JP6789379B2 - Fiber guide - Google Patents
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Description
本開示は、繊維ガイドに関する。 The present disclosure relates to fiber guides.
繊維の案内においては、ローラーガイド、オイリングノズル、ロッドガイド、トラバースガイドおよびフリクションディスクと呼ばれる様々な形状の繊維ガイドが繊維機械に取り付けられ使用されている。そして、繊維と接触する繊維ガイドの表面(以下、接糸面と記載する。)には、繊維に傷やほつれ等のダメージを発生させにくいことが求められている。さらに、繊維ガイドには、安価に製造できることも求められている。 In fiber guidance, fiber guides of various shapes called roller guides, oiling nozzles, rod guides, traverse guides and friction discs are attached to and used in fiber machines. The surface of the fiber guide that comes into contact with the fiber (hereinafter referred to as the thread contact surface) is required to be less likely to cause damage such as scratches and fraying to the fiber. Further, the fiber guide is also required to be inexpensive to manufacture.
このことから、繊維ガイドを構成する材料としては、安価でありながら、耐磨耗性に優れた酸化アルミニウム質セラミックスが用いられることが多い。 For this reason, aluminum oxide ceramics, which are inexpensive but have excellent wear resistance, are often used as the material constituting the fiber guide.
例えば、特許文献1には、ビッカース硬さHVが1900以上であり、酸化アルミニウムからなるガイドが開示されている。 For example,
本開示の繊維ガイドは、基体と、該基体上の少なくとも一部に繊維に接触する接糸面とを備える。そして、この接糸面は、酸化アルミニウム質セラミックスからなり、酸化アルミニウム結晶同士の間に珪酸ジルコニウム相を有する。 The fiber guides of the present disclosure include a substrate and at least a portion of the substrate that comes into contact with the fibers. The yarn contact surface is made of aluminum oxide ceramics and has a zirconium silicate phase between aluminum oxide crystals.
近年、繊維の生産効率の向上のために、繊維の送り速度が1000〜10000m/分と極めて高速化してきている。よって、繊維の送り速度の高速化によっても、繊維にダメージを与えることの少ない、接糸面の摩擦係数が低い繊維ガイドが求められている。 In recent years, in order to improve the production efficiency of fibers, the feed rate of fibers has been extremely increased to 1000 to 10000 m / min. Therefore, there is a demand for a fiber guide having a low coefficient of friction on the yarn contact surface, which does not damage the fiber even by increasing the feed rate of the fiber.
本開示の繊維ガイドは、接糸面の摩擦係数が低いことから、繊維を案内した際に、繊維にダメージが発生することを低減できる。以下に、本開示の繊維ガイドについて、図面を参照しながら詳細に説明する。 Since the fiber guide of the present disclosure has a low coefficient of friction on the yarn contact surface, it is possible to reduce the occurrence of damage to the fiber when the fiber is guided. The fiber guides of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings.
最初に、繊維ガイドの代表的な種類について、図1〜図5を参照しながら説明する。まず、図1に示すローラーガイド10aは、回転しながらU字溝部分で繊維1を案内するものである。次に、図2に示すオイリングノズル10bは、繊維1にオイルを付着させるのに使用されるものである。次に、図3に示すロッドガイド10cは、繊維1を収束したり分離したりするのに使用されるものである。次に、図4に示すトラバースガイド10dは、円筒状のパッケージの外周に繊維1を巻き取るときの案内に使用されるものである。また、図5に示すフリクションディスク10eは、繊維1に撚りをかける際に使用されるものである。 First, typical types of fiber guides will be described with reference to FIGS. 1 to 5. First, the
なお、図6は、図2に示すオイリングノズル10bの上面図(図2における白抜き矢印に向かって見た図)である。なお、以降の記載においては、特定の繊維ガイドについて記載する場合を除き、繊維ガイドには「10」の符号を付して説明する。 Note that FIG. 6 is a top view of the
本開示の繊維ガイド10は、図6に示すように、基体11と、基体11上の少なくとも一部に繊維1に接触する接糸面2を備える。ここで、接糸面2とは、繊維ガイド10において繊維1に接触する表面のことであるが、基体11との識別上、繊維1に接触する表面から0.2mmの深さまでを接糸面2とする。なお、図6においては、識別のため接糸面2を着色して示している。そして、接糸面2において、繊維1の送入側と送出側とが明確に区別できるものに限られるが、接糸面2は、送入部3、中間部4および送出部5からなる。ここで、送入部3、中間部4および送出部5からなる接糸面2を有する繊維ガイドとは、例えば、図2に示すオイリングノズル10bである。このようなオイリングノズル10bの接糸面2は、繊維1の進行方向に一対の第1端6および第2端7を有する。ここで、第1端6とは、繊維1の送入側において接糸面2に繊維1が最初に接する部分であり、第2端7とは、繊維1の送出側において接糸面2に繊維1が最後まで接していた部分である。そして、送入部3とは、接糸面2における第1端6から第2端7までを全長としたとき、第1端6から全長の1/5にあたる部分までのことを指す。一方、送出部5とは、第2端7から全長の1/5にあたる部分までのことを指す。また、接糸面2において送入部3と送出部5との間の領域が中間部4である。 As shown in FIG. 6, the
そして、本開示の繊維ガイド10における接糸面2は、酸化アルミニウム質セラミックスからなり、図7に示すように、酸化アルミニウム結晶9同士の間に珪酸ジルコニウム相8を有する。 The
ここで、酸化アルミニウム質セラミックスとは、酸化アルミニウム質セラミックスを構成する全成分100質量%のうち、酸化アルミニウムが80質量%以上占めるものである。 Here, the aluminum oxide ceramics are those in which aluminum oxide accounts for 80% by mass or more of 100% by mass of all the components constituting the aluminum oxide ceramics.
接糸面2の材質は、以下の方法で確認すればよい。まず、X線回折装置(XRD)を用いて、接糸面2を測定し、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を行なう。次に、蛍光X線分析装置(XRF)を用いて、接糸面2の含有成分の定量分析を行なう。そして、上記XRDの同定により酸化アルミニウムの存在が確認され、上記XRFで測定したアルミニウム(Al)の含有量から酸化アルミニウム(Al2O3)に換算した含有量が80質量%以上であれば、酸化アルミニウム質セラミックスである。The material of the
珪酸ジルコニウム相8は、酸化アルミニウム結晶9に比べて、摩擦係数が低い。本開示の繊維ガイド10は、酸化アルミニウム結晶9同士の間に珪酸ジルコニウム相8が位置しているため、接糸面2の摩擦係数が低い。 The
ここで、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8の有無は、以下の方法で確認すればよい。 Here, the presence or absence of the
まず、電子線マイクロアナライザー(EPMA)を用いて、酸化アルミニウム結晶9同士の間に存在する相として視認される箇所における元素マッピングを行なう。そして、元素マッピングにより、ジルコニウム、珪素および酸素が同時に検出されれば、本開示の繊維ガイド10が、珪酸ジルコニウム相8を有するとする。なお、珪酸ジルコニウム相8の下方には、酸化アルミニウム層9が存在するものであることから、酸化アルミニウム結晶9同士の間に酸化アルミニウムを含んでいない場合であってもアルミニウムを検出する場合がある。 First, an electron probe microanalyzer (EPMA) is used to perform element mapping at a location visually recognized as a phase existing between aluminum oxide crystals 9. Then, if zirconium, silicon and oxygen are detected at the same time by element mapping, it is assumed that the
また、図7は、接糸面2を走査型電子顕微鏡(SEM)等において観察した状態を模式的に示したものである。ここで、図7の色調関係はSEM画像(写真)に基づくものであり、珪酸ジルコニウム相8は白色系の色調を呈し、酸化アルミニウム結晶9は黒色系の色調を呈するものであることから、目視において珪酸ジルコニウム相8と酸化アルミニウム結晶9とは識別できるものである。 Further, FIG. 7 schematically shows a state in which the
また、本開示の繊維ガイド10は、基体11および接糸面2が一体物の酸化アルミニウム質セラミックスからなるとともに、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、基体11の内部における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率よりも大きくてもよい。ここで、基体11の内部とは、基体11の表面から0.2mm以上深い部分のことである。なお、基体11の材質は、上述した接糸面2の材質を確認した方法と同じ方法で確認すればよい。 Further, in the
珪酸ジルコニウム相8の熱伝導率は、3〜8W/m・K程度である。一方、酸化アルミニウム結晶9の熱伝導率は、15〜40W/m・K程度である。よって、上述した構成を満足するならば、珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率が基体11よりも大きい接糸面2は、基体11の内部よりも熱伝導率が低いことから、繊維1を案内する際に接糸面2で発生する摩擦熱が、熱伝導率のより高い方である基体11の内部に拡散していき、接糸面2の温度上昇が抑制される。これにより、本開示の繊維ガイド10は、繊維1を長時間案内しても、繊維1に傷やほつれ等のダメージを発生させにくい。言い換えるならば、接糸面2の摩擦係数を維持できる。 The thermal conductivity of the
さらに、本開示の繊維ガイド10は、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、基体11の内部における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率よりも0.2面積%以上大きくてもよい。そして、このような構成を満足するならば、繊維1を長時間案内しても、本開示の繊維ガイド10は、接糸面2の摩擦係数をより維持できる。 Further, in the
ここで、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、例えば、0.2面積%以上1.8面積%以下であってもよい。一方、基体11の内部における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、例えば、0.1面積%以下であり、珪酸ジルコニウム相8が存在しない、つまり0面積%であってもよい。 Here, the area ratio occupied by the
そして、接糸面2および基体11の内部における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、以下の方法で算出すればよい。まず、接糸面2および基体11の内部の反射電子像(BEI)写真(以下、単に写真と記載する)を、SEMを用いて撮影する。そして、上述したように、珪酸ジルコニウム相8は白色系の色調を呈するものであることから、この写真を用いて、画像解析ソフト「A像くん」(登録商標、旭化成エンジニアリング(株)製、なお、以降に画像解析ソフト「A像くん」と記した場合、旭化成エンジニアリング(株)製の画像解析ソフトを示すものとする。)の粒子解析という手法を適用して画像解析を行なうことにより、珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率を求めることができる。 Then, the area ratio occupied by the
ここで、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、倍率1000〜3000倍で撮影した、接糸面2の異なる箇所の写真を6枚以上画像解析した平均値とする。なお、接触面2が、送入部3、中間部4および送出部5からなるならば、送入部3、中間部4および送出部5のそれぞれ異なる箇所の写真を2枚ずつ画像解析し、その平均値を接糸面2における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率とすればよい。 Here, the area ratio occupied by the
一方、基体11の内部における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、倍率1000〜3000倍で撮影した、基体11の内部の異なる箇所の写真を6枚以上画像解析した平均値とする。 On the other hand, the area ratio occupied by the
なお、「A像くん」の解析条件としては、例えば、結晶粒子の明度を「明」、2値化の方法を「手動」、シェーディングを「有」として、珪酸ジルコニウム相8と酸化アルミニウム結晶9とを明確に区別できるように閾値を設定すればよい。 As the analysis conditions of "A image-kun", for example, the brightness of the crystal particles is "bright", the binarization method is "manual", and the shading is "yes", and the
また、本開示の繊維ガイド10は、接糸面2において、送入部3における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率が、中間部4における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率よりも大きくてもよい。このような構成を満足するならば、繊維1が最もダメージを受けやすい箇所である送入部3において、摩擦抵抗を小さくすることができる。ここで、本開示の繊維ガイド10は、接糸面2のうち送入部3における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率が、0.3面積%以上2.5面積%以下であってもよい。 Further, in the
なお、送入部3および中間部4における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、上述した接糸面2および基体11の内部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率を算出した方法と同様に、画像解析ソフト「A像くん」の粒子解析により算出すればよい。具体的には、送入部3における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、倍率1000〜3000倍で撮影した、送入部3の異なる箇所の写真を2枚以上画像解析した平均値とする。また、中間部4における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、倍率1000〜3000倍で撮影した、中間部4の異なる箇所の写真を2枚以上画像解析した平均値とする。 The area ratio occupied by the
また、本開示の繊維ガイド10は、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8の円相当径の平均値が、0.6μm以上3.2μm以下であってもよい。ここで、円相当径とは、珪酸ジルコニウム相8の面積と等しい円に置き換えた場合における、円の直径を意味している。そして、このような構成を満足するならば、接糸面2から珪酸ジルコニウム相8が脱粒しくいことから、接糸面2の摩擦係数をより維持できる。 Further, in the
なお、酸化アルミニウム結晶9の円相当径の平均値は、例えば、10μm以上25μm以下である。 The average value of the equivalent circle diameters of the aluminum oxide crystals 9 is, for example, 10 μm or more and 25 μm or less.
ここで、珪酸ジルコニウム相8および酸化アルミニウム結晶9のそれぞれの円相当径の平均値は、上述した接糸面2における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率を算出した方法と同様の方法で算出することができる。 Here, the average value of the equivalent circle diameters of the
次に、接糸面2の摩擦係数の測定方法について、図8を用いて説明する。図8に示す摺動試験装置は、ローラーR1、ローラーR2、繊維ガイド10、ローラーR3およびローラーR4を備え、この順に繊維1を案内することができる装置である。ここで、ローラーR2およびローラーR3には、テンション検出器(図示していない)が接続されている。 Next, a method of measuring the friction coefficient of the
そして、この摺動試験装置を用いて繊維1を案内し、ローラーR2のテンション検出器によって検出されたテンションT1の測定値と、ローラーR3のテンション検出器によって検出されたテンションT2の測定値とを用いて、アモントンの法則の式(μ={ln(T2−T1)}/θ)で計算することにより摩擦係数(μ)を求めることができる。 Then, the
なお、摩擦係数は、繊維1の種類、繊維1の形状、繊維1の走行速度、繊維1の張力、θ等の試験条件によって変化する。このため、摩擦係数の比較にあたっては、同じ試験条件で行なう必要がある。 The coefficient of friction varies depending on test conditions such as the type of
次に、本開示の繊維ガイド10の製造方法の一例について説明する。ここでは、繊維ガイド10のうち、オイリングノズル10bを例に挙げて説明する。また、基体11および接糸面2が一体物の酸化アルミニウム質セラミックスからなる場合を例に挙げて説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the
まず、酸化アルミニウム(Al2O3)粉末、焼結助剤および溶媒をボールとともにミルに入れて、所定の粒度となるまで粉砕し、スラリーを作製する。ここで、基体11の内部に珪酸ジルコニウム相8を有する繊維ガイド10を得るには、スラリーを作製する際に珪酸ジルコニウム(ZrSiO4)粉末を添加すればよい。First, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder, sintering aid and solvent are put into a mill together with balls and pulverized to a predetermined particle size to prepare a slurry. Here, in order to obtain the
次に、得られたスリラーにバインダを添加した後、スプレードライヤーを用いて、噴霧乾燥を行なうことで顆粒を作製する。 Next, after adding a binder to the obtained thriller, granules are prepared by spray-drying using a spray dryer.
次に、この顆粒と熱可塑性樹脂とワックス等とをニーダに投入して加熱しながら混練し、坏土を得る。そして、得られた坏土をペレタイザーに投入することにより、インジェクション成形(射出成形)用の原料となるペレットを得る。次に、得られたペレットをインジェクション成形機(射出成形機)に投入して射出成形することにより、オイリングノズル形状の成形体を得る。なお、オイリングノズル形状の成形体を得るためには、一般的な射出成形法に基づいて、オイリングノズル形状が得られる成形型を作製し、これをインジェクション成形機に設置して射出成形すればよい。 Next, the granules, the thermoplastic resin, the wax, and the like are put into a kneader and kneaded while heating to obtain a clay. Then, the obtained clay is put into a pelletizer to obtain pellets as a raw material for injection molding (injection molding). Next, the obtained pellets are put into an injection molding machine (injection molding machine) and injection molded to obtain an oiling nozzle-shaped molded body. In addition, in order to obtain a molded body having an oiling nozzle shape, a molding mold capable of obtaining an oiling nozzle shape may be produced based on a general injection molding method, and this may be installed in an injection molding machine for injection molding. ..
次に、得られた成形体を、大気雰囲気中で最高温度を1500℃以上1600℃以下とし、この最高温度での保持時間を2時間以上5時間以下として焼成することで、焼結体を得る。なお、最高温度および保持時間等の焼成条件は、製品の形状および大きさにより変化するため、必要に応じて調整すればよい。 Next, the obtained molded product is fired in an air atmosphere with a maximum temperature of 1500 ° C. or higher and 1600 ° C. or lower, and a holding time at this maximum temperature of 2 hours or more and 5 hours or less to obtain a sintered body. .. Since the firing conditions such as the maximum temperature and the holding time change depending on the shape and size of the product, they may be adjusted as necessary.
次に、焼結体、研磨用メディアおよび水を湿式バレル研磨機に入れ、バレル研磨を行なう。このとき、珪酸ジルコニウム粉末を水に混ぜておくことで、バレル研磨において焼結体にメディアが衝突した際に、珪酸ジルコニウム粉末が酸化アルミニウム結晶9同士の間に入り込み、焼結体の表面に珪酸ジルコニウム相8として固着する。 Next, the sintered body, polishing media, and water are placed in a wet barrel polishing machine to perform barrel polishing. At this time, by mixing the zirconium silicate powder with water, when the media collides with the sintered body in barrel polishing, the zirconium silicate powder enters between the aluminum oxide crystals 9 and silicate is applied to the surface of the sintered body. It sticks as a
バレル研磨後、焼結体を洗浄、乾燥させることで、本開示のオイリングノズル10bを得る。 After barrel polishing, the sintered body is washed and dried to obtain the oiling
また、接糸面2および基体11の内部における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、スラリーを作製する際に添加する珪酸ジルコニウム粉末の量と、バレル研磨において水に混ぜる珪酸ジルコニウム粉末の量と、バレル研磨の時間とを調整することで、任意の値に制御することができる。 The area ratio of the
また、接糸面2の送入部3および中間部4における珪酸ジルコニウム相8が占める面積比率は、バレル研磨において水に混ぜる珪酸ジルコニウム粉末の量とバレル研磨の時間とを調整するとともに、接糸面2の送入部3および中間部4の一部をマスクしてバレル研磨することで、任意の値に制御することができる。 Further, the area ratio occupied by the
また、接糸面2における珪酸ジルコニウム相8の円相当径の平均値を、0.6μm以上3.2μm以下とするには、使用する珪酸ジルコニウム粉末の平均粒子径を調整すればよい。 Further, in order to make the average value of the equivalent circle diameter of the
接糸面における珪酸ジルコニウム相の有無を異ならせたオイリングノズルを作製した。そして、これらのオイリングノズルにおいて摺動試験を行ない、接糸面の摩擦係数の比較を行なった。 Oiling nozzles with different zirconium silicate phases on the yarn contact surface were produced. Then, a sliding test was performed on these oiling nozzles, and the friction coefficient of the yarn contact surface was compared.
まず、酸化アルミニウム粉末、焼結助剤としての酸化チタン(TiO2)粉末および炭酸マグネシウム(MgCO3)粉末を準備した。そして、各粉末を、酸化アルミニウム粉末が98.4質量%、酸化チタン粉末が1質量%、炭酸マグネシウム粉末が酸化マグネシウム(MgO)換算で0.6質量%となるように秤量し混合した。その後、溶媒である水とボールとともにミルに入れて粉砕することで、スラリーを作製した。First, aluminum oxide powder, titanium oxide (TiO 2 ) powder and magnesium carbonate (MgCO 3 ) powder as a sintering aid were prepared. Then, each powder was weighed and mixed so that the aluminum oxide powder was 98.4% by mass, the titanium oxide powder was 1% by mass, and the magnesium carbonate powder was 0.6% by mass in terms of magnesium oxide (MgO). Then, a slurry was prepared by putting it in a mill together with water as a solvent and a ball and pulverizing it.
次に、このスリラーにバインダを添加した後、スプレードライヤーを用いて、噴霧乾燥を行なうことで顆粒を作製した。 Next, after adding a binder to this thriller, granules were prepared by spray drying using a spray dryer.
次に、この顆粒に熱可塑性樹脂とワックスとを加え、ニーダに投入して加熱しながら混練し、坏土を得た。そして、得られた坏土をペレタイザーに投入し、インジェクション成形用の原料となるペレットを得た。次に、得られたペレットをインジェクション成形機に投入して射出成形することにより、オイリングノズル形状の成形体を得た。 Next, a thermoplastic resin and wax were added to the granules, and the granules were put into a kneader and kneaded while heating to obtain a clay. Then, the obtained clay was put into a pelletizer to obtain pellets as a raw material for injection molding. Next, the obtained pellets were put into an injection molding machine and injection molded to obtain an oiling nozzle-shaped molded body.
次に、この成形体を、大気雰囲気中で最高温度を1550℃とし、この最高温度での保持時間を3時間として焼成を行ない、焼結体を得た。 Next, this molded product was fired in an air atmosphere with a maximum temperature of 1550 ° C. and a holding time at this maximum temperature of 3 hours to obtain a sintered body.
次に、この焼結体、研磨用メディアおよび水を湿式バレル研磨機に入れ、バレル研磨を2時間行なった。このとき、バレル研磨において、平均粒子径が3.5μmの珪酸ジルコニウム粉末を、水および珪酸ジルコニウム粉末の合計100質量%に対して、0.015質量%の添加量となるように水に混ぜた。 Next, the sintered body, polishing media, and water were placed in a wet barrel polishing machine, and barrel polishing was performed for 2 hours. At this time, in barrel polishing, zirconium silicate powder having an average particle size of 3.5 μm was mixed with water so as to add 0.015% by mass with respect to 100% by mass of the total of water and zirconium silicate powder. ..
その後、焼結体を洗浄、乾燥させることで、試料No.1を得た。 Then, the sintered body was washed and dried to obtain the sample No. I got 1.
また、上記製造方法において、珪酸ジルコニウム粉末を混ぜていない水を用いてバレル研磨を行ない、試料No.2を得た。 Further, in the above production method, barrel polishing was performed using water not mixed with zirconium silicate powder, and the sample No. I got 2.
次に、図8に示す摺動試験装置に各試料をセットし、摺動試験を行なうことで、各試料の摩擦係数を求めた。なお、測定条件は、以下の通りとした。
繊維の種類:ナイロン(75デニール)
繊維の走行速度:1500m/分
θ:90°
繊維の張力:50gf
測定頻度:10回(1分毎)
摩擦係数:検出されたテンションからそれぞれの摩擦係数を求め、10回の平均値を摩擦係数とした。Next, each sample was set in the sliding test apparatus shown in FIG. 8 and the sliding test was performed to obtain the friction coefficient of each sample. The measurement conditions were as follows.
Fiber type: Nylon (75 denier)
Fiber running speed: 1500 m / min θ: 90 °
Fiber tension: 50gf
Measurement frequency: 10 times (every minute)
Friction coefficient: Each friction coefficient was obtained from the detected tension, and the average value of 10 times was used as the friction coefficient.
結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
表1に示す結果から、試料No.2に比べて、試料No.1は、摩擦係数が0.36と低いものであった。このことから、接糸面において、珪酸ジルコニウム相を有すれば、接糸面の摩擦係数を低くできることが分かった。 From the results shown in Table 1, the sample No. Compared with 2, sample No. No. 1 had a low coefficient of friction of 0.36. From this, it was found that if the yarn contact surface has a zirconium silicate phase, the friction coefficient of the yarn contact surface can be lowered.
次に、接糸面および基体の内部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が異なるオイリングノズルを作製した。そして、これらのオイリングノズルにおいて摺動試験を行ない、接糸面の摩擦係数の比較を行なった。 Next, oiling nozzles having different area ratios occupied by the zirconium silicate phase on the yarn contact surface and inside the substrate were produced. Then, a sliding test was performed on these oiling nozzles, and the friction coefficient of the yarn contact surface was compared.
作製方法としては、スラリーを作製する際に表2に示す量の珪酸ジルコニウム粉末を添加するとともに、バレル研磨において、水に混合する珪酸ジルコニウム粉末の添加量を表2に示す量としたこと以外は、実施例1の試料No.1の作製方法と同様であり、試料No.5は、実施例1の試料No.1と同じ試料である。なお、スラリーに珪酸ジルコニウム粉末を添加する際には、添加した珪酸ジルコニウム粉末の添加量だけ、酸化アルミニウム粉末の添加量を減らした。 As a production method, the amount of zirconium silicate powder shown in Table 2 was added when the slurry was prepared, and the amount of zirconium silicate powder mixed with water was set to the amount shown in Table 2 in barrel polishing. , The method for producing sample No. 1 of Example 1 is the same, and sample No. 5 is the same sample as sample No. 1 of Example 1. When the zirconium silicate powder was added to the slurry, the amount of the aluminum oxide powder added was reduced by the amount of the added zirconium silicate powder.
次に、各試料の接糸面および基体の内部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率を、以下の方法で算出した。まず、接糸面および基体の内部の反射電子像写真を、SEMを用いて撮影した。そして、珪酸ジルコニウム相は白色系の色調を呈するものであることから、この写真を用いて、画像解析ソフト「A像くん」の粒子解析という手法を適用して画像解析を行なうことにより、珪酸ジルコニウム相が占める面積比率を求めた。具体的には、接糸面における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率は、倍率2000倍で撮影した、接糸面の送入部、中間部および送出部のそれぞれ異なる箇所の写真を2枚ずつ画像解析した平均値とした。一方、基体の内部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率は、倍率2000倍で撮影した内部の異なる箇所の写真を6枚画像解析した平均値とした。 Next, the area ratio occupied by the zirconium silicate phase inside the yarn contact surface and the substrate of each sample was calculated by the following method. First, a backscattered electron image photograph of the yarn contact surface and the inside of the substrate was taken using an SEM. Since the zirconium silicate phase exhibits a white color tone, the zirconium silicate phase is subjected to image analysis by applying a technique called particle analysis of the image analysis software "A image-kun" using this photograph. The area ratio occupied by the phase was calculated. Specifically, the area ratio occupied by the zirconium silicate phase on the yarn contact surface is obtained by image analysis of two photographs of different parts of the yarn contact surface, the feeding portion, the intermediate portion, and the sending portion, taken at a magnification of 2000 times. The average value was used. On the other hand, the area ratio occupied by the zirconium silicate phase inside the substrate was taken as an average value obtained by image analysis of 6 photographs of different parts inside taken at a magnification of 2000 times.
また、摩擦係数の測定開始時刻を、摺動試験を開始してから20分後にしたこと以外は実施例1と同様の摺動試験を行ない、各試料の接糸面の摩擦係数を求めた。結果を表2に示す。 Further, the same sliding test as in Example 1 was performed except that the measurement start time of the friction coefficient was 20 minutes after the start of the sliding test, and the friction coefficient of the yarn contact surface of each sample was obtained. The results are shown in Table 2.
表2に示す結果から、試料No.3に比べて、試料No.4〜8は、接糸面の摩擦係数が0.38以下と低いものであった。このことから、接糸面における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が、基体の内部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率よりも大きければ、接糸面の摩擦係数を維持できることが分かった。 From the results shown in Table 2, the sample No. Compared with No. 3, sample No. In Nos. 4 to 8, the coefficient of friction of the yarn contact surface was as low as 0.38 or less. From this, it was found that the friction coefficient of the yarn contact surface can be maintained if the area ratio occupied by the zirconium silicate phase on the yarn contact surface is larger than the area ratio occupied by the zirconium silicate phase inside the substrate.
また、試料Nо.4〜8の中でも試料No.5〜8は、接糸面の摩擦係数が0.36以下と低いものであった。このことから、接糸面における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が、基体の内部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率よりも0.2面積%以上大きければ、接糸面の摩擦係数をより維持できることが分かった。 In addition, sample Nо. Among 4 to 8, sample No. In Nos. 5 to 8, the coefficient of friction of the yarn contact surface was as low as 0.36 or less. From this, if the area ratio occupied by the zirconium silicate phase on the yarn contact surface is 0.2 area% or more larger than the area ratio occupied by the zirconium silicate phase inside the substrate, the friction coefficient of the yarn contact surface can be further maintained. Do you get it.
次に、接糸面の送入部および中間部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が異なるオイリングノズルを作製した。そして、これらのオイリングノズルにおいて摺動試験を行ない、接糸面の摩擦係数の比較を行なった。 Next, oiling nozzles having different area ratios occupied by the zirconium silicate phase in the feeding portion and the intermediate portion of the yarn contact surface were produced. Then, a sliding test was performed on these oiling nozzles, and the friction coefficient of the yarn contact surface was compared.
作製方法としては、バレル研磨において、水に混合する珪酸ジルコニウム粉末の添加量を調整するとともに、接糸面の送入部および中間部の一部をマスクすることで、珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が表3に示す値となるようにしたこと以外は、実施例1の試料No.1の作製方法と同様であり、試料No.9は、実施例1の試料No.1と同じ試料である。 As a manufacturing method, in barrel polishing, the area ratio occupied by the zirconium silicate phase is adjusted by adjusting the addition amount of the zirconium silicate powder to be mixed with water and masking a part of the feeding portion and the intermediate portion of the yarn contact surface. Is the same as the preparation method of sample No. 1 of Example 1 except that the values shown in Table 3 are obtained, and sample No. 9 is the same sample as sample No. 1 of Example 1. ..
次に、実施例1と同様の摺動試験を行ない、各試料の接糸面の摩擦係数を求めた。結果を表3に示す。 Next, the same sliding test as in Example 1 was performed to determine the coefficient of friction of the yarn contact surface of each sample. The results are shown in Table 3.
表3に示す結果から、試料No.9、10に比べて、試料No.11〜15は、接糸面の摩擦係数が0.32以下と低いものであった。このことから、送入部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が、中間部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率よりも大きいことにより、接糸面の摩擦係数をより低くできることが分かった。 From the results shown in Table 3, the sample No. Compared with 9 and 10, sample No. In 11 to 15, the coefficient of friction of the yarn contact surface was as low as 0.32 or less. From this, it was found that the friction coefficient of the yarn contact surface can be made lower because the area ratio occupied by the zirconium silicate phase in the feeding portion is larger than the area ratio occupied by the zirconium silicate phase in the intermediate portion.
また、試料Nо.11〜15の中でも試料No.12〜14は、接糸面の摩擦係数が0.29以下と低いものであった。このことから、送入部における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率が0.3面積%以上2.5面積%以下であれば、接糸面の摩擦係数をさらに低くできることが分かった。 In addition, sample Nо. Among 11 to 15, sample No. In Nos. 12 to 14, the coefficient of friction of the yarn contact surface was as low as 0.29 or less. From this, it was found that if the area ratio occupied by the zirconium silicate phase in the feeding portion is 0.3 area% or more and 2.5 area% or less, the friction coefficient of the yarn contact surface can be further lowered.
次に、接糸面における珪酸ジルコニウム相の円相当径の平均値が異なるオイリングノズルを作製した。そして、これらのオイリングノズルにおいて摺動試験を行ない、接糸面の摩擦係数の比較を行なった。 Next, oiling nozzles having different average values of the equivalent circle diameters of the zirconium silicate phase on the yarn contact surface were produced. Then, a sliding test was performed on these oiling nozzles, and the friction coefficient of the yarn contact surface was compared.
作製方法としては、バレル研磨において、表4に示す平均粒子径の珪酸ジルコニウム粉末を使用するとともに、表4に示すバレル時間にしたこと以外は、実施例2の試料No.6の作製方法と同様であり、試料No.20は、実施例2の試料No.6と同じ試料である。なお、各試料においてバレル時間を変化させるのは、各試料の接糸面における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率を0.6面積%とするためである。 The production method is the same as the production method of Sample No. 6 of Example 2 except that the zirconium silicate powder having the average particle size shown in Table 4 is used in the barrel polishing and the barrel time is set as shown in Table 4. The sample No. 20 is the same sample as the sample No. 6 of Example 2. The reason why the barrel time is changed in each sample is that the area ratio occupied by the zirconium silicate phase on the yarn contact surface of each sample is 0.6 area%.
次に、各試料の接糸面における珪酸ジルコニウム相の円相当径の平均値を、実施例2の接糸面における珪酸ジルコニウム相が占める面積比率を算出した方法と同様の方法で算出した。 Next, the average value of the equivalent circle diameters of the zirconium silicate phase on the yarn contact surface of each sample was calculated by the same method as the method for calculating the area ratio occupied by the zirconium silicate phase on the yarn contact surface of Example 2.
また、実施例2と同様の摺動試験を行ない、各試料の接糸面の摩擦係数を求めた。結果を表4に示す。 In addition, the same sliding test as in Example 2 was performed to determine the coefficient of friction of the yarn contact surface of each sample. The results are shown in Table 4.
表4に示す結果から、試料No.16、20に比べて、試料No.17〜19は、接糸面の摩擦係数が0.29以下と低いものであった。このことから、接糸面における珪酸ジルコニウム相の円相当径の平均値が、0.6μm以上3.2μm以下であるならば、接糸面の摩擦係数をより維持できることが分かった。 From the results shown in Table 4, the sample No. Compared with 16 and 20, sample No. In Nos. 17 to 19, the coefficient of friction of the yarn contact surface was as low as 0.29 or less. From this, it was found that if the average value of the equivalent circle diameters of the zirconium silicate phase on the yarn contact surface is 0.6 μm or more and 3.2 μm or less, the friction coefficient of the yarn contact surface can be further maintained.
1:繊維
2:接糸面
3:送入部
4:中間部
5:送出部
6:第1端
7:第2端
8:珪酸ジルコニウム相
9:酸化アルミニウム結晶
10a:ローラーガイド
10b:オイリングノズル
10c:ロッドガイド
10d:トラバースガイド
10e:フリクションディスク
10:繊維ガイド
11:基体
R1〜R4:ローラー1: Fiber 2: Thread contact surface 3: Feeding part 4: Intermediate part 5: Sending part 6: First end 7: Second end 8: Zirconium silicate phase 9:
Claims (5)
該接糸面は、酸化アルミニウム質セラミックスからなり、酸化アルミニウム結晶同士の間に珪酸ジルコニウム相を有し、
前記基体および前記接糸面が一体物の酸化アルミニウム質セラミックスからなり、
前記接糸面における前記珪酸ジルコニウム相が占める面積比率は、前記基体の内部における前記珪酸ジルコニウム相が占める面積比率よりも大きい
繊維ガイド。 The substrate and at least a part of the substrate have a yarn contact surface that comes into contact with the fibers.
該接yarn surface is made of aluminum oxide ceramics, have a zirconium silicate phase between the aluminum oxide crystals to each other,
The substrate and the yarn contact surface are made of an integral aluminum oxide ceramic.
A fiber guide in which the area ratio of the zirconium silicate phase on the yarn contact surface is larger than the area ratio of the zirconium silicate phase inside the substrate .
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