JPH0643648B2 - 紡機用リング - Google Patents

紡機用リング

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JPH0643648B2
JPH0643648B2 JP29906188A JP29906188A JPH0643648B2 JP H0643648 B2 JPH0643648 B2 JP H0643648B2 JP 29906188 A JP29906188 A JP 29906188A JP 29906188 A JP29906188 A JP 29906188A JP H0643648 B2 JPH0643648 B2 JP H0643648B2
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幸男 藤井
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Kanai Juyo Kogyo Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Kanai Juyo Kogyo Co Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
    • D01H7/602—Rings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は耐摩耗性、耐食性、ならびに摺動特性に優れた
紡機用リングに関するものである。
〈従来法及び発明が解決しようとする課題〉 従来紡機用リングは一般に鋼や、鉄系焼結部品が、浸炭
焼入処理等の表面硬化処理を施されて用いられている。
しかし、今日の紡績工場での過酷な操業条件では、従来
の紡機用リングでは、耐摩耗性が不足し、早期に摩耗を
生じ、トラベラの走行が不安定で糸切れを多発したり、
毛羽の発生が多く、またトラベラが早期に焼き付き飛散
し、リングの寿命が短くなるという欠点があった。
また、ポリ塩化ビニール繊維、塩化ビニリデン繊維、モ
ダクリル繊維等の難燃性繊維を紡績する場合、紡機用リ
ングが発錆し紡調を乱すので、紡機用リングの表面に金
属メッキを施す方法も採用されているが、該方法におい
てはトラベラの走行によりメッキが剥離し発錆するとい
う欠点があった。
また紡機効率からは、スピンドルの回転数を高くしたい
という要請があるが、従来の紡機用リングは、スピンド
ル回転数12000〜15000rpm程度の回転数で使
用されそれ以上では上記のようなトラベラの摩擦や、焼
き付き、糸切れ等が顕著となり実用に耐えないという欠
点があった。
〈課題を解決するための手段〉 かかる問題に対し本発明者らは、耐摩耗性、耐食性なら
びに摺動特性の優れた紡機用リングを得る事を目的とし
て鋭意検討した結果、少くともトラベラと接触する紡機
用リングの表面を特定の物性を有する炭化ケイ素質セラ
ミツクスで構成する場合には、上記目的を達成しトラベ
ラの高速摺動特性を飛躍的に改善せしめ、高いスピンド
ル回転数が達成し得ることを見いだし本発明を完成する
に至った。
すなわち本発明は、少くともトラベラと接触する表面
が、気孔率0.5容量%〜15容量%で、かつ平均気孔
径が0.3μm〜3.0μmの気孔を有する炭化ケイ素
質セラミックスよりなる紡機用リングを提供することに
ある。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の対象となる紡機用リングとは、通常紡機用とし
て適用されているものであれば、特に制限されるもので
はなく、例えばシングルフランジリング、縦形リング、
コニカル形リング等が挙げられる。
これらは、従来公知の炭素鋼や鉄系焼結品よりなる紡機
用リングの少くともトラベラと接触するフランジ部を炭
化ケイ素質セラミックス成形体で形成し、胴部と嵌合、
或は接着により作製されるが、連続した長期使用におけ
る剥離等の心配がない点より炭化ケイ素質セラミックス
で紡機用リングを一体成形し、焼成加工した成形体が用
いられることもある。
少くとも紡機用リングのトラベラと接触する部分を構成
する炭化ケイ素質セラミックスは、気孔率約0.5容量
%〜15容量%、好ましくは約1容量%〜約10容量%
で、且つ平均気孔径が約0.3μm〜3.0μm、好ま
しくは約0.4μm〜約2.0μmの気孔を有すること
を必須とする。
気孔率が約0.5%より少い場合には金属の凝着を防止
する効果が不十分であり、約15%を超える場合にはや
はりトラベラーの摺動に対し立体障害が大きくなり摺動
特性が低下し、気孔の大きさが約0.3μmより小さい
場合には金属の凝着が増大し摩擦係数が大きくなり、他
方約3.0μmを超える場合にはトラベラーの摺動に対
し立障害となりやはり摩擦が大きくなる。
また本発明に用いる炭化珪素質セラミックスは平均粒子
径が約0.3μm〜約5.0μm、好ましくは約0.4
μm〜約3μmの遊離炭素を含有量約0.6重量%〜約
5.0重量%、好ましくは約0.6重量%〜約4.5重
量%含有し、且つRaで約0.03μm以上約0.50
μm未満、好ましくは約0.08μm〜0.30μmの
表面粗さを有するものが望ましい。
炭化珪素質セラミックスの遊離炭素粒子の大きさが上記
範囲外の場合には摩擦係数が増える傾向が見られ、また
遊離炭素含有量が上記範囲より少ない場合には金属凝着
防止効果が不十分であり、他方多くなるとトラベラーの
摺動に対し立体障害が大きくなる傾向が見られる。
リング表面粗さの調整は、リングの形成に際し炭化ケイ
素焼結体の表面をバフ研磨、バレル研磨等の公知の方法
で研磨すれば良い。
リングを形成する炭化ケイ素焼結体の表面の粗さが、約
0.03μmより小さい場合には、金属の凝着等が大と
なり摩擦係数が大きくなり、他方約0.5μmを越える
場合には、摺動に対する物理的抵抗が大となる。
本発明に適用する炭化ケイ素焼結体の製造方法は、上記
表面特性を満足する炭化ケイ素表面を形成し得る方法で
あれば、特に限定されないが、炭化ケイ素粉末に対し焼
結助剤として、ホウ素或はホウ素化合物をホウ素として
約0.02重量%〜約0.3重量%、好ましくは約0.
05重量%〜約0.13重量%、炭素或いは炭素含有物
質を炭素として2重量%〜10重量%、好ましくは約4
重量%〜約8重量%を添加し成形した後常圧焼結する、
焼結密度2.9g/cm3以上、結晶粒径約10μm未満
の焼結体を得る方法が採用される。
上述の方法で得られた炭化ケイ素焼結体は優れた機械的
強度と耐食性及び熱伝導性を発揮するので好ましい。
炭化ケイ素焼結体は使用する原料粉末及び成形体の焼成
条件により、焼結体を構成する結晶構造として等軸晶、
或は非等軸晶或はこれらの混合晶等が存在するが、本発
明に於いてはいずれの結晶形態を有するものを用いても
よい。
本発明の少くともトラベラと接触する表面を特定の物性
を有する炭化ケイ素質セラミックスで構成した紡機リン
グが何故に優れた摺動特性を示すかその理由は明らかで
はないが、炭化ケイ素が高い硬度を持つため表面の劣化
がないこと、酸化物セラミックスや窒化ケイ素に比較し
放熱性に優れる等本来炭化珪素の有する性状に加えて、
セラミックス表面に存在せしめた特定の気孔が紡糸時に
繊維が炭化して生じた炭素または炭化物を該気孔中に取
込みトラベラーとリングの摺動を助長するとともに一般
に黒鉛型の結晶構造を有する遊離炭素が著しく摺動特性
を改良するものと推察される。
〈本発明の効果〉 以上詳述した本発明の炭化ケイ素質セラミックス特に表
面に特定の気孔を有する炭化ケイ素質セラミックスによ
り少くともトラベラと接触する表面を構成した紡機用リ
ングは、従来材料で構成された紡機用リングに比し耐蝕
性、耐摩耗性に優れ、かつ飛躍的に高速での摺動特性を
向上することを可能ならしめるもので、その工業的価値
は頗る大なるものである。
〈実施例〉 以下本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが実施
例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこ
れにより制限されるものではない。
試料1〜18の作製方法 コールタールピッチ(炭素収率45%)30〜35gを
キノリン30gに溶解し、次いでイオン交換水とポリビ
ニールアルコール(株式会社クラレ製、PVA205)
を固体重量比で0.5%加え均一に分散するよう混合
し、コールタールピッチの分散液600gを得た。
この分散液に炭化ケイ素含有量97重量%、BET比表
面積10m2/gのα型炭化ケイ素粉末(スイス、ロンザ
社製)300g、1200メッシュ篩を通過する炭化ホ
ウ素0.4gを加え混合した後、180℃にてスプレー
ドライ処理で平均粒子径50μのSiC顆粒とした。
この顆粒をメカニカルプレスにより約1.5ton/cm2で
リング形状に成型し、焼結温度条件を200〜2200
℃の範囲で変えて焼結することにより炭化ケイ素セラミ
ックリング素材を得た。
こうして得られた素材を加工、研磨し第1表に示す物性
を有する紡機用リング素材(1)を製作し胸部(2)と接着し
て第1図に示す紡機用リング(3)を構成した。
なお、表面粗さの測定はJISB 0601−1982
に準拠し下記の条件で行った。
表面素さ測定条件: 小板研究所(株)製 サーフコーダー SE−30D カットオフ 0.8mm 測定スピード 0.3mm/sec 測定倍率 1000倍 測定長さ 2.5mm 試料19の作製方法 セラミック用酸化アルミニウム粉末(住友化学工業
(株)製 AKP−20)300gを分散剤(サンノプ
コ社製 SN−5020)を固定重量比で0.1%添加
したイオン交換水300gに加え混合することにより均
一なスラリーを得た。
このスラリーにポリビニルアルコール(クラレPVA2
05)を固体重量比で1.0%加えスプレードライ処理
することにより平均粒子50μmのアルミナ顆粒を得
た。
こうして得られた顆粒を試料1〜18と同様メカニカル
プレス成型し空気柱で1600℃、2時間焼結すること
によりアルミナリング素材を得た。この素材に加工、研
磨を実施し第1表に示した物性の紡機用リングサンプル
を得た。
試料20の作製方法 セラミック用部分安定化ジルコニア粉末(第一稀元素
(株)製 HSY−3)300gを分散剤を固体重量比
で0.2%添加したイオン交換水240gに加え混合す
ることにより均一なスラリーを得た。このスラリーにポ
リビニルアルコールを固体重量比で0.8%加えスプレ
ードライ処理することにより平均粒子径50μmのジル
コニア顆粒を得た。
こうして得られた顆粒を試料20と同様メカニカルプレ
ス成型し空気中で1500℃、2時間焼結することによ
りジルコニアリング素材を得た。このリング素材につい
ても試料1〜18と同様の処理を施し第1表に示した物
性の紡機用リングサンプルを得た。
試料21の作製方法 紡機用リング形状に加工した鋼材をTicl4,H2,
CH4,N2を主成分とするガス雰囲気中で800℃で
化学的蒸着(CVD)法にてトラベラーの接触する表面
に厚さ15μmの炭窒化チタン層を、さらにその表面に
3μmの窒化チタン層の複層を形成した。
次にこのリングを焼き入れ処理した後表面を研磨するこ
とによって第1表に示した物性の紡機用リングを構成し
た。
試料22の作製方法 試料21の作製に用いたと同様の加工鋼材にSic
l4,CH4を主成分とするガス雰囲気中でCVD法に
てトラベラーと接触する表面に厚さ20μmの炭化珪素
層を形成した。
次にこのリングを焼き入れ処理した後表面を研磨するこ
とによって第1表に示した物性の紡機用リングを構成し
た。
紡糸適用例 上述の方法で得た試料1〜22の紡機用リングを用いて
下記の条件にて紡出テストを行い、摩耗、糸切れ、毛羽
発生等トラベラの走行上の支障の無い最高のスピンドル
回転数を測定比較した。その結果を第1表に示す。
テスト条件 リング内径 41mm フランジ幅 3.2mm トロベラ TM MS/hf スピンドル回転数 15000〜24000 rpm リフト 7 inch 繊維 綿コーマ 40’S 実施例における物性測定は以下の方法により行った。
・遊嵌炭素量(α)の測定法 遊嵌炭素量は850℃における燃焼法によりCO2換算
で求めた。
・焼結密度(FD)の測定 アルキルメデス法により求めた。
・気孔率の計算 気孔率(%)= (1-FD ×α/2.22-FD×(1- α)/3.21) ×100 α:重量% FD:g/cm3 ・平均気孔径及び平均炭素粒子径の算出法 ある大きさの研磨表面に占める気孔並びに炭素粒子の面
積をそれぞれSp,Scとする。
また、研磨表面に存在する気孔数量並びに炭素粒子数を
それぞれNp、Ncとする。
このとき気孔ならびに炭素粒子の平均径は次の式で求め
られる。
平均気孔= (6/π×Sp/Np) 平均炭素粒径= (6/π×Sc/Nc)
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に於いて用いた紡機用リングの
概略断面図であり、図中 (1)紡機用リング素材 (2)胴部 (3)紡機用リング を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 幸男 愛媛県新居浜市惣開町5番1号 住友化学 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−2719(JP,A) 実開 昭61−64169(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少くともトラベラと接触する表面が、気孔
    率0.5容量%〜15容量%で、且つ平均気孔径が0.
    3μm〜3.0μmの気孔を有する炭化ケイ素質セラミ
    ックスよりなる紡機用リング。
JP29906188A 1987-11-27 1988-11-26 紡機用リング Expired - Fee Related JPH0643648B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-300639 1987-11-27
JP30063987 1987-11-27

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JPH01229828A JPH01229828A (ja) 1989-09-13
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