CN1106983A - 编织机的编织用零件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及编织机的编织用零件(导纱针、织针、 舌杆、沉降片、隔纱板、提花导纱针等)，在该零件基材 10的与编织纱频繁接触部分的表面上形成设定膜厚 d的硬质碳膜15的包覆，同时，从该设定膜厚d的硬 质碳膜15的包覆区域到没有包覆的区域之间形成 硬质碳膜的厚度逐渐减少的膜厚变化区域16。该膜 厚变化区域16在膜厚变化方向的长度L和硬质碳 膜15的设定膜厚d之比(L/d)设为5以上。这样， 该编织用零件的耐久性得到大幅度改善且易于生产， 而且，拉毛和断纱均不会发生。

Description

本发明涉及装于编纳机上、在编织时具有与针织纱相接触部分的编织用零件，即，导纱针、织针、舌杆、沉降片、隔纱板、提花导纱针等，更详细地说是涉及在提高生产率的同时增加上述零件寿命的表面涂复技术。

编织机包括经编机，横机和圆机，这里以经编机为例加以说明，但其原理同样适用于横机和圆机。

经编机大体分为特里科（tricot）经编机和拉舍尔（raschel）经编机两种，这些经编机上通常设有绕有针织纱即经纱的分条整经轴（sectional beam），由该分条整经轴将经纱供给织针列进行编织。

在构成该经编机编织部的编织用零件（工具）中包括：位于分条整经轴和织针列间、具有用于对针织纱即经纱进行导向的孔部、厚度为200μm程度的薄板形状的“导纱针”，用于形成线圈、在前端部具有钩的薄板形状的“织针”，与织针一起形成线圈的薄板形状的“舌杆”，“沉降片”，此外，还有“隔纱板”，“提花导纱针”等，通常，上述机件多个以很小间隔平行排列，以部件化构成。

上述各种编织用零件中，从加工容易性及耐摩耗性考虑，通常采用在形成零件形状的碳素钢基材上施以湿式镀铬。

但是由于编织机高速化以及编织纱中高强度纤维和导纱纤维等材料的多样化以及各种浆材的使用，所以上述编织用零件的寿命就成为大问题。

即，作为编织用零件的导纱针、织针、舌杆、沉降片、隔纱板、提花导纱针等和编织纱接触部分产生摩耗，将成为编织纱起毛、断纱的原因，由于编织机上装有大量的上述零件，为了防止上述问题出现而更换编织用零件将耗费大量的费用、人力和时间，因此，上述零件的耐久性是决定编织机效率和制品成本的重要因素。

因此，提出了将例如钽（Ta）、钨（W）、氮化钛（TiN）、钛钨合金（TiN）等高强度金属膜涂复到经编机的编织用零件（工具）表面上的方案（参照日本特开平4-41755号（工具公报）。

但是以导纱针和织针为代表的编织用零件的摩耗是与纤维的种类、冲击压力、振动特性等有关的复杂的现象，表面硬度高的涂复并不一定能导致好的效果。

事实上以公知的高硬度化合物膜氮化钛膜涂复的织针和导纱针与常规的在碳素钢基材表面上镀铬的零件相比耐久性并没有什么上升，却存在由于涂复处理时温度高，导致基材软化的问题。

另外，也有报道说，在基材上覆有厚厚的高强度材料破坏了基材的韧性，相反降低了耐久性。因此，不破坏基材的原有特性，同时又改善其耐久性是我们所希望的。

因而，本发明者确认在编织机的导纱针和织针等编织零件的基材表面上覆以硬质的碳膜是有效的，与过去的仅仅镀铬的零件相比，耐久性得到显著的改善。

但是，利用等离子体CVD法（Chemical Vapor Deposition化学蒸发涂复）等的气相成膜法时，为了将编织用零件一个一个的表面全部用碳膜涂覆，对于一个一个零件需要很大的等离子体空间，故效率非常低。

因此假如仅对各编织零件上和编织纱相接触的部分采取耐摩措施，这样不仅耐久性可以得到改善，且气相成膜时可以同时处理大量零件，生产效率得到了提高。

为了利用气相成膜法对零件表面部分加以涂覆，一般使金属罩和零件表面进行机械接触，或在不涂覆部分形成保护膜，待全面涂覆后取下该金属罩或保护膜，这样，在零件表面上，因涂覆有否产生了剧变的台阶部。

但是，编织纱在高速编织时发生跳动，此时编织纱并不总是和部件的同一部位相接触，而是无规则地和零件上包括要求耐久性零件表面的相当大的表面相接触，因此在耐久性要求不那么高的部位也存在因涂复时遮蔽造成的台阶部而导致拉毛和断纱等问题。

本发明就是鉴于上述先有技术而提出来的，其目的在于，提供大幅度改善耐久性、且易于大量生产、同时不产生拉毛和断纱等问题的编织机的编织用零件。

本发明涉及编织机的编织用零件，其装在编织机上进行编织时，具有与编织纱接触部分，为达到上述目的，在该零件基材的与编织纱频繁接触部分的表面上形成设定膜厚的硬质碳膜的包覆，同时，从上述设定膜厚的硬质碳膜包覆区域到没有包覆区域，形成硬质碳膜的厚度逐渐减少的膜厚变化区域。并且，上述膜厚变化区域在膜厚变化方向的长度与上述硬质碳膜的设定膜厚之比最好为5以上。

如上所述，对各编织用零件在与编织纱频繁接触部分的表面形成设定膜厚的硬质碳膜的包覆可以充分改善零件的耐久性。

这种硬质碳膜是用例如在烃气体（hydrocarbon gas）氛围中的等离子体CVD法等的气相成膜法形成的含氢的非晶态碳膜。

利用这种等离子体CVD法等的气相成膜法，将本发明的编织用零件以硬质碳膜包覆时，因仅仅零件基材的与编织纱频繁接触的部分及其附近区域需要等离子体空间，所以可以一次对大量零件加以处理，与零件基材整个面上都需包覆硬质碳膜相比，生产率得了很大提高。

不仅如此，由于从形成设定膜厚的硬质碳膜区域到没有包覆区域之间形成硬质碳膜厚度慢慢减少的膜厚变化区域，所以在零件表面的局部不会产生剧变的台阶部，即使编织纱一边跳一边高速编织、在零件表面大范围区域内发生无规则接触，也不会产生编织纱拉毛或断线的问题。

通过等离子体CVD在零件基材的表面上包覆硬质碳膜时，利用基材表面中不需要包覆的部分保持零件基材，需要包覆部分的表面则直接暴露在等离子体中。此时，从需要包覆的表面到不要包覆的表面，设置遮挡件，其与零件基材的表面具有一定的距离，从而，从需要包覆硬质碳膜的表面到不需包覆的表面能使硬质碳膜的包覆膜厚逐渐减少。

附图的简单说明如下：

图1为本发明的一实施例的作为编织机的编织用零件的织针的断面图;

图2为同一织针上与编织纱频繁接触表面部分的平面图;

图3为该织针与编织纱接触部分的表面形成硬质碳膜时通过成膜工具的织针基材和遮挡件的保持状态图。

为对本发明作更详细的说明，根据附图以代表编织梵的编织用零件的织针为例说明本发明的实施例。

图2为织针的平面图，织针1由碳素钢等作为织针基材10一体形成用于钩拉纱线的钩11、针杆12及用于安装于保持器具上的固定用的端部13。

将织针1装在编织机上进行编织时，图1所示的编织纱2一边从靠近针杆12的钩11的部位向钩11的内周部移动一边形成线圈，所以图2斜线所示部分14范围的表面与纱线2频繁接触，受到摩擦最厉害。

因此，若至少对织针基材10的14区域的表面包覆硬质碳膜，这可以有效地改善耐久性，但由于编织纱2有时在包括上述区域的更大范围中无规则地接触，所以，在该编织纱的预定接触区域有必要包覆硬质碳膜，以便不产生剧变的台阶部。

因此，如图1所示，至少织针1的钩11到针杆12处，织针基材10的图2中的斜线所示的与编织纱频繁接触部位14的表面要包覆设定膜厚为d的硬质碳膜15。

不仅如此，由上述硬质碳膜15所包覆区域到没有上述碳膜的区域之间，形成硬质碳膜的厚度逐渐减薄的膜厚变化区域16。若将该膜厚变化区域16的膜厚变化方向的长度设为L，则其与该硬质碳膜的设定膜厚d之比（L/d）最好在5以上。

下面对图3所示的往织针基材10的表面上包覆硬质碳膜的包覆方法加以说明。

从加工容易性、硬度、韧性等因素考虑通常采用碳素钢作为织针基材10，将许多织针基材10用成膜夹具4按图3所示平行排列保持着，使其与遮挡件3的面间隔为一定。

以这种状态置于真空装置内排气后，使用例如直流等离子体CVD法，通过在织针基材10上施加负的直流电压，在以下条件下将硬质碳膜15包覆在零件上。

粒子幅射条件：

气体种类  氩气（Ae）

真空度 3×10^-3Torr

直流电压  -5KV

时间  5分钟

形成条件：

气体种类  苯气

成膜压力 5×10^-3Torr

直流电压  -3KV

膜厚  1μm

通过按上述条件处理，从钩11到针杆12的织针基材10的表面上包覆上一层设定膜厚（d＝1μm）的硬质碳膜15，除去和成膜夹具4接触的部位处，被遮挡件3掩蔽的部位生成比设定膜厚d要薄的碳膜。

此时，通过改变织针基材10和遮挡件3间的距离，从织针基部10的面对遮挡件边缘部3a的表面到成膜夹具4侧表面的硬质碳膜的厚度暂时减少，其包覆范围发生变化。

因此，将从面对遮挡件边缘部3a处的织针基材10的表面到没有生成硬质碳膜的部位的过渡区的距离（相当于图1所示膜厚变化区域16的膜厚变化方向的长度L）定义为变化幅度，从钩11到针杆12上织针基材10的表面上包覆的设定膜厚为d的硬质碳膜15时的织针基材10和遮挡件3之间的距离、变化幅度L和设定膜厚d的关系、以及耐久性试验的结果列于表1中。

由此可见，当形成上述变化幅度L和设定膜厚d之比L/d在5以上那样的具有平滑斜坡的包覆膜时拉毛和断纱问题均不会发生。

表1

基材和遮挡件间距离  变化幅度/设定膜厚  耐久性试验结果

0(mm)  0μm/1μm  ×断纱

1  2μm/1μm  △拉毛

2  5μm/1μm  ○

↑  10μm/1μm  ○

≥3  ≥10μm/1μm  ○

在上述实施例中，虽然是以编织机的编织用零件之一的织针为例如说明，但是对于导纱针、舌杆、沉降片、隔纱板、提花导纱针等其它编织用零件，将各零件的和编织纱相接触的预定区域的表面包覆硬质碳膜也可以得到和织针场合同样的效果。

即，硬质碳膜可以把各编织用零件的耐久性大幅度提高，同时因仅在必要的地方生成最上限度的硬质碳膜，从而每一零件所占的等离子体空间小，故生产率也大幅度地提高。

例如，与各零件的大致整个表面均以硬质碳膜包覆场合相比，对于本发明的零件而言，在同一等离子体空间中可以处理几倍到几十倍的个数，因此，价格大幅度下降，可以使纺织业迅速普及。

因为硬质碳膜中应力大，包覆膜厚的不一定会得到好的效果，设定膜厚d通常限定在10μm以下。在本实施例中，若考虑包覆效果和经济性，则2-3μm程度的膜厚较为适当。

这样，硬质碳膜的厚度在与过去相比是十分薄的范围中是有效的，包覆膜处理温度为200℃左右，由于低温的原因，基材的软化、变形、尺寸变化等均不会发生，且不会损坏基材的韧性，从而，可以用与过去的零件一样的尺寸加以设计。

而且，由于在零件基材上的与编织纱接触的预定领域表面上没有产生急剧变化台阶部，所以，编织纱不会发生拉毛和断纱等问题。另外，在上述实施例中采用碳素钢作为零件基材，但是也可采用不锈钢等其它基材。进一步说，本发明并不限于在编织用零件的基材上直接包覆硬质碳膜，也可在零件基材的表面形成各种镀层或中间层，然后在其上包覆硬质碳膜，此时，提高了硬质碳膜的密贴性，或提高了零件基材的抗腐蚀性。

另外，作为硬质碳膜的形成方法是以DC等离子体CVD法（DC-P-CVD法）为例加以介绍，但是并不限于该法，也可使用高频等离子体CVD法（RF-P-CVD法）等其它的薄膜形成方法。此外，将硬质碳膜中的一部分氢用氟来置换的膜或与其它材料的复合膜等也可以应用。

上述实施例中，在零件表面的一部分上包覆硬质碳膜，从必须包覆的表面到不需要包覆的表面之间包覆膜的厚度逐渐减小，采用遮挡件和零件基材之间保持一定距离的气相成膜的方法，但并不限于此法，也可采用锥状的遮挡件等，遮挡件与零件基材的表面之间的距离随位置而变化。

这里重要的是零件基材上从需要包覆硬质碳膜的表面到不需要包覆硬质碳膜的表面形成平滑的斜坡。

综上所述，本发明可使编织机上织针、导纱针、舌杆、沉降片，隔纱板、提花导纱针等编织用零件的耐用性大幅度地改善，编织机上上述零件更换的周期大幅度延长，编织机的工作效率大幅上升，从而使单位制品的价格下降。

同时由于零件基材和编织纱接触的预定区域的表面没有膜厚的急剧变化，不会产生编织纱拉毛和断纱等现象。由于不用将编织用零件的全表面以硬质碳膜包覆，而仅对必要的最低限度的部分包覆，因此效率得到提高，可以廉价供货，使得在纺织业迅速普及成为可能。

Claims (2)

1、编织机的编织用零件，其装在编织机上进行编织时，具有与编织纱接触部分；其特征在于，该零件基材的与编织纱频繁接触部分的表面形成设定膜厚的硬质碳膜的包覆，同时，从该设定膜厚的硬质碳膜包覆区域到非包覆区域形成硬质薄膜的膜厚逐渐减小的膜厚变化区域。

2、如权要求1所述的编织机的编织用零件，其特征在于，上述膜厚变化区域的膜厚变化方向的长度和硬质碳膜的设定膜厚之比为5以上。

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