JPWO2012176777A1

JPWO2012176777A1 - 繊維ガイド

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Publication number: JPWO2012176777A1
Application number: JP2012545415A
Authority: JP
Inventors: 三垣　俊二; 俊二三垣; 祐大遠矢; 和幸平田; 実中須賀
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Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2015-02-23
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Abstract

【課題】繊維に傷，解れおよび毛羽などのダメージが抑制でき、さらに耐摩耗性の高い高硬度の繊維ガイドを提供する。【解決手段】少なくとも糸が接する接糸部11がセラミックス焼結体からなり、接糸部11の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が−2.0以上3.0以下であることから、接糸部11において繊維100と接触する領域を比較的少なくすることができるので、接糸部11における磨耗による影響が少なく繊維100へのダメージを抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、繊維ガイドに関する。

繊維の製造工程において、高速で走行する繊維を案内するために、オイリングノズル，ローラガイド，ロッドガイドおよびトラバースガイドなどの様々なタイプの繊維ガイドが繊維機械に取り付けられて使用されている。

そして、近年になって生産される繊維は、断面が異形状のものが多くなってきている。また、生産効率を上げるために、繊維の送り速度が3000〜8000ｍ／分と極めて速くなっている。さらに、遠赤外線を放射する機能や光の透過を低減する機能を持たせるために、チタニア，マグネシアおよびカルシアなどの硬質粒子を繊維に含有させたものも作られている。そのため、繊維に傷，解れおよび毛羽などのダメージが生じず、さらに耐摩耗性の高い高硬度の繊維ガイドが求められていた。

このような繊維ガイドとして、例えば、特許文献１には、主成分としてＡｌ_２Ｏ_３を90重量％以上含有するセラミックスからなり、Ａｌ_２Ｏ_３の平均結晶粒径が10〜40μｍで、表面に存在する各Ａｌ_２Ｏ_３結晶が、中央の平坦部と周囲の丸みを有することを特徴とする繊維ガイドが開示されている。

特開平8−67420号公報

しかしながら、特許文献１に記載の繊維ガイドは、表面に存在する各Ａｌ_２Ｏ_３結晶が、中央の平坦部と周囲の丸みを有するため、異形状の繊維や硬質粒子を含有させた繊維を案内するのに長期間用いると、Ａｌ_２Ｏ_３結晶が磨耗し減少しやすく繊維にダメージを与えてしまうという課題があった。

本発明は、この様な課題に鑑み、摩耗による影響を少なくでき、繊維へのダメージを抑制することが可能な繊維ガイドを提供するものである。

本発明の繊維ガイドは、少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が、−2.0以上3.0以下であることを特徴とするものである。

本発明の繊維ガイドによれば、少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が、−2.0以上3.0以下であることから、接糸部において糸と接触する領域を比較的少なくすることができるので、接糸部における磨耗による影響が少なく繊維へのダメージを抑制することができる。

本実施形の繊維ガイドの実施の形態の一例であるオイリングノズルを示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図であり、（ｃ）は繊維を案内してオイルを付着させる状態のオイリングノズルを断面で示した模式図である。本実施形の繊維ガイドの実施の形態の他の例をそれぞれ示す、（ａ）はローラガイドの斜視図、（ｂ）はロッドガイドの斜視図、（ｃ）はトラバースガイドの斜視図である。

以下、本実施形の繊維ガイドの実施の形態の例について説明する。

図１は、本実施形態の繊維ガイドの実施の形態の一例であるオイリングノズルを示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図であり、（ｃ）は繊維100を案内してオイルを付着させる状態のオイリングノズルを断面で示した模式図である。

図１に示す例のオイリングノズル10は、繊維100を案内するためにオイリングノズル10に形成した溝状の案内面を接糸部11として、この接糸部11の入口側に開口するオイル供給孔12と、接糸部11に備えられたオイル溜まり13とを有している。

本実施形態において、繊維ガイドはセラミック焼結体（以下、単に焼結体という場合がある。）から構成されており、繊維ガイドの材質が金属や樹脂の場合と比較して摩擦熱が発生しにくいことから、繊維に対するダメージを減少することができる。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、窒化珪素、またはこれらの複合物を用いることが好ましい。

なお、繊維ガイドの材質は、ＸＲＤ（Ｘ線回折）法やＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）法を用いて同定することができる。

なお、ここで言う接糸部11の入口側とは、繊維100が接糸部11に入って行く側であり、図１（ｃ）においては図の右側である。図１（ｃ）に示す例では、繊維100は右側の入口側から接糸部11に入り、白抜き矢印で示す方向に出ていく構成としてある。

そして、図１（ｃ）に示すように、繊維100を接糸部11に摺動させながら白抜き矢印の方向に高速で送り、同時にオイル供給孔12からオイルを噴出することによって、繊維100にオイルを付着させるようになっている。

このとき、噴出したオイルは繊維100とともに移動してオイル溜まり13に溜まり、溜まったオイルが繊維100の全面に付着するようになっている。

このようなオイリングノズル10においては、繊維100に良好にオイルを付着させることができることだけではなく、繊維100に傷を付けることがなく、長期間摩耗せずに使用できることが求められる。

また、図２は、本実施形態の繊維ガイドの実施の形態の他の例をそれぞれ示す、（ａ）はローラガイドの斜視図、（ｂ）はロッドガイドの斜視図、（ｃ）はトラバースガイドの斜視図である。

図２（ａ）に示す本実施形態の繊維ガイドの実施の形態の他の例であるローラガイド20は、多くの繊維機械で使用されており、このローラガイド20は、回転しながらＶ溝状の案内面を接糸部11として繊維100を案内するものである。また、図２（ｂ）に示すロッドガイド30は、繊維機械の様々な場所で繊維を収束したり分離したりするために使用され、ロッドガイド30の外周面が接糸部11として繊維100を案内するものである。また、図２（ｃ）に示すトラバースガイド40は、繊維100を円筒状のパッケージの外周に巻き取るとき、円筒軸を中心に回転するパッケージの外周の近くで円筒軸と平行に往復運動しながら溝状の接糸部11を通過した繊維100をパッケージに案内し、均等な厚みで巻き付けるために使用されるものである。

そして、これらの繊維ガイドは、いずれも接糸部11が繊維100と摺動することから、特に繊維の断面が異形状の繊維や硬質粒子を含有させた繊維を高速で案内するような過酷な条件下では、接糸部11が摩耗しても繊維100へのダメージが少ないことが要求される。したがって、本実施形態の繊維ガイドは、接糸部11の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が、−2.0以上3.0以下であることが重要である。

繊維ガイドの接糸部11をこのような構成とすることで、接糸部11において粗さ曲線で示される山となる領域と谷となる領域とにおいて、谷となる領域を広くすることができ、繊維が接糸部と接触する領域を少なくすることができる。それにより、接糸部11が磨耗しても繊維100に対するダメージを抑制することができる。

なお、スキューネス（Ｒｓｋ）のより好ましい範囲は、0.5以上2.5以下の範囲である。この範囲であれば、粗さ曲線で示される谷となる領域をより増やすことができ、繊維100が接糸部と接触する領域をさらに少なくすることができることから、接糸部11が磨耗しても繊維100に対するダメージをより抑制することができる。

また、本実施形態の繊維ガイドは、接糸部11の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、1.5以上4.5以下であることが好適である。

繊維ガイドの接糸部11をこの様な構成とすることで、粗さ曲線で示される山の先端の曲率半径を比較的小さくすることができる。それにより、接糸部11の表面において、繊維100が摺動しやすくなり接糸部11との摩擦による繊維100への負担を減少できることによって、繊維に対するダメージを抑制することができる。

なお、クルトシス（Ｒｋｕ）のより好ましい範囲は、2.8以上4.5以下である。この範囲であれば、粗さ曲線で示される山の先端の曲率半径をさらに小さくすることができることから、繊維100と点接触に近い状態とすることができる。それにより、繊維100が接糸部と接触する領域をさらに少なくでき、接糸部11との摩擦による繊維100への負担をさらに減少できることによって、繊維に対するダメージをより抑制することができる。

なお、接糸部11の表面におけるスキューネス（Ｒｓｋ）およびクルトシス（Ｒｋｕ）はＪＩＳＢ 0601−2001に基づいて測定でき、市販の接触式または非接触式の表面粗さ計を用いて測定することができる。

また、本実施形態の繊維ガイドは、接糸部11の表面において、円相当径で10μｍ以上の結晶粒子が、10030μｍ^２の範囲内に15個以上60個以下存在することが好適である。

接糸部11の表面をこの様な構成とすれば、結晶粒径の大きい結晶粒子が接糸部11の表面において多く存在していることから、熱伝導性が良くなる。それにより、繊維100が接糸部11を摺動するときに発する熱を接糸部に蓄積しにくくなり放熱することができるので、摩擦熱による繊維へのダメージを減らすことができる。

なお、10μｍ以上の結晶粒子の数え方は、走査電子顕微鏡を用いて倍率を1000倍として接糸部11の表面を反射電子像で写真撮影し、85μｍ×118μｍの観察画像について画像解析ソフトを用いて各結晶粒子の円相当径の結晶粒径を求めて、10μｍ以上の結晶粒子を数え、別な箇所でも同様の作業を行い、合計５箇所を測定し、平均値を算出することによって、求めることができる。

また、本実施形態の繊維ガイドは、セラミック焼結体が、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算で92.0質量％以上97.0質量％以下、ＣａをＣａＯ換算で0.7質量％以上4.0質量％以下、ＴｉをＴｉＯ_２換算で0.5質量％以上2.2質量％以下、ＺｒをＺｒＯ_２換算で1.0質量％以上3.0質量％以下含有することが好適である。

ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算で92.0質量％以上97.0質量％以下含有することから、セラミック焼結体の硬度が高く耐摩耗性に優れるので、繊維ガイドとしての寿命が長くなりやすい傾向にある。また、熱伝導性の高いＡｌ_２Ｏ_３を92.0質量％以上97.0質量％以下と多く含有することから、繊維100が接糸部11を摺動するときに発する熱を接糸部に蓄積しにくくなり放熱することができるので、摩擦熱による繊維のダメージを減らすことができる。

また、ＣａをＣａＯ換算で0.7質量％以上4.0質量％以下含有することから、ＣａＯ（カルシア）がＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）に固溶することによって、焼結の段階で結晶表面の表面張力を大きくでき、またアルミン酸カルシウム（ＣａＡｌ_２Ｏ_４）が生じることで、結果として結晶を丸めることができる。なお、ＣａＯ（カルシア）の代わりに、酸化バリウム（ＢａＯ）または酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）を用いても同様の効果を得ることができる。

また、ＴｉをＴｉＯ_２換算で0.5質量％以上2.2質量％以下含有することから、ＴｉＯ_２（チタニア）が焼結助剤として作用するとともに、一部がアルミナの結晶粒子に固溶して分散することによって、焼結体の強度が向上し、接糸部11と繊維100が含有する硬質粒子との衝突により結晶粒界や結晶粒子に生じるクラックを抑制できるため、耐摩耗性を改善することができる。

さらに、ＺｒをＺｒＯ_２換算で1.0質量％以上3.0質量％以下含有することから、ＺｒＯ_２（ジルコニア）はアルミナと固溶することなく、アルミナとアルミナとの結晶粒界に存在し、アルミナの結晶の粒成長の一部分がジルコニアによって拘束され、アルミナの結晶が立体的に粒成長する。それゆえ、アルミナの結晶が突出して形成され、高い耐摩耗性を維持したまま、繊維100との接触が減少することから、繊維100に対するダメージを抑制することができる。また、ジルコニアの結晶がアルミナとアルミナとの結晶粒界に存在し上記のような効果をもたらすためには、アルミナの平均結晶粒径より小さいジルコニアの結晶が分散して存在することが好ましく、特にアルミナの各結晶の三重点にジルコニアの結晶が存在することが好ましい。

また、各々の平均結晶粒径は、アルミナの平均結晶粒径が３μｍ以上15μｍ以下、ジルコニアの平均結晶粒径が0.4μｍ以上1.5μｍ未満であることが好ましい。

また、ジルコニアの代わりに、ハフニア（ＨｆＯ_２）またはセリア（ＣｅＯ_２）を用いても同様の効果を得ることができる。

なお、アルミナおよびジルコニアの平均結晶粒径は、走査電子顕微鏡を用いて倍率を750〜5000倍として焼結体の表面を鏡面加工し、焼成温度から50〜100℃低い温度の範囲でサーマルエッチングをした後、反射電子像で写真撮影し、写真の任意の場所に３本の直線を引き、直線が横切ったアルミナとジルコニアとの結晶の数とその各々の結晶の合計の長さを測定して、各々の結晶の数で各々の結晶の合計長さを除することで求めることができる。

なお、本実施形態の繊維ガイドの実施の形態の一例を示すオイリングノズル10の接糸部11を構成する焼結体に含まれるアルミナ，カルシア，チタニアおよびジルコニアの含有量は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析法を用いて定量分析し、得られた値を全て酸化物換算して測定することができる。

また、本実施形態の繊維ガイドは、セラミック焼結体がＳｉをＳｉＯ_２換算で0.10質量％以上0.50質量％以下、ＭｇをＭｇＯ換算で0.02質量％以上0.14質量％以下含有することが好適である。

ＳｉをＳｉＯ_２（シリカ）換算で0.10質量％以上0.50質量％以下含有することから、アルミナおよびジルコニアの結晶粒界にガラス相が形成されて焼結が促進され、低温でしかも短時間で焼成することができることから、アルミナの結晶が異常粒成長することを抑制しやすくなる。また、ＭｇをＭｇＯ（マグネシア）換算で0.02質量％以上0.14質量％以下含有することから、マグネシアは粒成長抑制剤としてアルミナの結晶粒子の異常粒成長を抑制する効果を有し、均一な結晶組織を有する焼結体とすることが可能となる。それにより、一定の間隔で接糸部11のアルミナの結晶と繊維100とが安定して接触することから、接糸部11の磨耗が少なく、繊維100へのダメージを抑制しやすくなる。

なお、シリカおよびマグネシアの含有量は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析法を用いて定量分析し、得られた値を全て酸化物換算して測定することができる。

また、本実施形態の繊維ガイドは、接糸部11の二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）が0.5μｍ以上1.3μｍ以下であることが好適である。

接糸部11の二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）が0.5μｍ以上1.3μｍ以下であることから、アルミナの結晶粒子が突出してできた突起が高くさらに分散しているので、接糸部11を通過する繊維100がアルミナの結晶粒子の突起と点接触となりやすく、繊維100に損傷を与えにくくなる。また、接糸部11は、繊維100との接触による磨耗をさらに抑制するためには、算術平均粗さ（Ｒａ）が1.0μｍ以下であることが好ましい。

また、本実施形態の繊維ガイドは、セラミック焼結体が酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）を含有していることが好ましい。

セラミック焼結体が酸化クロムを含有すれば、繊維ガイドをピンク色に着色させることができ、繊維100の識別を容易にすることができる。より具体的には、アルミナの含有量に対して、0.01質量％以上2.0質量％以下で含有することによってＣＩＥ1976Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度指数Ｌ＊が30以上79以下、クロマティクネス指数ａ＊，ｂ＊がそれぞれ８以上40以下，−３以上５以下とすることができ、視認性を良くすることができる。そのため、繊維100に損傷を受けた場合、カメラモニタでの認識が早くなり、繊維ガイドの交換を適切な時期に行なうことができる。また、繊維ガイドの色は、カメラモニタの認識性にあわせて繊維100の色によって選べばよく、酸化クロムの変わりに酸化鉄を用いれば茶色、二酸化マンガンを用いれば黒色の繊維ガイドを得ることができる。なお酸化鉄および二酸化マンガンの含有量は、アルミナの含有量に対して0.01質量％以上10.0質量％以下であることが好ましい。

なお、酸化クロム，酸化鉄および二酸化マンガンの含有量は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析法を用いて定量分析し、得られた値を全て酸化物換算して測定することができる。

また、本実施形態の繊維ガイドは、以上の例では図１に示すオイリングノズル10を用いて説明したが、これに限らず、図２に示すようなローラガイド20，ロッドガイド30およびトラバースガイド40、図示していない、リングガイド，アイレットおよびスネールガイドなどの繊維ガイドとして用いられるものをも含むものである。

なお、上記の例においては、繊維ガイドがセラミック焼結体からなる例を用いて説明したが、本実施形態においては少なくとも接糸部11がセラミック焼結体から構成されていればよい。それゆえ、例えば接糸部11をセラミック焼結体から構成し、他の部位を例えば金属や樹脂から構成してもよい。

次に、本実施形態のセラミック焼結体からなる繊維ガイドの製造方法を、オイリングノズル10を例に説明する。

例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化珪素、窒化珪素、またはこれらの複合物と焼結助剤を所定の割合に混合し、この原料と溶媒およびボールとをボールミルに入れて、所定の粒度まで粉砕してスラリーを作製する。

また、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算で92.0質量％以上97.0質量％以下、ＣａをＣａＯ換算で0.7質量％以上4.0質量％以下、ＴｉをＴｉＯ_２換算で0.5質量％以上2.2質量％以下、ＺｒをＺｒＯ_２換算で1.0質量％以上3.0質量％以下含有する焼結体とするためには、純度が99.5質量％以上であり、平均粒径が0.3〜１μｍのアルミナ、カルシア、チタニアおよびイットリアの含有割合が２ｍｏｌ％のジルコニアを所定の割合で混合し、この原料と溶媒およびボールとをボールミルに入れて、所定の粒度まで粉砕してスラリーを作製する。また、カルシアおよびチタニアを加える代わりに、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ_３）を加え、不足分としてカルシアおよびチタニアを加えても良い。また、シリカ，水酸化マグネシウムおよび酸化クロムを添加する場合には、例えば、純度が99.5質量％以上であり、平均粒径が0.1〜１μｍの各粉末を用いて所定量に秤量・混合し、この原料と溶媒およびボールとをボールミルに入れて所定の粒度まで粉砕して、スラリーを作製する。

次に、得られたスラリーにバインダーを添加した後、スプレードライヤーを用いて、噴霧乾燥して顆粒を作製する。

次に、この顆粒をメカプレスに投入して、圧力を加えて所定の形状の成形体を作製する。この成形体に切削加工等を加えて、オイリングノズルの形状とする。なお、インジェクション成形法で成形体を作製しても構わない。

そして、得られたオイリングノズル形状の成形体を、例えば、アルミナが主成分の場合には、大気雰囲気中で最高温度を1450〜1750℃とし、この最高温度での保持時間を１〜８時間として焼成すればよい。ここで、カルシアを添加した場合には、焼成温度が高く、焼成時間が長いほど、カルシアのアルミナに対する固溶量が多くなるので、クルトシス（Ｒｋｕ）の数値が小さくなる。また、チタニア，シリカおよび水酸化マグネシウム添加することにより、焼成での最高温度を低く設定でき、保持時間も短くできるため、アルミナの結晶粒径が異常粒成長することを抑制しやすくなる。なお、最高温度や保持時間等の焼成条件は、製品の形状や大きさあるいは焼成炉の種類により変化するため、必要に応じて調整すればよい。

次に、得られたオイリングノズル形状の焼結体の表面全体をバレル研磨機で仕上げ処理することにより本実施形態のオイリングノズル10を得ることができる。また、前処理として、ブラスト処理等を組み合わせてもよい。

なお、バレル研磨機による仕上げは、公知のバレル装置を用い、水、メディアおよび製品の投入比を１：0.8：0.5程度として、適量の砥粒を添加する。使用するメディアは６〜10ｍｍの大きさを用いることができ、形状は、球状、三角柱状、菱形状、円柱状および斜円柱状などから選択すれば良いが、球状を用いることが好ましい。球状のものを用いることで、製品に対し点接触となりやすく、スキューネスを制御しやすくなる。また、使用する砥粒はＧＣ粒を用い、番手が粗い第１の砥粒と細かい第２の砥粒とを混合した砥粒を用いれば良く、例えば、第１の砥粒と第２の砥粒との混合比率を８：２とすることによって、第１の砥粒によって表面を平滑化しつつ、第２の砥粒によってスキューネスを調整することができる。特に、第１の砥粒は＃150〜＃320のものを、また第２の砥粒は＃1200〜＃6000のものを用いることがよい。そして、バレル研磨機で回転数および処理時間をそれぞれ50〜130ｒｐｍ・10〜50時間を行なうことによってクルトシスを制御することができる。これらの範囲で加工すれば、接糸部11の表面粗さ曲線から求められるそれぞれのスキューネスとクルトシスをそれぞれ−2.0以上3.0以下、1.5以上4.5以下に制御することが可能である。

なお、仕上げ処理においてバレル処理時間を長くすると、クルトシスが小さくなる傾向がある。また、メディアの大きさや第２の砥粒の番手を細かくすると、スキューネスが大きくなる傾向がある。なお、焼成温度によって結晶粒径を適宜調整することができ、温度が高ければ結晶粒径を大きく、温度が低ければ結晶粒径を小さくすることができる。

このようにして得られたオイリングノズル10は、接糸部11の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）を−2.0以上3.0以下とすることができ、接糸部11において粗さ曲線で示される山となる領域と谷となる領域とにおいて、谷となる領域を広くすることができ、繊維が接糸部と接触する領域を少なくすることができる。それにより、接糸部11が平らな面である場合と比較して、繊維と接触する領域を少なくすることができるので、接糸部11の表面が摩耗しても繊維が接糸部11と接触する機会を少なくすることができ、繊維へのダメージを抑制することができる。

なお、本実施形態の繊維ガイドの製造方法をオイリングノズル10の製造方法を一例に説明したが、例えば図２（ａ）に示すローラガイド20や図２（ｃ）に示すトラバースガイド40のような繊維ガイドを作製する場合も、オイリングノズル10と同様の製造方法を用いればよく、例えば、図２（ｂ）に示す棒状のロッドガイド30のような繊維ガイドの場合には、平均粒径を調整して混合した原料にバインダーを添加して坏土を作製し、この坏土を押し出し成形法により棒状に成形して適度な長さに切断した後、オイリングノズル10と同様に焼成して焼結体を得て、必要とする研削加工やバレル研磨などを適宜選択して加工すればよい。

以下、本発明の実施例を、繊維ガイドの一例であるオイリングノズル10を用いて説明する。

まず、純度が99.5質量％のアルミナを99.0質量％と、カルシアを0.5質量％と、シリカを0.5質量％の割合となるように秤量して混合し、この原料に溶媒とボールとを加えてボールミルで所定の粒径になるまで粉砕して、スラリーを作製した。その後、このスラリーにバインダーを添加した後、スプレードライヤーを用いてこのスラリーを噴霧乾燥して、顆粒を作製した。

この顆粒を用いて、メカプレスにて成形体を作製した後、切削加工してオイリングノズル形状の成形体を得た。

そして、得られたオイリングノズル形状の成形体を、大気雰囲気中で最高温度を1670℃とし、最高温度での保持時間を１時間として焼成してオイリングノズル形状の焼結体を得た。

次に、オイリングノズル形状の焼結体の表面全体をバレル研磨機により仕上げ処理を行なった。バレル加工条件は前述したように、遠心バレル研磨機により、水、製品およびメディアの投入量を１：0.8：0.5とし、更に適量のＧＣ砥粒を添加した。メディアは表１に示した大きさの形状が球状であり材質がアルミナのメディアを、砥粒は表１に示した２種類の番手のＧＣ砥粒を８：２に混ぜ合わせて用い、回転数90ｒｐｍで表１に示したバレル時間で処理した。バレル研磨機の処理において、バレル時間、砥粒の番手、メディアの平均粒径を組みあせることによって、クルトシス（Ｒｋｕ）およびスキューネス（Ｒｓｋ）を表１に示す値となるように変化させて各試料のオイリングノズル10を作製した。

そして、表面における平均表面粗さ（Ｒａ）、クルトシス（Ｒｋｕ）およびスキューネス（Ｒｓｋ）は、ＪＩＳＢ 0601−2001に基づき、カットオフ値は0.8ｍｍ、測定長0.8ｍｍ、測定スピード0.8ｍｍ／ｓｅｃとした。なお、使用した測定器は小坂研究所製の表面粗さ計ＳＥ−3300を用いて測定した。

なお、テストに用いた繊維100は、平均結晶粒径が1.2μｍの酸化チタンを1.2質量％含有し、75デニール，36フィラメントとして、繊維100の断面が四角状のポリエステルを用いた。オイリングは繊維100の質量に対して２〜４質量％となる油剤付与量とし、水エマルジョン油剤を使用した。また、繊維100の送り速度は5000ｍ／分とした。

そして、各試料共に１個について、繊維100に傷が少しでも発生しているのが確認された場合を、オイリングノズル10の交換時期と判定し、オイリングノズル10の交換が必要となるまでの寿命（時間）を比較した。

なお、いずれのサンプルも平均表面粗さ（Ｒａ）は0.8μｍ以下であった。

得られた結果を表１に示す。

表１に示す結果から、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が−2.0以上3.0以下である試料Ｎｏ．２〜５は、寿命が最低でも400時間であり、この範囲外である試料Ｎｏ．１，６と比較して、15時間以上改善されたことがわかった。特に、試料Ｎｏ．３，４はスキューネス（Ｒｓｋ）が0.5以上2.5以下であり、寿命が420時間以上であることがわかった。

また、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、1.5以上4.5以下である試料Ｎｏ．８〜10は、寿命が最低でも445時間であり、この範囲外である試料Ｎｏ．７，11と比較して、10時間以上改善されたことがわかった。

以上のことから、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が−2.0以上3.0以下であることにより、接糸部11が平らな面である場合と比較して、接糸部11において繊維100と接触する領域を少なくすることができるので、接糸部11の表面が摩耗しても繊維100が接糸部11と接触する機会を少なくすることができ、繊維ガイドの寿命が延び繊維100へのダメージを減少できることが分かる。中でも試料Ｎｏ．３，４は、スキューネス（Ｒｓｋ）が0.5以上2.5以下であることから繊維ガイドの寿命が420時間以上と長く繊維100へのダメージを減少できていることがわかる。

また、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が1.5以上4.5以下であることにより、接糸部において突起の先端の曲率半径を比較的小さくすることができることから、表面における摩擦による繊維への負担をさらに減少できるので、繊維に対するダメージをさらに減少でき、傷，解れおよび毛羽の防止にもつながることが分かる。中でも試料Ｎｏ．９，10は、クルトシス（Ｒｋｕ）が、2.8以上4.5以下であることから繊維ガイドの寿命が450時間以上と長く繊維100へのダメージを減少できていることがわかる。

次に、繊維ガイドの一例であるオイリングノズル10の接糸部11において、結晶粒子の個数がオイリングノズル10の寿命に及ぼす影響に関するテストを行なった。

成形体を作製するまでは、実施例１と同じ方法で行なった。

また、焼成については、各試料において表２に示した焼成温度で１時間焼成した。

そして、得られた焼結体に対し、メディアの粒径を６〜10ｍｍ、第１の砥粒の番手を＃150〜＃320、第２の砥粒の番手を＃1200〜＃6000、バレル研磨機による処理時間を10〜50時間とし、この範囲で接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が−2.0以上3.0以下、クルトシス（Ｒｋｕ）が1.5以上4.5以下、算術平均粗さ（Ｒａ）が0.8μｍ以下となるように調整した。なお、試料Ｎｏ．13は実施例１の試料Ｎｏ．９と同じ方法で作製した。

そして、接糸部11の表面において、走査電子顕微鏡を用いて倍率を1000倍として焼結体の表面を反射電子像で写真撮影し、範囲が85μｍ×118μｍ（観察面積：10030μｍ^２）の観察画像について画像解析ソフトを用いて各結晶粒子の円相当径における結晶粒径を求めて、円相当径で10μｍ以上の結晶粒子を数えた。なお、同様の方法で合計５箇所で作業を行ない、その平均値を算出することによって求めた。

また、実施例１と同じテスト条件で結晶粒子の個数がオイリングノズル10の寿命におよぼす影響に関してテストをした。

得られた結果を表２に示す。

表２に示す結果から、接糸部の表面において、円相当径で10μｍ以上の結晶粒子が、10030μｍ^２の範囲内に、15個以上60個以下存在する試料Ｎｏ．13〜16は、寿命が最低でも445時間であり、この範囲外である試料Ｎｏ．12，17と比較して、15時間以上改善されたことがわかった。

次に、繊維ガイドの一例であるオイリングノズル10の接糸部11において、アルミナ，カルシア，チタニアおよびジルコニアの含有量がオイリングノズル10の寿命に及ぼす影響に関してテストを行なった。

まず、純度が99.9質量％のアルミナと、カルシアと、チタニアと、イットリアの含有割合が２ｍｏｌ％のジルコニアとを、焼結体としたときの比率（含有量）が表３に示す割合となるように秤量して混合し、この原料に溶媒とボールとを加えてボールミルで所定の粒径になるまで粉砕して、スラリーを作製した。その後、このスラリーにバインダーを添加した後、スプレードライヤーを用いてこのスラリーを噴霧乾燥して、顆粒を作製した。

次に、この顆粒をメカプレスに投入して図１に示すオイリングノズル10の形状となるように圧力を加えて成形し、この成形体に切削加工等を加えて、オイリングノズル10の形状とした。

そして、得られた成形体を、大気雰囲気中で最高温度を1550℃とし、最高温度での保持時間を１時間として焼成した。

この後、得られた焼結体に対し、メディアの粒径を６〜10ｍｍ、第１の砥粒の番手を＃150〜＃320、第２の砥粒の番手を＃1200〜＃6000、バレル研磨機による処理時間を10〜50時間とし、この範囲で接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が−2.0以上3.0以下、クルトシス（Ｒｋｕ）が1.5以上4.5以下、算術平均粗さ（Ｒａ）が0.8μｍ以下となるように調整し、試料Ｎｏ．18〜43のオイリングノズル10を得た。

また、試料Ｎｏ．44として、純度が99.5％で、粒度が0.6μｍ、比表面積８ｍ^２／ｇのアルミナ粉末が99.0質量％、残部にカルシアを含有させ、調合し、メカプレスに投入して図１に示すオイリングノズル10の形状に圧力を加え成形し、1650℃にて焼成後、バレルにて鏡面加工後、1700℃にて再焼成し作製した。

このオイリングノズル10に含まれるアルミナ，カルシア，チタニアおよびジルコニアのそれぞれの割合は、焼結体をＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分光分析法を用いて定量分析し、得られた値を全て酸化物換算して測定した。

そして、実施例１および２と同じ条件で、アルミナ，カルシア，チタニアおよびジルコニアの含有量がオイリングノズルの寿命に及ぼす影響に関してテストを行なった。

得られた結果を表３に示す。

表３に示す結果から、セラミック焼結体が、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算で92.0質量％以上97.0質量％以下、ＣａをＣａＯ換算で0.7質量％以上4.0質量％以下、ＴｉをＴｉＯ_２換算で0.5質量％以上2.2質量％以下、ＺｒをＺｒＯ_２換算で1.0質量％以上3.0質量％以下を含有する試料Ｎｏ．19〜22，25〜28，31〜34および37〜40は、寿命が最低でも520時間あり、この範囲外である試料Ｎｏ．18，23，24，29，30，35，36，41〜44と比較して、40時間以上改善されたことが分かった。

以上のことから、少なくとも接糸部を構成するセラミック焼結体が、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算で92.0質量％以上97.0質量％以下、ＣａをＣａＯ換算で0.7質量％以上4.0質量％以下、ＴｉをＴｉＯ_２換算で0.5質量％以上2.2質量％以下、ＺｒをＺｒＯ_２換算で1.0質量％以上3.0質量％以下を含有することにより、高い耐摩耗性を維持したまま、繊維100に対するダメージを少なくし糸質の劣化を抑制できることが分かる。

次に、アルミナと、カルシアと、チタニアと、イットリアの含有割合が２ｍｏｌ％のジルコニアとに、さらに、シリカと、マグネシアとを焼結体での比率（含有量）が表２に示す割合となるように秤量して混合し、その後の工程は実施例１と同一として試料Ｎｏ．45〜56のオイリングノズル10を作製した。

その後、実施例１〜３と同じテスト条件でシリカと、マグネシアとがオイリングノズル10の寿命におよぼす影響に関してテストをした。

また、オイリングノズル10に含まれるアルミナ，カルシア，チタニア，ジルコニア，シリカおよびマグネシアとの割合は、実施例３と同様にＩＣＰ発光分光分析法を用いて焼結体を分析し求めた。

得られた結果を表４に示す。

表４に示す結果から、セラミック焼結体が、ＳｉをＳｉＯ_２換算で0.10質量％以上0.50質量％以下、ＭｇをＭｇＯ換算で0.02質量％以上0.14質量％以下の範囲で含有する試料Ｎｏ．46〜49および52〜55は、試料Ｎｏ．45，50，51および56に比べ耐摩耗性が向上し、繊維100に対してダメージを抑制できることが分かった。

以上のことから、少なくとも接糸部を構成するセラミック焼結体が、ＳｉをＳｉＯ_２換算で0.10〜0.50質量％およびＭｇをＭｇＯ換算で0.02〜0.14質量％含有することにより、高い耐摩耗性を維持したまま、繊維100に対するダメージを少なくし糸質の劣化を抑制できることが分かる。

10：オイリングノズル
11：接糸部
12：オイル供給孔
13：オイル溜まり
20：ローラガイド
30：ロッドガイド
40：トラバースガイド
100：繊維

本発明の繊維ガイドは、少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、
接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、１．５以上４．５以下であることを特徴とするものである。

本発明の繊維ガイドによれば、少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、１．５以上４．５以下であることから、粗さ曲線で示される山の先端の曲率半径を比較的小さくすることができるので、接糸部の表面において、繊維が摺動しやすくなり接糸部との摩擦による繊維への負担を減少できるので、繊維に対するダメージを抑制することができる。

本発明の繊維ガイドは、少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、１．５以上４．５以下であるとともに、前記接糸部の表面において、円相当径で１０μｍ以上の結晶粒子が、１００３０μｍ ^２の範囲内に１５個以上６０個以下存在することを特徴とするものである。

本発明の繊維ガイドによれば、少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、１．５以上４．５以下であることから、粗さ曲線で示される山の先端の曲率半径を比較的小さくすることができるので、接糸部の表面において、繊維が摺動しやすくなり接糸部との摩擦による繊維への負担を減少できるので、繊維に対するダメージを抑制することができる。また、接糸部の表面において、円相当径で１０μｍ以上の結晶粒子が、１００３０μｍ ^２の範囲内に１５個以上６０個以下存在することから、結晶粒径の大きい結晶粒子が接糸部の表面において多く存在していることから、熱伝導性が良くなる。それにより、繊維が接糸部を摺動するときに発する熱を接糸部に蓄積しにくくなり放熱することができるので、摩擦熱による繊維へのダメージを減らすことができる。

Claims

少なくとも糸が接する接糸部がセラミックス焼結体からなり、前記接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が、−２．０以上３．０以下であることを特徴とする繊維ガイド。
前記接糸部の表面の粗さ曲線から求められるスキューネス（Ｒｓｋ）が、０．５以上２．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の繊維ガイド。
前記接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、１．５以上４．５以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の繊維ガイド。
前記接糸部の表面の粗さ曲線から求められるクルトシス（Ｒｋｕ）が、２．８以上４．５以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の繊維ガイド。
前記接糸部の表面において、円相当径で１０μｍ以上の結晶粒子が、１００３０μｍ^２の範囲内に１５個以上６０個以下存在することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の繊維ガイド。
前記セラミックス焼結体がＡｌをＡｌ_２Ｏ_３換算で９２．０質量％以上９７．０質量％以下、ＣａをＣａＯ換算で０．７質量％以上４．０質量％以下、ＴｉをＴｉＯ_２換算で０．５質量％以上２．２質量％以下、ＺｒをＺｒＯ_２換算で１．０質量％以上３．０質量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の繊維ガイド。
前記セラミックス焼結体がＳｉをＳｉＯ_２換算で０．１０質量％以上０．５０質量％以下、ＭｇをＭｇＯ換算で０．０２質量％以上０．１４質量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の繊維ガイド。