JP6029149B2 - 編針の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、編成に用いる編針、詳しくは、針頭部表面の一部又は全部にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を被覆させた編針の製造方法に関するものである。

従来から、繊維機械分野において、繊維加工用針（ミシン針や編針）の表面強度（特に、針先の変形や摩耗に対する強度）を向上させるための技術が開発されている。例えば、特許文献１には、針の柄部分からテーパー部を介して針先を含む針幹部の表面をショットによってショットピーニング処理を施すことで針の硬度を高めるといった技術が開示されている。

この技術によれば、針（炭素鋼からなり、焼き入れ焼き戻し処理を施したもの）の表面の耐摩耗性を高め、耐久性を向上させることで、針として十分な座屈剛性を持ち、折損事故がほとんどなく、しかも、十分満足する安定した縫製作業が行え、さらに、縫製装置の高速度運転をもできるようになるとされる。

そして、特許文献２には、針に湿式めっきを施した上で、その表面にイオンプレーティングによる超硬質被膜を形成するといった内容の技術が開示されている。これによると、針表面の耐食性の向上が望めるとある。さらに、特許文献３には、針の少なくとも繊維との摩擦部分に、イオンプレーティングによる超硬物質の皮膜を形成させた繊維加工用針に関する技術が開示されており、これによると、やはり針の摩耗等に対する耐久性の向上が望めるとされている。

また、当該繊維機械分野では、例えば、ミシンのうち、他物品との摺動部分の表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を被覆させるといった技術が研究開発されていることが知られている（例えば、特許文献４、５）。これらによると、摺動部における摩耗及び焼付けの発生を有効に防止することができるとあり、摩耗や焼付き等の防止には、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）によるコーティングが有効であることが分かる。

さらに、ミシン針の先端部に形成した硬質ボールの表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を被覆させることで、針先端部（硬質ボール）の、繊維生地の糸に対する耐摩耗性の向上を試みるといった技術も知られていることからもその効果が伺える（例えば、特許文献６）。

特開平１１−２１６２９０号公報 特開平６−３１０８６号公報 特開昭５４−５９４５０号公報 特開２０００−１４０４７０公報 特開２００３−３２６０６９公報 特開２００４−２８３２７７公報

ところで、例えば、塗装工場等の排気装置のフィルターには不織布が用いられていることが一般的であるが、この不織布によるフィルターは、一定期間の使用後に交換して廃棄しなくてはならず、そのためのコストが非常にかかってしまっていた。そこで、再利用（例えば、洗浄により再利用）可能であって、密度が高く、安定した形状が保持できるフィルターを編成するために、金属繊維等の難編成素材をダブルニットによって編成可能な編針の開発が強く望まれていた。

しかしながら、上記文献に記載されている従来技術のままでは、ミシン針の耐久性向上を図ることはできても、編針の耐久性向上には繋がらず、そのため、編針を用いて金属繊維等の難編成素材を編成する場合には、摩耗・腐食等に対する編針の針頭部自体の耐久性が未だ足りず、編成作業によって当該針頭部に傷や錆が多く発生してしまい、編成作業中に大量の編針の交換が必要となってしまっていた。

例えば、幅約１ｍで長さ約２ｍの金属繊維からなるダブルニット編成物を５００本の編針で編む場合、１回の編成作業で破損等により１０本から３００本程度の編針を交換しなくてはならないことがある。その結果、交換にかかる時間・労力や針のコストが嵩むため、編成物自体の値段も必然的に高価なものとなってしまっていた。

また、一つの編機（編成機械）において、当該編針を用いて難編成素材の編成した後に、毛やアクリル等の一般糸を編成すると、難編成素材の編成に起因して編針に生じた錆が当該編地に付着したり、糸切れが生じたりして、編成物の商品価値が失われてしまうという問題も挙げられていた。

本発明が解決しようとしている課題は、上述の問題に対応するためのもので、即ち、ミシン等の部品やミシン針の先端部（硬質ボール）といった、限られた部品及び部分の摩耗等対策に用いられていたＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を編針の針頭部表面の一部又は全部に的確に被覆させることで、当該編針を用いて金属繊維等の難編成素材を編成（ダブルニットによる編成）する場合であっても、編針の針頭部に摩耗、破損等のトラブルが発生しにくく、且つ、耐久性に極めて優れた編針の製造方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、ベラを回動自在に軸支する針幹部と、前記針幹部先端に延設され略Ｕ字状に折曲したフックとを含む針頭部を有し、前記針幹部には、羽根が設けられるとともに、前記針頭部が、その表面の一部又は全部にダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されている編針の製造方法において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記編針のうち、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆させない部分を治具により密着挟持させるとともに、前記編針をその長手方向が、当該治具に対して垂直方向となるよう保持させた状態で前記針頭部の表面の一部又は全部に被覆させることを特徴とする編針の製造方法である。

また、請求項２記載の発明は、ベラを回動自在に軸支する針幹部と、前記針幹部先端に延設され略Ｕ字状に折曲したフックとを含む針頭部を有し、前記針幹部には、羽根が設けられるとともに、前記針頭部は、その表面の一部又は全部にダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されている編針の製造方法において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記編針のうち、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆させない部分を治具により密着挟持させるとともに、前記編針をその長手方向が、当該治具に対して垂直方向となるよう保持させた状態で炭素含有雰囲気下に曝すことにより前記針頭部の表面の一部又は全部に被覆させることを特徴とする編針の製造方法である。

さらに、請求項３記載の発明は、ベラを回動自在に軸支する針幹部と、前記針幹部先端に延設され略Ｕ字状に折曲したフックとを含む針頭部を有し、前記針幹部には、羽根が設けられるとともに、前記針頭部は、その表面の一部又は全部にダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されている編針の製造方法において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記編針のうち、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆させない部分を治具により密着挟持させるとともに、前記編針をその長手方向が、当該治具に対して垂直方向となるよう保持させた状態で炭素含有雰囲気下に曝し、当該編針に対し高周波電圧を印加し、その表面近傍にプラズマを生成させ、続いて、前記編針に対し負高電圧パルスを印加することにより前記針頭部の表面の一部又は全部に被覆させることを特徴とする編針の製造方法である。

また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項に記載の編針の製造方法であって、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、中間層を介在して前記表面に被覆させることを特徴としている。そして、請求項５記載の発明は、請求項４記載の編針の製造方法であって、前記中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらを混合したもののうち、少なくともいずれか１つからなることを特徴としている。

本発明に係る編針の製造方法によれば、製造される編針は、高耐摩耗性、高防食性、低表面摩擦係数を特徴とするＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を針頭部に被覆させることができるため、当該編針を用いて金属繊維等の難編成繊維を編成（ダブルニットによる編成）する場合であっても、編針自体の傷や錆を防ぐことが可能となる。また、針幹部に羽根を設けているので、ダブルニット編成作業において、編針同士を交差させることができ、その結果、編地の目移しを可能にすることができる。またさらに、針幹部に設けた羽根にもＤＬＣ膜を被覆させることができるため、さらに一層編針の耐久性の向上が望める。

そして、針頭部を炭素含有雰囲気下に曝した状態で、ＤＬＣを被覆させることができるので、ムラ無く表面に被覆させることができると同時に、針頭部に形成される凹凸部であっても容易に被覆させることが可能となる。また、被覆を必要としない部位を治具により挟持した状態で、針頭部を炭素含有雰囲気下に曝す方法を採っているため、所望の部位に的確にＤＬＣを被覆させることが可能となる。

また、炭素含有ガスを基に生成させたプラズマ中で編針に負の高電圧パルスを印加することにより、針頭部にＤＬＣを被覆させることができるので、針頭部が複雑な形状であっても、的確にＤＬＣを被覆させることができ、さらに、針頭部とＤＬＣの膜との密着性が高いため、傷や錆等を防ぐことができるだけでなく、ＤＬＣの膜自体の剥離を抑えることも可能となる。

さらに、編針の耐久性が望めるため、一つの編機によって、金属繊維等の難編成繊維を編成したり、毛やアクリル等の一般糸を編成したりと、交互に編成素材を換えて編成作業を行うことも可能となり、編成作業に要するコストの削減に対して大いに貢献することができる。

また、編針の耐久性が向上するため、ダブルニットにより金属繊維等の難編成繊維を編成し、それをフィルターとして使用することが可能となるので、塗装工場の排気装置でフィルターを使用した後、それを洗浄等するだけで再利用することができ、その結果、処理コストや廃棄物の削減に貢献することができる。

本発明に係る編針の製造方法の第１の実施形態における編針の側面を示した一例図で、（ａ）は、編針の側面を示した図で、（ｂ）は、針頭部表面の一部にＤＬＣを被覆した状態の拡大図を示したもので、（ｃ）は、針頭部表面の全部にＤＬＣを被覆した状態の拡大図を示したものである。 本発明に係る編針の製造方法の第２の実施形態における編針の側面を示した一例図で、（ａ）は、編針の側面を示した図で、（ｂ）は、針頭部表面の一部にＤＬＣを被覆した状態の拡大図を示したもので、（ｃ）は、針頭部表面の全部（針幹部に設けた羽根含む）にＤＬＣを被覆した状態の拡大図を示したものである。 本発明に係る編針の製造方法の第３の実施形態における本発明の第３の実施形態における編針のうち、針頭部の断面図を示した一例図である。 本発明の実施形態である編針の製造方法の一例を示した図で、（ａ）は、編針組み立て後にＤＬＣを被覆させる方法を示し、（ｂ）は、編針組み立て前にＤＬＣを被覆させる方法を示したものである。 本発明の実施形態である編針の製造方法の一例を示した図で、プラズマイオンを注入させることで編針にＤＬＣを被覆させる方法を示したものである。 本発明に係る編針の製造方法において、編針を炭素含有雰囲気下で曝している状態を示した一例図である。 本発明に係る編針の製造方法において、編針にプラズマイオンを注入させることでＤＬＣを被覆させる状態を示した一例図である。 本発明に係る編針の製造方法のうち、中間層を設ける工程を加えた製造方法の一例を示した図で、（ａ）は炭素含有雰囲気下に曝すことによってＤＬＣを被覆させる製造方法を示し、（ｂ）はプラズマイオンを注入させることによってＤＬＣを被覆させる製造方法を示している。 （ａ）は、本発明に係る編針の製造方法における編針をダブルニット形式で備えた編機の一例を示した図で、（ｂ）は、ダブルニット形式で備えた編針の位置関係を示した一例図で、（ｃ）は、ダブルニット形式における編成作業での目移しを示した一例図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る編針の製造方法の第１の実施形態における編針の側面を示した一例図である。１０は編針、１２は針幹部、１４はベラ、１６はフック、１８は針頭部を示している。

針頭部１８は、ベラ１４（フック１６を開閉する）が回動自在に軸支されている針幹部１２と、針幹部１２に延設されるとともに、略Ｕ字状に折曲されたフック１６からなっている。フック１６の形状は、Ｕ字状はもちろんのこと、編成作業に適した形状を呈していれば良い。また、針幹部１２は、長手方向に略直線形状であれば良いが、本図に示すように、一部において緩やかに傾斜させた形状をとっておくのが編成作業上好ましいと言える。次に、図１（ｂ）は、編針の針頭部１８表面の一部（フック１６）にＤＬＣを被覆した状態（ＤＬＣ被服部２０）の拡大図（Ａ部分）を示している。ここで、編針の耐久性等の向上という観点から、ＤＬＣについては、炭素、又は、メタンガスやトルエン等の各種炭素化合物から合成されることが好ましい。

このように、針頭部１８表面の一部にＤＬＣを被覆させるのは、編成作業において最も摩耗・腐食等が生じる部分に当該被覆部分を限定することにより、編針製造のコストを削減するためである。また、ＤＬＣを被覆させる部分を、針先から羽根近傍（編成用繊維が編針に最も触れる部分）に限定しておくと、さらにコストの削減に繋がる。なお、ＤＬＣの被覆方法は、編針組み立て前後いずれかにおいて、針頭部１８を炭素含有雰囲気下において曝す（治具により編針１０を挟持した状態で）ことによって蒸着させる方法（イオン化蒸着法）や、プラズマイオンを注入させる方法（プラズマイオン注入法）を用いるのが好ましいが、その他、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法等を用いても良い。

また、ＤＬＣを被覆させる前に、被覆対象部分に予め中間層を設けておくことで、より一層摩耗や腐食等に対する耐久性の向上が望めるとともに、ＤＬＣの蒸着効率が向上する。中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらの混合のうち、少なくともいずれか１つから構成されることが望ましい。

次に、図１（ｃ）は、編針の針頭部１８表面の全部にＤＬＣを被覆した状態（ＤＬＣ被覆部２０）の拡大図（Ａ部分）を示している。このように、針頭部１８表面の全部にＤＬＣを被覆させるのは、図１（ｂ）に示すように、針頭部１８表面の一部に被覆するよりも、針頭部１８全体の摩耗・腐食等に対する耐久性を向上させるためである。なお、ＤＬＣの被覆方法は、編針組み立て前後いずれかにおいて、針頭部１８を炭素含有雰囲気下において曝す（治具により編針１０を挟持した状態で）ことによって蒸着させる方法（イオン化蒸着法）や、プラズマイオンを注入させる方法（プラズマイオン注入法）を用いるのが好ましいが、その他、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法等を用いても良い。

また、ＤＬＣを被覆させる前に、被覆対象部分に予め中間層を設けておくことで、より一層摩耗や腐食等に対する耐久性の向上が望めるとともに、ＤＬＣの蒸着効率が向上する。中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらの混合のうち、少なくともいずれか１つから構成されることが望ましい。

（編針の耐久性比較実験１）
次に、イオン蒸着法（炭素含有雰囲気下に曝す）によってＤＬＣを針頭部表面に被覆させた編針（ＤＬＣ編針）と、ＤＬＣを被覆させていない編針（未加工編針）との編成作業における耐久性比較実験を行った（実験結果を表１に示す）。編成作業は、横編み機を使用してダブルニット方式により行い、編成繊維は、ＳＵＳ−３０４で直径０．１ｍｍのものを用い、編成速度は０．２ｍ／ｓに設定した。また、編成物の各編目間の長さがおよそ５ｍｍ程度になるように設定した。なお、表１中に記載してある「コース」とは、編んだ編成繊維の本数を示しており、例えば１００コースであれば、編成繊維を１００本編んだことを意味し、編針が編成作業において１００回上下運動し、ベラも１００回開閉したことを示している。

表１に示すように、１００コース編成後の場合、ＤＬＣを針頭部表面に被覆させた編針の表面には、傷の発生は認められなかったが、ＤＬＣを被覆させていない編針の表面には、複数の傷が発生した（ベラ表面にやや大きめの傷、針幹部に少々の傷）。また、３００コース編成後の場合には、ＤＬＣを針頭部表面に被覆させた編針の表面には、傷の発生が認められなかったが、ＤＬＣを被覆させていない編針の針頭部表面には、複数の傷（ベラ表面に大きめの傷、針幹部に少々の傷）と錆（ベラ軸支部分）が発生し、さらに羽根表面にも錆が発生した。このように、針頭部表面の一部又は全部にＤＬＣを被覆させておくと、従来の編針（ＤＬＣを被覆させていない編針）と比較して摩耗や腐食等に対する耐久性が飛躍的に向上することが理解できる。

（編針の耐久性比較実験２）
次に、プラズマイオンを注入させることによってＤＬＣを針頭部表面に被覆させた編針（ＤＬＣ編針）と、ＤＬＣを被覆させていない編針（未加工編針）との編成作業における耐久性比較実験を行った（実験結果を表２に示す）。なお、針頭部への成膜作業は１時間行い、膜厚を約０．１〜０．２μｍとしている。また、編成作業は、横編み機を使用してダブルニット方式により行い、編成繊維は、ＳＵＳ−３０４で直径０．１ｍｍのものを用い、編成速度は０．４ｍ／ｓに設定した。またさらに、編成物の各編目間の長さがおよそ５ｍｍ程度になるように設定した。

表２に示すように、８００コース編成後の場合、ＤＬＣを針頭部表面に被覆させた編針の表面には、傷の発生は認められなかったが、ＤＬＣを被覆させていない編針の表面には、複数の傷が発生した（ベラ軸支部分周辺に広範囲な傷及び錆、フック全体に多数の傷及び錆）。このように、プラズマイオン注入法によって針頭部表面の一部又は全部にＤＬＣを被覆させておくと、従来の編針（ＤＬＣを被覆させていない編針）と比較して摩耗や腐食等に対する耐久性が飛躍的に向上することが理解できる。

（編針の耐久性比較実験３）
次に、耐久性比較実験２と同様にプラズマイオンを注入させることによってＤＬＣを針頭部表面に被覆させた編針（ＤＬＣ編針）と、ＤＬＣを被覆させていない編針（未加工編針）との編成作業における耐久性比較実験を行った（実験結果を表３に示す）。なお、本実験では、針頭部への成膜作業を３０分行い、膜厚を約０．０５μｍとしたＤＬＣ編針Ａと、針頭部への成膜作業を１時間行い、膜厚を約０．１μｍとしたＤＬＣ編針Ｂと、針頭部への成膜作業を３時間行い、膜厚を約０．３μｍとしたＤＬＣ編針Ｃとを用いて、成膜にかける時間及び膜厚と編針の耐久性との関係をつかむことも目的としている。

編成作業は、横編み機を使用したダブルニット方式で、編成繊維は、ＳＵＳ−３０４で直径０．１ｍｍのものを用い、編成速度を０．４ｍ／ｓ、編成物の各編目間の長さをおよそ５ｍｍ程度になるように設定した状態で、８０００コースの編成を行い、それに続いて、一旦編成繊維を直径１０μｍのアルミナ繊維に代え、編成速度を０．４ｍ／ｓ、編成物の各編目間の長さをおよそ５ｍｍ程度になるように設定した状態で、さらに２０００コースの編成を連続して行った（合計１００００コースの編成）。

表３に示すように、１００００コース編成後の場合、ＤＬＣを被覆させていない編針の表面には、その全体（ベラ軸支部分、ベラ、フック）に渡って傷や錆が大量に生じ、ほぼ編針として使い物にならなくなっていた。次に、ＤＬＣ編針Ａの表面には、多数の傷及び錆が発生していたことが分かった（ベラ軸支部分、ベラ、フック）。特に編成作業により開閉動作が繰り返し行われるベラや、それを支えるベラ軸支部分に摩耗が多く見られた。

続いて、ＤＬＣ編針Ｂの表面（ベラ軸支部分、ベラ、フック）には、やはり、編成作業により開閉動作が繰り返されるベラや、ベラ軸支部分に少量ではあるが傷及び錆が認められた。しかし、フックについては、傷及び錆は抑えられていることが判明した。次に、ＤＬＣ編針Ｃの表面（ベラ軸支部分、ベラ、フック）には、傷及び錆が生じなかったことが分かった。また、この実験の後に、使用したＤＬＣ編針Ｃと未加工編針とを交互に設置した状態で、一般的な糸をダブルニット方式で編成すると、ウェール線に沿って、交互に錆の汚染が発生することが見てとれた。つまり、ＤＬＣ編針Ｃによって編成された部分には、錆による汚染が発生しなかったということになる。

このように、プラズマイオン注入法により針頭部の一部又は全部にＤＬＣを被覆させておくと、従来の編針（ＤＬＣを被覆させていない編針）と比較して摩耗や腐食等に対する耐久性が飛躍的に向上している。また、成膜にかける時間をより長く（膜をより厚く）することで、耐久性がより向上することが明確となった。またさらに、イオン蒸着法によってＤＬＣを被覆させた編針と比較しても、摩耗や腐食等に対する耐久性が飛躍的に向上していることが明らかになった。

続いて、図２は、本発明の第２の実施形態における編針の側面を示した一例図である。１０は編針、１２は針幹部、１４はベラ、１６はフック、１８は針頭部、２０はＤＬＣ被覆部、２２は羽根を示している。図１同様に、針頭部１８は、フック１６を開閉するベラ１４が回動自在に軸支されている針幹部１２と、針幹部１２に延設されてなるフック１６から構成されている。

針頭部１８は、ベラ１４（フック１６を開閉する）が回動自在に軸支されている針幹部１２と、針幹部１２に延設されるとともに、略Ｕ字状に折曲されたフック１６からなっている。フック１６の形状は、Ｕ字状はもちろんのこと、編成作業に適した形状を呈していれば良い。また、針幹部１２は、長手方向に略直線形状であれば良いが、本図に示すように、一部において緩やかに傾斜させた形状をとっておくのが編成作業上好ましいと言える。次に、図２（ｂ）は、編針の針頭部１８表面の一部（フック１６）にＤＬＣを被覆した状態（ＤＬＣ被服部２０）の拡大図（Ｂ部分）を示している。

このように、針頭部１８表面の一部にＤＬＣを被覆させるのは、編成作業において最も摩耗・腐食等が生じる部分に当該被覆部分を限定することにより、編針製造のコストを削減するためである。また、ＤＬＣを被覆させる部分を、針先から羽根近傍（編成用繊維が編針に最も触れる部分）に限定しておくと、さらにコストの削減に繋がる。なお、ＤＬＣの被覆方法は、編針組み立て前後いずれかにおいて、針頭部１８を炭素含有雰囲気下において曝す（治具により編針１０を挟持した状態で）ことによって蒸着させる方法（イオン化蒸着法）や、プラズマイオンを注入させる方法（プラズマイオン注入法）を用いるのが好ましいが、その他、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法等を用いても良い。

また、ＤＬＣを被覆させる前に、被覆対象部分に予め中間層を設けておくことで、より一層摩耗や腐食等に対する耐久性の向上が望めるとともに、ＤＬＣの蒸着効率が向上する。中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらの混合のうち、少なくともいずれか１つから構成されることが望ましい。

また、針幹部１２に羽根２２を設けることで、ダブルニット編成作業において、前ベッドの編針と後ベッドの編針（図９（ｂ）参照）を互いに交差させることができ、編地の目移しを可能とする（図９（ｃ）参照）。それと同時に、この羽根２２にもＤＬＣを被覆させるため、やはり、従来の編針と比較して摩耗や腐食等に対する耐久性が飛躍的に向上する。

次に、図２（ｃ）は、編針の針頭部１８表面の全部（羽根２２含む）にＤＬＣを被覆した状態（ＤＬＣ被覆部２０）の拡大図（Ｂ部分）を示している。このように、羽根２２を含む針頭部１８表面の全部にＤＬＣを被覆させるのは、図２（ｂ）に示すように、針頭部１８表面の一部に被覆するよりも、針頭部１８全体の摩耗・腐食等に対する耐久性を向上させるためである。なお、ＤＬＣの被覆方法は、編針組み立て前後いずれかにおいて、針頭部１８を炭素含有雰囲気下において曝す（治具により編針１０を挟持した状態で）ことによって蒸着させる方法（イオン化蒸着法）や、プラズマイオンを注入させる方法（プラズマイオン注入法）を用いるのが好ましいが、その他、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法等を用いても良い。

また、ＤＬＣを被覆させる前に、被覆対象部分に予め中間層を設けておくことで、より一層摩耗や腐食等に対する耐久性の向上が望めるとともに、ＤＬＣの蒸着効率が向上する。中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらの混合のうち、少なくともいずれか１つから構成されることが望ましい。

次に、図３は、本発明の第３の実施形態における編針のうち、針頭部１８のＣ−Ｃ断面図を示した一例図である。１８は針頭部、２０はＤＬＣ被覆部、２４は中間層を示している。針頭部１８は、その周囲を中間層２０で均一にコーティングされ、さらに、この中間層２０の周囲を均一にＤＬＣによって被覆している（ＤＬＣ被覆部２０）。このように、針頭部１８とＤＬＣ被覆部２０の間に中間層２４を介在させると、針幹部１８表面にＤＬＣを直接被覆させる場合に比べて、さらに摩耗・腐食に対する耐久性の向上が図れる。

なお、中間層２４は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらの混合のうち、少なくともいずれか１つから構成されることが望ましい。また、ＤＬＣの被覆方法は、編針組み立て前後いずれかにおいて、針頭部１８を炭素含有雰囲気下において曝す（治具により編針１０を挟持した状態で）ことによって蒸着させる方法（イオン化蒸着法）や、プラズマイオンを注入させる方法（プラズマイオン注入法）を用いるのが好ましいが、その他、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法等を用いても良い。なお、プラズマイオン注入法によりＤＬＣを被覆させた針頭部１８は、中間層２４の介在の有無にかかわらず、イオン化蒸着法によりＤＬＣを被覆させた針頭部１８よりも耐久性に優れていることが分かっている。

続いて、本発明の実施形態における編針の製造方法について図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施形態における編針の製造方法の一例を示したブロック図であり、（ａ）は、編針組み立て後にＤＬＣを被覆させる工程を示し、（ｂ）は、編針組み立て前にＤＬＣを被覆させる工程を示している。まず、図４（ａ）に示すように、針頭部に羽根を設け、続いて、ベラを針頭部側面に予め設けられた突軸に回動できるように軸支させる。これらの工程によって、編針の基本形態が作製されることになる。

次に、編針のうち、針頭部表面の一部又は全部を除く部分を治具によって挟持させた状態で、当該編針を炭素含有雰囲気下に曝す（図６に一例として示すように、編針１０を治具３０に挟持させたまま、蒸着槽２８に挿入した状態で、蒸着槽２８内を真空ポンプ２６によって真空状態にするとともに、炭素含有雰囲気下にすることで編針１０の針頭部表面の一部又は全部にＤＬＣ膜を被覆させる。）。その際、蒸着槽内にある編針のうち治具によって挟持させた部分は外気（炭素含有雰囲気）と隔絶された状態（密着した状態）にしておく必要がある。そうすることで、編針のうち、ＤＬＣ被覆を必要としている部分にだけＤＬＣを被覆させることが可能となるからである。なお、編針を治具に対して垂直になるように挟持しておくと、ＤＬＣ膜の被覆効率が良い。また、被覆作業中にベラの動きを妨げないようにすることによっても、ＤＬＣ膜の被覆効率が良くなる。

続いて、図４（ｂ）に示すように、まず、編針のうち、羽根を予め設けておいた針頭部表面の一部又は全部を除く部分を治具によって挟持させた状態で、当該編針を炭素含有雰囲気下に曝す（図６参照）。その際、上記同様に、治具によって挟持させた部分は外気（炭素含有雰囲気）と隔絶された状態（密着した状態）にしておく必要がある。そうすることで、ＤＬＣ被覆を必要としている部分にだけＤＬＣを被覆させることが可能となるからである。なお、編針を治具に対して垂直になるように挟持しておくと、ＤＬＣ膜の被覆効率が良い。次に、ＤＬＣをその一部又は全部に被覆させた針頭部に設けられた突軸にベラを軸支させ、編針の基本形態を作製する。

次に、本発明の実施形態である編針の製造方法のうち、プラズマイオンを注入させることで編針にＤＬＣを被覆させる方法について図面を参照しながら説明する。図５は、編針の製造方法の一例を示したブロック図であり、編針組み立て後にＤＬＣを被覆させる工程を示している。まず、針頭部に羽根を設け、続いて、ベラを針頭部側面に予め設けられた突軸に回動できるように軸支させる。これらの工程によって、編針の基本形態が作製されることになる。

次に、編針のうち、針頭部表面の一部又は全部を除く部分を治具によって挟持させた状態で、当該編針を炭素含有雰囲気下に保持する。そして、編針に高周波電圧を印加（プラズマ発生）し、さらに負の高電圧パルスを印加することにより、編針１０の針頭部表面の一部又は全部にプラズマイオンを注入させ、針頭部表面の一部又は全部にＤＬＣ膜を被覆させる。

なお、プラズマイオンの注入方法は、図７に一例として示すように、まず、編針１０を治具３０に挟持させたままプラズマイオン注入装置３８内の放電部４２に保持させる。そして、真空ポンプ２６によって、プラズマイオン注入装置３８内の気圧を一旦減圧させ（１×１０^―３Ｐａ以下）、さらに、プラズマイオン注入装置３８内を炭素含有雰囲気下におく（所定の圧力で維持する）。続いて、放電装置４０の制御回路によって、編針１０に対し、高周波電圧器から放電部４２を通じて、高周波電圧を印加する。そうすると、編針１０の表面近傍または周囲にプラズマが生成される。

さらに、制御回路によって、編針１０に対し、負高電圧パルス発生器から放電部４２を通じて、負の高電圧パルスを印加させる。そうすると、プラズマ中のプラズマイオンが針頭部表面の一部又は全部に注入され、その結果、ＤＬＣ膜を目的の部分（針頭部表面の一部又全部）に被覆させることができる。なお、負高電圧パルス発生器のパルス電圧を、初期段階では、１５ｋＶとし、注入作業の終了時間３０分前から１５分前の間にかけて、１０ｋＶまで徐々にマニュアル的に低下させ、その後は、１０ｋＶの状態を注入作業終了まで維持させることによって、プラズマイオンをより高い精度で注入させることができるようになる。

編針のうち治具によって挟持させた部分には、プラズマイオンが注入されないため、ＤＬＣ被覆を必要としている部分にだけＤＬＣを被覆させることが可能となる。なお、編針を治具に対して垂直になるように挟持しておくと、ＤＬＣ膜の被覆効率が良い。また、被覆作業中にベラの動きを妨げないようにする（ベラを下方に向ける）ことによっても、ＤＬＣ膜の被覆効率が良くなる。なお、図４（ｂ）に示した製造方法と同様に、編針組み立て前にＤＬＣを被覆させるようにしても良い。

さらに、本発明の実施形態における編針の製造方法のうち、針頭部とＤＬＣ被覆部との間に中間層を設ける工程を含んだ製造方法について図面を参照して説明する。図８は、本発明の実施形態における編針の製造方法の一例を示したブロック図で、（ａ）は、炭素含有雰囲気下に曝すことによってＤＬＣを被覆させる製造方法を示し、（ｂ）は、プラズマイオンを注入させることによってＤＬＣを被覆させる製造方法を示したものである。まず、（ａ）に示すように、針頭部に羽根を設け、続いて、ベラを針頭部側面に予め設けられた突軸に回動できるように軸支させる。これらの工程によって、編針の基本形態が作製されることになる。

次に、作製された編針の針頭部に、中間層をコーティングさせる。この中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらの混合のうち、少なくともいずれか１つから構成されるものがより望ましい。そして、中間層がコーティングされた針頭部表面を除く部分を治具によって挟持させた状態で、当該編針を炭素含有雰囲気下に曝す。

その際、上記同様に、治具によって挟持させた部分は外気（炭素含有雰囲気）と隔絶された状態（密着した状態）にしておく必要がある。そうすることで、ＤＬＣ被覆を必要としている部分にだけＤＬＣを被覆させることが可能となるからである。なお、編針を治具に対して垂直になるように挟持しておくと、被覆効率が良い。以上の製造工程を踏むことにより、より一層耐久性に優れた編針を作製することが可能となる。次に、（ｂ）に示す製造方法は、編針の針頭部に中間層をコーティングさせる工程までは、（ａ）と同様であるが、中間層がコーティングされた針頭部表面を除く部分を治具によって挟持させた状態で、当該編針に対してプラズマイオンを注入させることによって針頭部表面の一部又は全部にＤＬＣ膜を被覆させるようにしている。

続いて、本発明に係る編針の使用方法の一例について、図面を参照しながら説明する。図９（ａ）は、編針をダブルニット形式で備えた編機の一例を示した図で、３２は編機本体、３４は金属繊維ボビン、３６は金属繊維を示している。編機３２に備えられている編針１０は、ダブルニット形式（図９（ｂ）参照）によってなされており、金属繊維ボビン３４から繰り出されている金属繊維３６を横編方式により編成する。なお、ダブルニット形式で編成を行うと、シングルニットで編成を行う場合に比して、編成物の密度が高く、安定した形状が保たれたものを編成することができるため（例えば、編成物が丸まったりしない）、フィルター等に用いることができる難編成繊維である金属繊維の編成に向いている。

ここで、編針１０は、その針頭部表面の全体にＤＬＣが被覆されているため、難編成繊維である金属繊維３６と編成作業中に接触等しても摩耗等が生じにくく、また、腐食しにくいものとなっている。また、図９（ｃ）に一例として示すように、編針１０の針幹部に羽根２２を設けておくことで、編地の目移しを行うことが可能となる。なお、金属繊維３６が、直径１〜１００μｍの範囲や、さらに、その素材が、鋼系、ステンレス、銅系、タングステン系、アルミナ、カンタルのいずれかであれば、編成物の用途として特にガスのフィルターや、バーナー、車やバイク等のマフラーなどに好適に使用できる編成物を編成することができる。

本発明に係る編針の製造方法によると、針頭部の摩耗・腐食に対する耐久性の向上が図れるため、難編成繊維である金属繊維等を用いて編成作業を行う場合に好適に利用できる。また、上述のように摩耗等に対する耐久性が高いので、一般糸の編成に用いる編機を金属繊維等の編成に容易に流用することができ、編成コストの削減を目指すのに良い。さらに、金属繊維を低コストで編成することができるので、様々な用途に用いることが出来る編成物を編成するのに有用である。

１０ 編針
１２ 針幹部
１４ ベラ
１６ フック
１８ 針頭部
２０ ＤＬＣ被覆部
２２ 羽根
２４ 中間層
２６ 真空ポンプ
２８ 蒸着槽
３０ 治具
３２ 編機本体
３４ 金属繊維ボビン
３６ 金属繊維
３８ プラズマイオン注入装置
４０ 放電装置
４２ 放電部

Claims (5)

1. ベラを回動自在に軸支する針幹部と、前記針幹部先端に延設され略Ｕ字状に折曲したフックとを含む針頭部を有し、前記針幹部には、羽根が設けられるとともに、前記針頭部が、その表面の一部又は全部にダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されている編針の製造方法において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記編針のうち、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆させない部分を治具により密着挟持させるとともに、前記編針をその長手方向が、当該治具に対して垂直方向となるよう保持させた状態で前記針頭部の表面の一部又は全部に被覆させることを特徴とする編針の製造方法。
2. ベラを回動自在に軸支する針幹部と、前記針幹部先端に延設され略Ｕ字状に折曲したフックとを含む針頭部を有し、前記針幹部には、羽根が設けられるとともに、前記針頭部は、その表面の一部又は全部にダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されている編針の製造方法において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記編針のうち、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆させない部分を治具により密着挟持させるとともに、前記編針をその長手方向が、当該治具に対して垂直方向となるよう保持させた状態で炭素含有雰囲気下に曝すことにより前記針頭部の表面の一部又は全部に被覆させることを特徴とする編針の製造方法。
3. ベラを回動自在に軸支する針幹部と、前記針幹部先端に延設され略Ｕ字状に折曲したフックとを含む針頭部を有し、前記針幹部には、羽根が設けられるとともに、前記針頭部は、その表面の一部又は全部にダイヤモンドライクカーボン膜が被覆されている編針の製造方法において、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、前記編針のうち、前記ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆させない部分を治具により密着挟持させるとともに、前記編針をその長手方向が、当該治具に対して垂直方向となるよう保持させた状態で炭素含有雰囲気下に曝し、当該編針に対し高周波電圧を印加し、その表面近傍にプラズマを生成させ、続いて、前記編針に対し負高電圧パルスを印加することにより前記針頭部の表面の一部又は全部に被覆させることを特徴とする編針の製造方法。
4. 前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、中間層を介在して前記表面に被覆させることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の編針の製造方法。
5. 前記中間層は、シリコン、チタニウム、タングステン、クロミウム、タンタル、炭素、又はこれらを混合したもののうち、少なくともいずれか１つからなることを特徴とする請求項４記載の編針の製造方法。

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