JPH02100969A - 糸道 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は糸道に関し、さらに詳しくは、たとえば製糸
、紡績、織布等の糸にかかる分野で好適に使用すること
のできる耐用年数が長く、また糸との動摩擦係数が低い
糸道に関する。

［従来技術と発明が解決しようとするａ題］製糸、紡績
、織布等の糸にかかる分野においては、糸の走行安定性
を保持するために、走行する糸を案内する糸道が使用さ
れている。

ところで、従来使用されている糸道としては、超硬金属
等の金属や、アルミナ等のセラミックからなるもの等が
知られている。

しかしながら、これらの糸道は、高速走行する糸に激し
く摺擦され、また摺擦されることで発生する高熱ともあ
いまって著しく摩耗され、充分な耐用年数を確保するこ
とができなかった。

また、従来の糸道は、糸を案内する部分に平滑処理を施
してはいるものの、糸に対する動摩擦係数を充分に低減
したものとは言い難く、その結果、糸切れや糸のケバ立
ち等を起しやすいという不都合を有していた。

一方、ダイヤモンド付き部材を、糸道基体に取り付けた
糸道（実開昭５７−１８４８５３　）が報告されてはい
るが、前記ダイヤモンド付き部材が、前記摺擦、前記高
熱等により、前記糸道基体から離脱する恐れがあった。

この発明は前記事情によりなされたものである。

すなわち、この発明の目的は、耐用年数が艮く、また走
行する糸を損傷することなく案内することのできる糸道
を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するためのこの発明の構成は。

糸道基体−Ｌに硬質炭素質膜を形成してなることを特徴
とする糸道である。

以下に本発明の詳細な説ＩｊＩする。

（１）糸道基体 糸道基体の材質としては、硬質炭素ＪＡ膜を形成するこ
とが回走であれば、特に制限はなく、たとえば鉄、ニッ
ケル、クロム、マンガン、バナジウム、タングステン、
タリウム、モリブデン、シリコンなどの金属や合金等、
タンタル珪素、炭化モリブデン、炭化タングステン、ア
ルミナ、スピネル、炭化珪素などのセラミックスを挙げ
ることができる。

また、これらの中でも好ましいのは、ＷＣ−Ｇｏ系合金
、Ｗｅ−ＴｉＣ−Ｃｏｏ系合金、’ｒＪｃ−ＴｉＣ−Ｔ
ａＣ−Ｃｏ　７’ｉ合金等の超硬合金である。

糸道基体の形状としては、走行する糸を案内するための
案内部を設けることのできる形状を有していれば、特に
制限はない。

前記案内部の形状としては、特に制限はなく、たとえば
第１図に示すように糸道基体に設けた溝が案内部１、第
２図、第３図に示すように前記糸道基体に設けた貫通孔
が案内部１、または第４図に示すようにロール面全体が
案内部１も形成するもの等が挙げられる。

なお、前記溝や貫通孔は、直線的に設ける必要はなく、
前記案内部がたとえば貫通孔である場合、第３図に示す
ように、貫通孔が湾曲するものであってもよい。

この発【」は、前記糸道基体上に以下に説明する硬質炭
素質膜を形成してなる。

（２）硬質炭素質膜 硬質炭素質膜は、ダイヤモンド状炭素および／またはダ
イヤモンドからなる膜である。

前記硬質炭素質膜は、前記糸道基体上に形成される。

前記硬質炭素質膜の厚さは、通常０．１　ｓｍ以上であ
り、好ましくは０．５〜３０ｇｍである。

なお、前記硬質炭素膜は、少なくとも前記案内部に設け
てあれば良く、所望により糸道基体の全表面に形成して
もよいし、前記案内部のみに形成してもよい。

なお、この発明は、前記糸道基体上に、以下に説明する
中間層を介して前記硬質炭素質膜を形成することもでさ
る。

（３）中間層 前記中間層は、前記糸道基体と前記硬質炭素質膜との密
着性を高める作用乃至機能を有する。

前記中間層を形成する成分としては、前記作用乃至機虎
を有する限りは、特に制限はなく、たとえば周期律表の
ｒＶａ　、　Ｖａ　、　ＶＴａ　、■２、■族の金属（
以下、単に金属と言うことがある。）、前記金属の炭化
物、前記金属の酸化物、前記金属のホウ化物、前記金属
のケイ化物またはケイ素等を挙げることができる。

前記金属としては、たとえば、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウ
ム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、
ロジウム、パラジウム、ハフニウム、タリウム、タング
ステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ
等を挙げることができる。

なお、これらの中でも好ましいのは、タングステン、チ
タン、タリウムであり、さらに好ましいのは、タングス
テンである。

前記金属の炭化物としては、前記金属の炭化物であれば
、特に制限するものではないが、好ましくは、用いる糸
道基体の金属成分と同じ金属の炭化物であり、たとえば
糸道基体として超硬合金を用イル（７）−ｃあｈｔｆ、
　ｗｃ、　ＮｉＣ、Ｔｉｃ　、Ｔｉｃ、ＭｏＣ等を挙げ
ることができる。

前記金属の酸化物としては、前記金属の炭化物であれば
、特に制限するものではないが、好ましくは、用いる糸
道基体の金属成分と同じ金属の酸化物であり、たとえば
糸道基体として超硬合金を用イルノテあれば、ＷＯ２，
Ｗ（ｈ　、　ＮｉＯ、Ｔｉ０１Ｔ　ｉ０２、ＴｉｚＯｒ
　、　ＭｏＯ２、ＭｏＯ３等を挙げることができる− 前記金属のホウ化物としては、前記金属の炭化物であれ
ば、特に制限するものではないが、好ましくは、用いる
糸道基体の金属成分と同じ金属のホウ化物であり、たと
えば糸道基体として超硬合金を用イルノテあれば、ＷＢ
、Ｗ２Ｂ　、ＮｉＣ、ＴｉＢ、ＭｏＢ　、　ＭＯ２Ｂ等
を挙げることができる。

前記金属のケイ化物としては、前記金属のケイ化物であ
れば、特に制限するものではないが、好ましくは、用い
る糸道基体の金属成分と同じ金属のケイ化物゛であり、
たとえば糸道基体として超硬合金を用いるのであれば、
　ＷＳｉ２、ＮｉＳｉ２　。

Ｐｄ２Ｓｉ　、ＰｔＳｉ、ＭｏＳｉ２等を挙げることが
できる。

前記ケイ素は、ケイ素に限ることなく、炭化ケイ素であ
ってもよい。

前記中間層に糸道基体に含有する金属成分と同じ前記金
属、前記金属炭化物または前記金属のケイ化物を用いる
ことにより、また糸道基体がケイ素を含むものであれば
、前記中間層に前記ケイ素を用いることにより、糸道基
体と前記中間層との密着性を、より高めることができる
。

前記中間層の厚さは、通常、０．０１〜５μｍであり、
好ましくは０．０５〜３ｋｍである。

なお、前記層厚が０．０１　ｇ　ｍ未満であると、糸道
基体と硬質炭素質１漠との密着性の向」二がみられない
ことがあり、また５層ｍを超えても相応する効果が得ら
れない場合がある。

また、前記中間層の層数は、１層であってもよいし、２
層以上の多層構成になっていてもよい。

なお、中間層が多層構成の場合においては、同じ成分の
中間層を毛ねるものであってもよいし、異なる成分の中
間層を重ねるものであってもよい。

前記中間層は、糸道基体の全表面に形成せしめてもよい
し、前記案内部のみに硬質炭素質膜を形成する場合には
、少なくとも硬質）父素質膜を形成する部分に形成する
ものであってもよい。

このような硬質′ｆＸ素質１漠または中間層を糸道基体
上に形成するには、以下に示す方法を採用することがで
きる。

（４）硬質炭素質膜の形成方法 原料ガスを励起して得られるプラズマを糸道基体に接触
させることにより、硬質炭素膜を糸道基体の表面に形成
することができる。

（Ｉ）原料ガス 前記糸道基体の表面に硬質炭素膜を形成するための原料
ガスとしては、炭素源ガスを使用することができる。

炭素源ガス 前記炭素源ガスとしては、各種炭化水素、含酸素化合物
、含窒素化合物等のガスを使用することができる。

炭化水素化合物としては、例えばメタン、エタン、プロ
パン、ブタン等のパラフィン系炭化水素：エチレン、プ
ロピレン、ブチレン等のオレフィン系炭化水素；アセチ
レン、アリレン等のアセチレン系炭化水素：ブタジェン
等のジオレフィン系炭化水素二ジクロプロパン、シクロ
ブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭
化水素二ジクロブタジェン、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、ナフタレン等の芳香族炭化水素を挙げることがで
きる。

含酸素化合物としては、例えばアセトン、ジエチルケト
ン、ペンツフェノン等のケトン類：メタノール、エタノ
ール、プロパツール、ブタノール等のアルコール類；メ
チルエーテル、エチルエーテル、メチルエチルエーテル
、メチルプロピルエーテル、フェノールエーテル、ジオ
キサン等のエーテル類：ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類：酢酸、プ
ロピオン酸、コハク酸等の有機酸類：酢酸メチル、酢酸
エチル等の酸エステル類；エチレングリコール、ジエチ
レングリコール等の二価アルコル類−一酸化炭素、二酸
化炭素等を挙げることができる。

含窒素化合物としては１例えばトリメチルアミン、トリ
エチルアミンなどのアミン類等を挙げることができる。

また、炭素源として、中休ではないが、消防法に規定さ
れる第４類危険物；ガソリンなどの第１石油類、ケロシ
ン、テレピン油、しょう脳油、松根油などの第２石油類
１重油などの第３石油類、ギヤー油、シリンダー油など
の第４石油類などをも使用することができる。また前記
各種の炭素化合物を混合して使用することもできる。

これらの炭素源の中でも、常温で気体または蒸気圧の高
いメタン、エタン、プロパン等のパラフィン系ｔ＆　化
水素等、アセトン、ベンゾフェノンなどのケトン類、メ
タノール、エタノール等のアルコール類、−酸化炭素、
二酸化炭素ガス等の含酸素化合物等が好ましい。

なお、原料ガスには、炭素源ガスのほかに水素ガス、水
蒸気、酸素ガス等を含有せしめてもよい。

これらのガスと炭素源ガスとを組合わせた原料ガスを使
用すると、ダイヤモンドの含有率の高い硬質炭ｉ［を高
速に形成せしめることができる。

前記原料ガス中の前記水素ガスの濃度は、前記＆Ｊ源ガ
スに対してＯ１１〜９３．９モル％である。

前記原料ガス中の前記水蒸気の濃度は、前記原料ガスに
対して０．０５〜１０モル％である。

前記原料ガス中の前記酸素ガスの濃度は、前記原料ガス
に対して０，０１〜１モル％である。

前記原料ガスには、不活性ガスを混入させても良い、不
活性ガスは炭素源ガスのキャリヤーガスとして用いるこ
とができる。

この不活性ガスとしては、たとえば窒素ガス。

ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、キセノンガ
スなどが挙げられる。

（ＩＩ）励起手段 炭素源ガスの励起手段としては、硬質炭素膜の合成に従
来より慣用されている各種の方法の中から任意の方法を
用いることができる。

具体的には、たとえば直流プラズマＣＶＤ法、高周波プ
ラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、光ＣＶ
Ｄ法などの各種プラズマＣＶＤ法、熱フイラメント法、
イオンビーム蒸着法、スパッタリング法などが挙げられ
る。これらの中で好ましいものは前記各種のプラズマＣ
ＶＤ法である。

なお、前記炭Ｊ源ガスをプラズマ分解する場合のプラズ
マ出力は１通常、０．０５Ｋｗ以上である。

プラズマ出力がＯ，０５に１未満であると、プラズマが
充分に発生しないことがある。

励起条件 前記炭素源ガスを励起させるには通常、以下の条件下に
反応を進行させて、硬質炭素質膜を形成する。

すなわち、糸道基体の表面の温度は、前記気相合成法に
おける炭素源ガスの励起手段、基板の冷却によって異な
るので、−概に決定することはできないが、たとえばプ
ラズマ分解法を用いる場合には１通常、ダイヤモンドの
含有率の高い硬質炭素膜を形成するには、６００〜１，
２００℃であり、好ましくは６５０〜１，１００℃であ
り、ダイヤモンド状炭素の含有率の高い硬質炭素膜を形
成するには、通常、室温〜６５０℃であり、好ましくは
室温〜６００℃である。

反応圧力は、ダイヤモンドの含有率の高い硬質Ｊ＆Ｊ膜
を形成する場合１通常、１０−５〜＋０３　ｔｏｒｒ。

好ましくは１Ｏ−３〜！（１）　　ｔｏｒｒであり、ダ
イヤモンド状炭素の含有率の高い硬質炭素膜を形成する
場合、通常、１０−６〜７８０　ｔａｒｒ、好ましくは
１叶４〜１０ｔａｒｒである。

なお、反応圧力が１Ｏ−６ｔｏｒｒよりも低い場合には
、硬質炭素膜が析出しなくなったりする場合がある。一
方、１０’　　ｔｏｒｒより高くしてもそれに相当する
効果は得られない。

前記温度範囲または前記反応圧力範囲で、糸道基体の表
面の温度または反応圧力を適宜に選択することにより、
硬質炭素質膜に含有するダイヤモンドとダイヤモンド状
炭素との含有率を選択することもできる。

反応時間は、硬質炭素質膜の厚さが前記厚さとなるよう
に硬質炭質素膜の形成速度に応じて適宜に設定すること
ができる。

なお、前記硬質炭素質膜は、糸道基体上に、前記中間層
を介して形成してもよいので、以下に前記中間層の形成
方法を説明する。

（５）中間層の形成方法 前記中間層は、通常、前記金属、前記金属の炭化物、前
記金属のケイ化物、前記炭素源ガス、前記ケイ素等を励
起して得られたガスを糸道基体表面に接触させて形成す
ることができる。

前記励起手段としては、前記硬質炭素質膜を形成する際
に採用した励起手段と同様の方法を採用することができ
る。

また、前記中間層は、蒸着法、イオンブレーティング法
１反応性スパッタリング法等により糸道基体表面に形成
することもできる。

前記中間層を形成するに際して、糸道基体の表面温度と
しては、前記手段、前記中間層の反応性および中間層の
融点によって条件範囲が異なるので、−概に決定するこ
とはできないが１通常、常温〜１，０００℃であり、好
ましくは、常温〜９００℃である。

反応圧力としては、通常１０−７〜１０−’ｔｏｒｒで
あり、好ましくは、１０−６〜１Ｏ−２ｔｏｒｒである
。

析出速度としては、前記反応条件の範囲内で適宜に設定
することにより一概に決定することはできないが１通常
は１〜ＩＱＯＡ／秒である。

このような条件下で前記糸道基体」−に前記の厚さにな
るように前記中間層を形成する。

このように形成された中間層−Ｌに前記硬質炭素質膜を
形成する方法としては、前記の外道基体上に直接、硬質
）＾素質）摸を形成する方法と同様の方法を好適に採用
することができる。

なお、前記硬質炭素質膜または前記中間層を前記糸道基
体上に形成するに先ケち、糸道基体に表面処理を行うの
が好ましい。

前記表面処理は、前記硬？を炭素質膜または前記中間層
と前記糸道基体との密着性を高める作用を４１する。

前記表面処理としては、たとえば、ダイヤモンドスラリ
ーを用いて前記糸道基体の表面を研磨する方法、有機溶
剤で前記糸道基体の表面を洗浄する方法、任意の溶剤を
用いて超ｒＹ波洗浄する方法または前記方法を適宜に組
合せて採用する方法茅が挙げられる。

なお、これらの中でも、ダイヤモンドスラリーを用いて
前記糸道基体の表面を研磨する方法と超音波洗浄する方
法との組合せ、有機溶剤で前記糸道基体の表面を洗浄す
る方法と超音波洗浄する方法との組合せが好ましい。

また、前記糸道基体上に前記硬質炭素質膜を。

または前記糸道基体上に前記中間層を介して前記硬質炭
素質膜を形成したときに、得られた硬質炭素質膜の表面
に平滑処理を施すこともできる。

前記平滑処理の方法としては、公知の方法、たとえば硬
質炭素質膜を、水素雰囲気下に水素ラジカルを供給しつ
つ高温に保持した鉄板上で表面研磨を行うモ滑処理法等
を好適に採用することができる。

このようにして得られた糸道は、耐摩耗性に優れること
から耐用年数が長く、また糸との動摩擦係数が低いこと
から走行する糸を損傷することなく案内する。

［実施例］ この発明の糸道について、更に具体的に説明するため以
下にその実施例を挙げる。

（実施例１） 糸道人（体としては、第１図に示すように、超硬合金（
１１ＩＧ−５％Ｇｏ）製の三角板であって、−角の頂点
から板の中央部まで略Ｕ字型の切り込みを設けた案内部
１を有するものを用いた。なお、前記案内部ｌの前記中
央端部４は、湾曲面に仕上げ、他方の開放端部は、エツ
ジ５に段差を設け、糸を導入し易くしている。

前記糸道基体は、従来糸道に使用されているものと同様
の材質であり、案内部ｌを、平均粒径０．５μｍのダイ
ヤモンド砥粒を用いて鏡面仕上げされているものである
。

前記糸道基体を、ランゲルＥ液（目止精工［株］製）の
ｌＯ倍福釈液（液温５０℃）、つぎに純水、そのつぎに
イソプロピルアルコールを順次に用いて、各々３回づつ
の洗浄を行った。

なお１回あたりの洗浄時間は６０秒であり、各々３回の
洗すのうち、各々２回［１の洗浄は超音波処理を併用し
た。

このように洗浄を行った前記糸道基体を、反応室内に設
置した後、糸道基体温度３００℃１反応室内の圧力１０
−’ｔｏｒｒの条件下に１周波数１３．５８１１Ｈｚの
高周波電源の出力を６００Ｗに設定するとともに、反応
室内への原料ガスとしてメタンガスと水素ガスとの全量
を１０１００５ｅに設定した。

前記メタンガスの濃度は、２０容量％であった。

このような条件下で得られた励起ガスを第１図に示す前
記糸道基体の案内部ｌに接触させることにより前記案内
部１およびその近傍表面に厚さ１０ルｍの硬質炭素膜３
を形成して、糸道を得た。

このようにして得られた糸道につき、耐摩耗性の評価と
Ｊ９ｍ係数の測定を行った。

結果を第１表に示す。

なお、耐摩耗性の評価と摩擦係数の測定はＦ記に示す方
法を採用した。

耐摩耗性の評価 得られた糸道を第１図に示されるボルト穴２を用いてボ
ルト固定し、生糸を１０００ｍ／分の速度で糸道の案内
部を走行せしめ、前記生糸の走行長さあたりの劣化度を
観察することにより評価した。

なお、第１表の記号の意味は、次のとおりである。

生糸の劣化が見られない、・會・１１−○生糸にケバ立
ちが見られる。・・φ−Δ生糸が切れる。・争・會・ｅ
ｅ・・・×動摩擦係数の測−１ 摩擦係数自動測定機により、荷重を２（Ｉｇに設定し、
糸道の案内部１と生糸との動摩擦係数を測定した。

（実施例２） 実施例１と同様の糸道基体を用い、その糸道基体に実施
例１と同様に表面処理を施した。

ついで、この糸道基体を反応室内に設置した後、糸道基
体温度３００℃、反応室内の圧力１Ｏ−６ｊｏｒｒの条
件下に、電源の出力を３００Ｗに設定した高周波スパッ
タリング法によりタングステンを励起し、得られたガス
を糸道基体の案内部１およびその近傍表面に接触させて
厚さ０．５　ｇａ、のタングステンからなる中間層を形
成した。

スパッタガスとしてはアルゴンガスを用いた。

中間層の析出速度は、１０Ａ／秒であった。

このようにして得られた中間層りに、実施例１と同様の
条件で硬質炭素質膜を形成し、糸道を作成した。

この糸道につき、実施例工と同様に評価した。

結果を第１表に示す。

（実施例３） 糸道基体の材質を超硬合金からアルミナに代えて、硬質
炭Ｊ質膜の厚さを５ル〕とした他は、実施例１と同様に
糸道を作成し、実施例１と同様に評価した。

結果を第１表に示す。

（実施例４） 糸道基体の材質を超硬合金からアルミナに代えた他は、
実施例１と同様に糸道を作成し、実施例１と同様に評価
した。

結果を第１表に示す。

（比較例１） 実施例１で用いた糸道基体の案内部に硬質炭素質膜の形
成を行わずに、実施例１と同様に評価した。

結果を第１表に示す。

（比較例２） 実施例３で用いた糸道基体の案内部に硬質炭素質膜の形
成を行わずに、実施例１と同様に評価した。

結果を第１表に示す。

［発明の効果］ この発明の糸道は、第１表の結果に示すように （１）耐摩耗性に優れるので耐用年数を延長することか
でき、 （２）糸との動摩擦係数が低いので、走行する糸の損傷
を防＋ｈすることができる等の利点を有する糸道を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の糸道の斜視図であり、第２
図、第３図、第４図は糸道基体の斜視図であるい ■・・・案内部、２・・・ボルト穴、 ３・・・硬質Ｒ素＋ｆｊ、ｌ漠、４・・・中央端部５・
・・エツジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）糸道基体上に硬質炭素質膜を形成してなることを
   特徴とする糸道。