性樹脂からなることを特徴とする樹脂製エプロンローラーが提供される。
さらに、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、導電性樹脂が、ポリアリーレンスルフィド樹脂とカーボンブラックを含有する樹脂組成物からなることを特徴とする樹脂製エプロンローラーが提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
１．導電性樹脂
本発明のエプロンローラーに用いる導電性樹脂としては、樹脂に導電材をブレンドした組成物が挙げられる。
【０００６】
（ａ）樹脂
樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられ、具体的には、溶融成形性に優れた樹脂として、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリメチルスチレン樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等及びこれら二種以上の混合物を挙げることができる。
これらの樹脂の内、吸湿性が少なく、安定した成形に対応でき、特にインサート成形において、寸法安定性が良好で、耐熱性、耐衝撃性、導電材の分散性等の面からポリアリーレンスルフィド樹脂、特にポリフェニレンスルフィド樹脂（以下ＰＰＳ樹脂ということがある。）が好ましい。
【０００７】
（ｂ）導電材
樹脂にブレンドされる導電材としては、各種の金属や半導体、酸化物系及び硫化物系の導電性材料、及びカーボンブラックもしくはグラファイトが挙げられる。これらの中ではカーボンブラック、特にケッチェンブラックが好ましい。
ケッチェンブラックは、オランダのＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬ社で開発された導電性の非常にすぐれたカーボンブラックであり、ケッチェンブラックＥＣとケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤの２種類があり、ケッチェンブラックＥＣは従来の導電性カーボンブラックに比べ１／２〜１／３の添加量で同等の導電性が得られる。
カーボンブラックの使用量は、樹脂の表面抵抗が１×１００〜１×１０８Ωになるような量を用いる必要がある。例えば、樹脂成分１００重量部に対して、１．５〜２０重量部が好ましく、特に５．０〜１８重量部が好ましい。ケッチェンブラックを使用する場合は、樹脂成分１００重量部に対して、１．５〜１５重量部が好ましい。カーボンブラックの使用量が１．５重量部未満であると、樹脂の表面抵抗が１×１０８Ωを超え、高速回転時に静電気の発生を抑えることができない。また、２０重量部を超えると、成形品の強度及び又は耐衝撃性が低下する。
【０００８】
（ｃ）無機充填材
本発明で用いる導電性樹脂には、機械的強度、耐熱性、寸法安定性、電気的性質等の性能に優れた成形品を得るために、更に必要に応じて、無機充填材を配合することができる。
無機充填材としては、繊維状、粉粒状、板状等の公知の充填材が用いられる。繊維状充填材としては、例えばガラス繊維、アスベスト繊維、炭素繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維、ホウ素繊維、チタン酸カリウム繊維、更にステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物等の無機質繊維状物質が挙げられる。特に代表的な繊維状充填材はガラス繊維、炭素繊維である。粉粒体状充填材としては、例えばシリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、ケイ酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、ケイ藻土、ウォラストナイトのようなケイ酸塩、塩化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナのような金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムのような金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムのような金属の硫酸塩、ハイドロタルサイト、リチウムアルミニウム複合水酸化物塩化物のような複合金属塩化合物、その他炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、各種金属粉末等が挙げられる。板状充填材としては、マイカ、ガラスフレーク、各種金属箔等が挙げられる。チタン酸カリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等のウイスカも使用することができる。これら無機充填材は、一種又は二種以上併用することができる。繊維状充填材、特にガラス繊維又は炭素繊維と粒状及び／又は板状充填材の併用、又はウイスカと粉状充填材の併用は特に好ましい組合わせである。
【０００９】
無機充填材の使用量は、樹脂１００重量部に対して３００重量部以下が好ましく、より好ましくは１０〜２５０重量部である。３００重量部を超えては、成形品の強度及び又は耐衝撃性が低下したり成形が困難となり好ましくない。
上記無機充填材の使用にあたっては、必要ならばシランカップリング剤やチタネート系カップリング剤等の収束剤又は表面処理剤、及び／又は酸化防止剤を使用することができる。これらは、無機充填材を予め表面処理又は収束処理する際に用いるか、又は組成物調製の際に同時に添加してもよい。
【００１０】
２．エプロンローラー
本発明のエプロンローラーは、例えば、図２に示す様な、最内周部にボールベアリングを内部に有する軸受け部１１を有し、導電性樹脂製外周部１２を有するローラーである。本発明のエプロンローラーは、上記のような構成を有していればどのような成形方法によって製造されてもよいが、次のようにしてインサート成形をするのが好ましい。
まず、軸受け部材１１を収容する空隙を有すると共に、外周部１２の形態に対応した空隙を有する金型を用意し、この金型に軸受け部材１１を装填して金型を閉鎖する。次いで、この金型に設けられた樹脂注入口から予め溶融した熱可塑性樹脂または組成物を注入して樹脂外周部１２をインサート成形により成形する。この場合熱可塑性樹脂と繊維系充填材とからなる樹脂組成物を使用することが好ましい。
熱可塑性樹脂を使用する場合、樹脂の熱分解温度未満であって溶融温度以上の熱可塑性樹脂を加熱して金型に射出する。上記のようにインサート成形を行った後、冷却して軸受け部材と樹脂性外周部が一体化されたインサート成形体を取り出す。
より高い寸法精度が要求される場合は、成形品の表面をさらに切削加工することができる。
本発明のローラーおよびその製造方法は、基本的には、上記のような構成を有するものであるが、軸受け部材１１と外周部１２との接触面に溝、凸部等を形成して軸受け部材と外周部の係合状態をより強固にするすることもできる。
【００１１】
【実施例】
以下に本発明について、実施例で詳細に説明する。なお、実施例における試験方法及び原料は、以下の通りである。
１．試験方法
（１）表面抵抗：ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠して測定した。
２．原料
（１）ポリフェニレンスルフィド樹脂：トープレン社製  Ｔ−２
（２）ケッチェンブラック：ＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬ社製  ケッチェンブラックＥＣ
（３）ホウ酸アルミニウムウイスカ：四国化成工業社製  アルボレックス  ＹＳ３
（４）炭酸カルシウム：竹原化学社製  ＳＬ１０００
（５）ガラス繊維：日東紡績社製  ３Ｊ−９１６−Ｓ
（６）軸受け部材：ＮＴＮ社製ボールベアリング  ６０８Ｚ
【００１２】
実施例１
ポリフェニレンスルフィド樹脂４４．５重量％とケッチェンブラック５．５重量％を別々のフィーダーを用いて押出機に供給し、次いで３２０℃、２００ｒｐｍの条件で溶融混練しながら、押出機途中よりホウ酸アルミニウムウイスカ５０重量％を第３のフィーダーを用いて供給してペレットを作成した。得られたペレットを射出成形機に供給し試験片を作成し表面抵抗を測定したところ、４×１０３Ωであった。
【００１３】
軸受け部材を収容する空隙を有すると共に、図２に示すような形態の外周部１２を形成可能な間隙を有する金型に、上記の軸受け部材を装填して金型を閉鎖した。上記で得られたＰＰＳ樹脂組成物を加熱下に金型に注入し導電性樹脂製ローラーをインサート成形により成形した。
得られた導電性樹脂製ローラーを、圧縮空気により、ポリウレタン糸にナイロン、ポリエステル加工糸をカバーリングするエアー・カバーリング・マシン（愛機製作所製ＡＴ−５０１  ＲＷＳＩ）のエプロンローラーとして用い、毎分６，０００回転で５００時間運転したところ、静電気による操糸の乱れもなくかつエプロンベルトのブレもなく安定した稼動が可能であり、稼動時の消費電力も通常の金属製エプロンローラー使用時の約５分の３程度となった。
【００１４】
実施例２
ポリフェニレンスルフィド樹脂４９重量％とケッチェンブラック６重量％を別々のフィーダーを用いて押出機に供給し、第３のフィーダーより炭酸カルシウム４５重量％とを供給した以外は実施例１と同様にペレットを製造した。得られたペレットを射出成形機に供給し試験片を作成し表面抵抗を測定したところ、１×１０４Ωであった。
この樹脂組成物を用いて作成されたエプロンローラーにより実施例１と同様にエアー・カバーリング・マシンを稼動したところ、良好な結果が得られた。
【００１５】
実施例３
ポリフェニレンスルフィド樹脂４９重量％とケッチェンブラック６重量％及び第３のフィーダーより炭酸カルシウム１０重量％を別々のフィーダーを用いて押出機に供給し、第３のフィーダーよりホウ酸アルミニウムウイスカ２０重量％及びガラス繊維１５重量％の混合物を供給した以外は実施例１と同様にペレットを製造した。得られたペレットを射出成形機に供給し試験片を作成し表面抵抗を測定したところ、２×１０３Ωであった。
この樹脂組成物を用いて作成されたエプロンローラーにより実施例１と同様にエアー・カバーリング・マシンを稼動したところ、良好な結果が得られた。
【００１６】
実施例４
ポリフェニレンスルフィド樹脂４９重量％とケッチェンブラック６重量％を別々のフィーダーを用いて押出機に供給し、第３のフィーダーより炭酸カルシウム２５重量％とガラス繊維２０重量％の混合物を供給した以外は実施例１と同様にペレットを製造した。得られたペレットを射出成形機に供給し試験片を作成し表面抵抗を測定したところ、２×１０３Ωであった。
この樹脂組成物を用いて作成されたエプロンローラーにより実施例１と同様にエアー・カバーリング・マシンを稼動したところ、良好な結果が得られた。
【００１７】
実施例５
ポリフェニレンスルフィド樹脂６１．５重量％とケッチェンブラック５．５重量％を別々のフィーダーを用いて押出機に供給し、第３のフィーダーよりガラス繊維３３．０重量％を供給した以外は実施例１と同様にペレットを製造した。得られたペレットを射出成形機に供給し試験片を作成し表面抵抗を測定したところ、７×１０４Ωであった。
この樹脂組成物を用いて作成されたエプロンローラーにより実施例１と同様にエアー・カバーリング・マシンを稼動したところ、良好な結果が得られた。
【００１８】
比較例１
ポリフェニレンスルフィド樹脂６９重量％とケッチェンブラック１重量％を別々のフィーダーを用いて押出機に供給し、次いで３２０℃、２００ｒｐｍの条件で溶融混練しながら、押出機途中よりガラス繊維３０重量％を第３のフィーダーを用いて供給してペレットを作成した。得られたペレットを射出成形機に供給し試験片を作成し表面抵抗を測定したところ、５×１０９Ωであった。
【００１９】
軸受け部材を収容する空隙を有すると共に、図２に示すような形態の外周部１２を形成可能な間隙を有する金型に、上記の軸受け部材を装填して金型を閉鎖した。上記で得られたＰＰＳ樹脂組成物を加熱下に金型に注入し樹脂製ローラーをインサート成形により成形した。
得られた樹脂製ローラーを、圧縮空気により、ポリウレタン糸にナイロン、ポリエステル加工糸をカバーリングするエアー・カバーリング・マシン（愛機製作所製ＡＴ−５０１  ＲＷＳＩ）のエプロンローラーとして用い、毎分６，０００回転で１５時間運転したところ、静電気による操糸の乱れが大きくなり安定した操業が出来なかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のエプロンローラーは、導電性樹脂製とすることにより錆の発生がなくなり、糸の不良が起こらなくなる。また、エプロンローラー１個当たりの重量が減少（約１３０ｇから約４０ｇ／個）することにより、全体で５００〜９００個使われる延伸仮撚機の稼働時の消費電力を低減することができる。ローラー製造時のベアリング嵌め込みによる不具合もなくなり、安価に安定した品質のエプロンローラーを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエプロンローラーを用いる延伸仮撚機の一例の図である。
【図２】本発明のエプロンローラーの部分断面斜視図である。
【符号の説明】
１    エプロンローラー
２    エプロンベルト
３    フィードローラー
１１  軸受け部
１２  外周部
【図１】
0004418566.tif 000002
【図２】
0004418566.tif 000003