JP2016049018A

JP2016049018A - 釣り糸用ガイド部材

Info

Publication number: JP2016049018A
Application number: JP2014174102A
Authority: JP
Inventors: 橋口　裕一; Yuichi Hashiguchi; 裕一橋口
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2016-04-11
Anticipated expiration: 2034-08-28
Also published as: JP6280004B2

Abstract

【課題】釣り糸と摺動させた場合に磨耗痕が付きにくい、長期間にわたって使用することができる耐磨耗性に優れた釣り糸用ガイド部材を提供する。【解決手段】釣り糸用ガイド部材１を炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型からなる炭化珪素質焼結体であって、平均結晶粒径が５μｍ未満であり、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％のうち、４Ｈ型が４質量％以上18質量％以下であり、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、釣り糸用ガイド部材に関するものである。

一般に、釣り竿に取り付けられる釣り糸用ガイドは硬質な釣り糸用ガイド部材、いわゆる導糸環と、釣り糸用ガイド部材を内周部に嵌合することが可能な形状の保持部と、釣り糸用ガイドを釣り竿へ取り付けるための取り付け部とから構成される。そして、釣り糸用ガイド部材は、リールから引き出された釣り糸を挿通して案内することができるように、リング状に形成され、特に、耐磨耗性が求められる釣り糸用ガイド部材には、セラミックスが適用されている。

このような、セラミックスからなる釣り糸用ガイド部材として、例えば特許文献１では、炭化珪素を主成分とするセラミックスの表面に釣糸の案内面を形成してなり、該案内面近傍部に気孔を有し、各気孔の間は滑らかな平坦面となり、内部は気孔が実質的に存在しない緻密なセラミックスからなる釣り糸用ガイド部材が提案されている。

特許第3540912号公報

今般において、釣り糸用ガイド部材には、釣り糸と摺動させた場合に、磨耗痕が付きにくいとともに、長期間にわたる使用が可能となるように、さらなる耐磨耗性の向上が求められている。

本発明は、上記要求満たすべく案出されたものであり、耐磨耗性に優れた釣り糸用ガイド部材を提供することを目的とする。

本発明の釣り糸用ガイド部材は、炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型からなる炭化珪素質焼結体であって、平均結晶粒径が５μｍ未満であり、前記６Ｈ型、前記４Ｈ型および前記15Ｒ型の質量の合計100質量％のうち、前記４Ｈ型が４質量％以上18
質量％以下であり、前記15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が前記６Ｈ型であることを特徴とするものである。

本発明の釣り糸用ガイド部材は、炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型からなる炭化珪素質焼結体であって、平均結晶粒径が５μｍ未満であり、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％のうち、４Ｈ型が４質量％以上18質量％以下であり
、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型であることにより、硬度が高く、耐磨耗性に優れており、釣り糸と摺動させた場合に磨耗痕が付きにくいため、長期間にわたって使用することができる。

本実施形態の釣り糸用ガイド部材の耐磨耗性の評価に用いる耐磨耗性評価装置の構成の一例を示す概略図である。

以下、本実施形態の釣り糸用ガイド部材について説明する。

本実施形態の釣り糸用ガイド部材は、炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型からなる炭化珪素質焼結体であって、平均結晶粒径が５μｍ未満であり、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％のうち、４Ｈ型が４質量％以上18質量％以下で
あり、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型である。炭化珪素の結晶多形が上述した範囲であることにより、硬度が高く、耐磨耗性に優れており、釣り糸と摺動させた場合に磨耗痕が付きにくいため、長期間にわたって使用することができる。

ここで、硬度が高く、耐磨耗性に優れたものとなるのは、平均結晶粒径が５μｍ未満であることによるとともに、炭化珪素の結晶多形が上述した範囲であることに起因するものであるが、六方晶である４Ｈ型および６Ｈ型が90質量％以上である中に、菱面体晶である15Ｒ型を４質量％以上８質量％以下含むからなのか、６Ｈ型と４Ｈ型の含有量比率によるものなのかについて、そのメカニズムは明らかではない。

そして、本実施形態における炭化珪素質焼結体とは、炭化珪素質焼結体を構成する全成分100質量％のうち、炭化珪素の含有量が90質量％以上を占めるものである。なお、焼結
体中における炭化珪素の存在は、まず、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて測定し、得られた２θ（２θは、回折角度である。）の値よりＪＣＰＤＳカードを用いて同定することにより確認することができる。そして、含有量については、例えばＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、珪素（Ｓｉ）の定量分析を行ない、この値を用いて炭化珪素（ＳｉＣ）に換算すればよい。

なお、炭化珪素の含有量が90質量％以上であるときには、ＸＲＤの測定におけるＳｉＣを示すピークは、チャート内において最も高く現れる。また、ＸＲＤの確認において、炭化珪素以外に炭化物が確認されないときには、炭素分析装置を用いて、炭素（Ｃ）の定量分析を行ない、この値を用いて炭化珪素（ＳｉＣ）に換算してもよい。

また、炭化珪素の結晶多形については、ＸＲＤを用いて測定した結果をリートベルト法で解析することにより求めることができる。なお、他の結晶が存在しているときには、炭化珪素の結晶多形の質量の合計を分母とし、各結晶多形の質量を分子として、質量百分率で表せばよい。

また、硬度（ビッカース硬度（Ｈｖ））については、ＪＩＳＲ 1610−2003（ＩＳＯ
14705：2000（ＭＯＤ））に準拠して測定すればよい。

また、本実施形態の釣り糸用ガイド部材は、炭化珪素質焼結体の平均結晶粒径が２μｍ以下であることが好適である。平均結晶粒径が２μｍ以下であるときには、釣り糸との摺動において、微細な結晶組織であるがゆえに、摺動時に掛かる応力は複数の結晶に分散されることから、磨耗痕が付きにくくなるため、長期間にわたる使用が可能となる。

そして、炭化珪素質焼結体における平均結晶粒径は、周知のプラニメトリック法にて求めることができる。具体的には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて試料表面を1000倍の倍率にて写真撮影する。次に、得られた写真上において面積が既知の円を描き、円内の粒子数および円周にかかる粒子数をカウントする。

そして、円の面積Ａ、円内の粒子数Ｎｃ、円周にかかった粒子数Ｎｊおよび倍率Ｍの各数値を次式（（Ｎｃ＋（１／２）×Ｎｊ）／（Ａ／Ｍ２））に代入して、単位面積当たり
の粒子数Ｎｇを求める。さらに、単位面積当たりの粒子数Ｎｇの値を次式（１／√(Ｎｇ)）に代入して算出することにより炭化珪素質焼結体の平均結晶粒径を求めることができる。

また、釣り糸用ガイド部材の釣り糸に対する耐磨耗性は、図１に示す耐磨耗性評価装置を用いたヒーティング試験により評価することができる。ここで、耐磨耗性評価装置とは、図１に示すように、シリンダー２に接続された釣り糸３を釣り糸用ガイド部材１に通し、釣り糸用ガイド部材１を起点に垂らした釣り糸３の先端におもり４を吊り下げ、この状態で、シリンダー２を一定の速さとストロークで往復させることにより釣り糸を摺動させる装置である。そして、ヒーティング試験とは、所定回数往復させた後の磨耗量の評価のことである。

また、本実施形態の釣り糸用ガイド部材は、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶を含むことが好適である。アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶を含むときには、炭化珪素結晶の粒成長が抑制され、さらに結晶組織が微細化されるため、耐磨耗性がさらに向上する。ここで、希土類元素としては、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、セリウム（Ｃｅ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ランタン（Ｌａ）、エルビウム（Ｅｒ）、ルテチウム（Ｌｕ）などが挙げられるが、結晶組織の微細化の観点から、希土類元素はイットリウムであることが好適である。

なお、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶の確認は、ＸＲＤを用いて測定し、得られた２θの値よりＪＣＰＤＳカードを用いて同定すればよい。また、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶の含有量としては、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％に対し、1.3〜1.6質量％であることが好適である。ここで、ア
ルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶の含有量とは、ＸＲＤを用いて測定した結果をリートベルト法で解析することにより求めたものである。

そして、アルミニウムおよびイットリウムを含む酸化物の結晶としては、ＹＡｌＯ_３（ＹＡＰ）、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９（ＹＡＭ）、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ）などが挙げられる。中でも、ＹＡＰを含む炭化珪素質焼結体の硬度が最も高いため、アルミニウムおよびイットリウムを含む酸化物の結晶は、ＹＡＰであることが好適である。

なお、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶が含まれるか否かについては、ＸＲＤを用いて測定し、得られた２θの値よりＪＣＰＤＳカードを用いて同定することにより確認することができる。

次に、本実施形態の釣り糸用ガイド部材の製造方法の一例について説明する。

まず出発原料として、炭化珪素粉末（平均粒径（Ｄ_５０）＝0.3〜1.7μｍ）と、希土類元素の酸化物粉末であるイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）粉末（平均粒径0.5〜２μｍ）と、アル
ミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末（平均粒径＝0.3〜1.5μｍ）とを準備する。その後、それぞれの粉末を所定量秤量し、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などの各種バインダとともに、例えば回転ミル、振動ミル、ビーズミルなどのミルに入れて湿式混合・粉砕し、スラリーを作製する。

なお、炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型からなり、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％のうち、４Ｈ型が４質量％以上18質量％以下であり
、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型である炭化珪素質焼結体を得るためには、原料である炭化珪素粉末における結晶多形構成から、４Ｈ型は増加し、６Ｈ型は減少するものであるため、４Ｈ型が３質量％以上10質量％以下であり、15Ｒ型が４質
量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型である炭化珪素粉末を用いればよい。

また、炭化珪素質焼結体の平均結晶粒径を２μｍ以下とするためには、炭化珪素粉末の粒径を0.7μｍ以下とすればよい。さらに、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物
の結晶を含むには、Ａｌ_２Ｏ_３粉末の一部と、希土類元素の酸化物粉末の一部とを予め仮焼合成して添加すればよい。

次に、噴霧造粒乾燥装置(スプレードライヤ)を用いてスラリーを噴霧造粒して球状顆粒を得た後、この球状顆粒を用いて粉末プレス成形法にて成形し、必要に応じて切削加工を施すことにより成形体を得る。

そして、得られた成形体を炭化珪素製の焼成容器内に入れて1800〜2200℃の最高温度で焼成する。なお、４Ｈ型が３質量％以上10質量％以下であり、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型である炭化珪素粉末を用いるとともに、炭化珪素製の焼成容器内に入れて焼成することにより、４Ｈ型が４質量％以上18質量％以下であり、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型の結晶多形の炭化珪素質焼結体を得ることができる。

カーボン製の焼成容器を用いた場合には、４Ｈ型の結晶多形の質量が大幅に増加し、上述した範囲の炭化珪素質焼結体とすることができず、平均結晶粒径は、５μｍを超えるものとなる。

そして、焼成後、バレル加工や研削加工により曲面を形成し、最終的にセンタレス加工を施すことにより、本実施形態の炭化珪素質焼結体からなる釣り糸用ガイド部材を得ることができる。

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

炭化珪素の結晶多形の質量の異なる試料を作製し、硬度の比較を行なった。

出発原料として、結晶多形が表１に示す質量割合であり、平均粒径が1.6μｍの炭化珪
素粉末と、平均粒径が１μｍのイットリア粉末と、平均粒径が0.8μｍのアルミナ粉末と
を準備した。そして、炭化珪素粉末95質量％、イットリア粉末を４質量％、アルミナ粉末を１質量％秤量した。

次に、秤量後の粉末と、ポリビニルアルコールと、溶媒とを回転ミルに入れて、所定時間混合・粉砕し、スラリーを作製した。そして、噴霧造粒乾燥装置を用いてスラリーを噴霧造粒して球状顆粒を得た後、この球状顆粒を用いて粉末プレス成形法にて成形することにより、角柱状の成形体を得た。そして、得られた成形体を炭化珪素製の焼成容器内に入れて、1900℃の最高温度を５時間保持して焼成することにより、試料Ｎｏ．１〜６を得た。

そして、各試料につき、プラニメトリック法により平均結晶粒径を算出した。具体的には、ＳＥＭを用いて試料表面を1000倍の倍率にて写真撮影し、得られた写真上において面積が既知の円を描き、円内の粒子数および円周にかかる粒子数をカウントした。

次に、円の面積Ａ、円内の粒子数Ｎｃ、円周にかかった粒子数Ｎｊおよび倍率Ｍの各数値を次式（（Ｎｃ＋（１／２）×Ｎｊ）／（Ａ／Ｍ２））に代入して、単位面積当たりの
粒子数Ｎｇを求め、単位面積当たりの粒子数Ｎｇの値を次式（１／√(Ｎｇ)）に代入することにより、平均結晶粒径を算出した。その結果、試料Ｎｏ．１〜６における平均結晶粒径は、4.4μｍ〜4.6μｍであった。

次に、ＸＲＤで測定を行ない、その結果をリートベルト法で解析することにより、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％のうちの各結晶多形の質量を求めた。

また、試料表面の一部に研削加工を施して平坦面とし、その平坦面を利用してビッカース硬度（Ｈｖ）をＪＩＳＲ 1610−2003（ＩＳＯ 14705：2000（ＭＯＤ））に準拠し
測定した。結果を表１に示す。

表１から、炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型からなり、平均結晶粒径が５μｍ未満であり、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％のうち、４
Ｈ型が４質量％以上18質量％以下であり、15Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が６Ｈ型であることにより、硬度が高く、優れた耐磨耗性を有するものとなることがわかった。

次に、出発原料として用いる炭化珪素粉末の平均粒径を異ならせた試料を作製し、硬度および磨耗評価の比較を行なった。なお、表２に示す平均粒径としたこと以外は、実施例１の試料Ｎｏ．２と同様の方法により作製した。試料Ｎｏ．７は、実施例１における試料Ｎｏ．２と同じである。

そして、実施例１と同様の方法により、平均結晶粒径を算出するとともに、硬度を測定した。

また、図１に示す耐磨耗性評価装置を用いて、ヒーティング試験を行ない、磨耗深さについて測定し、磨耗量の少ない方からの順位付けを行なった。なお、ヒーティング試験は、おもりの質量を4.5ｋｇ、シリンダーのストロークを300ｍｍ、３秒間に１回往復するという条件で1000回往復させた後の磨耗深さを測定した。結果を表２に示す。

表２から、炭化珪素質焼結体の平均結晶粒径が２μｍ以下であることにより、さらに優れた耐磨耗性を有するものとなることがわかった。

次に、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶を含むこと、また含む結晶の相違による硬度および磨耗評価の変化の確認を行なった。まず、イットリア粉末の一部と、アルミナ粉末の一部を用いて、仮焼合成することにより、ＹＡｌＯ_３（ＹＡＰ）、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９（ＹＡＭ）、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ）を生成させた。

そして、出発原料にそれぞれ加えたこと以外は、実施例２の試料Ｎｏ．10と同様の方法により試料を作製した。なお、試料Ｎｏ．11については、仮焼合成を行なっておらず、実施例２の試料Ｎｏ．10と同じである。

そして、ＸＲＤを用いて測定し、得られた２θの値よりＪＣＰＤＳカードを用いて炭化珪素以外の結晶の同定を行なうとともに、ＸＲＤを用いて測定した結果をリートベルト法で解析することにより、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶の含有量を求めた。なお、このアルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶の含有量は、６Ｈ型、４Ｈ型および15Ｒ型の質量の合計100質量％に対する値である。

また、実施例１と同様の方法により、硬度を測定するとともに、実施例２と同様のヒーティング試験により、磨耗評価を行なった。

表３から、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶を含んでいることにより、さらに優れた耐磨耗性を有するものとなることがわかった。また、アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶の中でもＹＡｌＯ_３（ＹＡＰ）を含んでいることが好適であることがわかった。

１：釣り糸用ガイド部材
２：シリンダー
３：釣り糸
４：おもり

Claims

炭化珪素の結晶多形が、６Ｈ型、４Ｈ型および１５Ｒ型からなる炭化珪素質焼結体であって、平均結晶粒径が５μｍ未満であり、前記６Ｈ型、前記４Ｈ型および前記１５Ｒ型の質量の合計１００質量％のうち、前記４Ｈ型が４質量％以上１８質量％以下であり、前記１５Ｒ型が４質量％以上８質量％以下であり、残部が前記６Ｈ型であることを特徴とする釣り糸用ガイド部材。
前記炭化珪素質焼結体の平均結晶粒径が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の釣り糸用ガイド部材。
アルミニウムおよび希土類元素を含む酸化物の結晶を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の釣り糸用ガイド部材。
前記酸化物の結晶が、ＡｌＹＯ_３であることを特徴とする請求項３に記載の釣り糸用ガイド部材。