JP6708736B2 - 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、ロッドガイドおよびトラバースガイド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、接糸面という。)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。 In guiding fibers, fiber guides of various shapes called roller guides, oiling nozzles, rod guides and traverse guides are attached to and used in textile machines. The surface of the fiber guide that contacts the fiber (hereinafter referred to as the yarn contact surface) is required to be unlikely to cause damage such as scratches or frays on the fiber.
例えば、特許文献1には、搬送される繊維束と接触する面の表面粗さRaが0.1μm以下の繊維ガイドが提案されている。
For example,
本開示の繊維ガイドにおける繊維との接糸面は、粗さ曲線から求められる切断レベル20%の負荷長さ率Rmr20が15%以下であり、粗さ曲線から求められる切断レベル50%の負荷長さ率Rmr50が60%以上である。 The yarn guide surface of the fiber guide of the present disclosure has a load length ratio Rmr20 of 15% or less at a cutting level of 20% obtained from a roughness curve, and a load length of 50% at a cutting level obtained from a roughness curve. The ratio Rmr50 is 60% or more.
近年、繊維の生産効率の向上のために、繊維の送り速度が3000〜10000m/分と極めて高速化してきている。そして、繊維の送り速度が高速化したことで、接糸面との摩擦によって繊維にダメージが発生しやすくなってきている。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 feeding speed of fibers has been extremely increased to 3000 to 10000 m/min. Since the fiber feeding speed is increased, the fibers are more likely to be damaged by the friction with the yarn contact surface. 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 when the fiber feeding speed is increased.
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抑制できる。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 friction coefficient on the yarn contact surface, it is possible to suppress damage to the fiber when the fiber is guided. Hereinafter, the fiber guide of the present disclosure will be described in detail 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4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V溝状部分で繊維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、摺動する繊維1にオイルを付着させるのに用いられるものである。また、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ために使用されるものである。さらに、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。なお、以降の説明においては、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。
First, representative types of fiber guides will be described with reference to FIGS. First, the
本開示の繊維ガイド10における繊維1との接糸面は、粗さ曲線から求められる切断レベル20%の負荷長さ率Rmr20が15%以下であり、粗さ曲線から求められる切断レベル50%の負荷長さ率Rmr50が60%以上である。
In the
このような構成を満足していることから、本開示の繊維ガイド10は、接糸面の摩擦係数が低く、繊維1を案内した際に、繊維1にダメージが発生することを抑制できる。具体的には、接糸面において、負荷長さ率Rmr20が15%以下であることから、繊維1を案内する際に、繊維1と接糸面との接触面積が少ない。また、負荷長さ率Rmr50が60%以上であることから、繊維1が接糸面における谷部の底に食い込みにくく、繊維1を円滑に摺動させることができる。そのため、本開示の繊維ガイド10は、接糸面の摩擦係数が低い。
Since such a configuration is satisfied, the
なお、粗さ曲線から求められる負荷長さ率Rmrとは、JIS B 0601(2013)に規定されており、粗さ曲線から平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の粗さ曲線を山頂線に平行な切断レベルで切断したときに得られる切断長さの和の基準長さに対する比を百分率で表したものである。ここで、切断レベルとは、上記基準長さにおける、最大高さ(JIS B 0601(2013)に示されている最大山高さと最大谷深さとの和)に対する高さの比を百分率で表したものである。つまり、切断レベル0%の負荷長さ率Rmr0は0%となり、切断レベル100%の負荷長さ率Rmr100は100%となる。 The load length ratio Rmr obtained from the roughness curve is specified in JIS B 0601 (2013). The reference length is extracted from the roughness curve in the direction of the average line, and the roughness curve of the extracted portion is obtained. Is a ratio of the sum of cut lengths obtained when cut at a cutting level parallel to the crest line to the reference length, expressed as a percentage. Here, the cutting level is a ratio of the height to the maximum height (the sum of the maximum peak height and the maximum valley depth shown in JIS B 0601 (2013)) in the above reference length, which is expressed in percentage. Is. That is, the load length rate Rmr0 at the cutting level 0% is 0%, and the load length rate Rmr100 at the cutting level 100% is 100%.
また、本開示の繊維ガイド10における接糸面は、負荷長さ率Rmr50が75%以上であってもよい。このような構成を満足するならば、繊維1が接糸面における谷部の底にさらに食い込みにくく、繊維1を円滑に摺動させることができる。
Further, the yarn contact surface of the
また、本開示の繊維ガイド10における接糸面は、粗さ曲線から求められる凹凸の平均間隔Rsmが5μm以上25μm以下であってもよい。このような構成を満足するならば、繊維1と接糸面との接触面積を少なくしつつ、繊維1を案内する際に、繊維1が跳ねることを抑制でき、繊維1を円滑に摺動させることができる。
Further, the yarn contacting surface of the
なお、粗さ曲線から求められる凹凸の平均間隔Rsmとは、JIS B 0601(2013)に規定されており、1つの山部およびそれに隣り合う1つの谷部に対応する中心線の長さの和を山部と谷部との間隔とした際、この間隔の平均値を示す指標である。 The average interval Rsm of irregularities obtained from the roughness curve is defined in JIS B 0601 (2013) and is the sum of the lengths of the center lines corresponding to one peak and one valley adjacent to it. Is an index showing the average value of the distance when the distance is between the mountain portion and the valley portion.
また、本開示の繊維ガイド10における接糸面は、粗さ曲線から求められるピークカウントPcが10以上30以下であってもよい。このような構成を満足するならば、繊維1と接糸面との接触面積をより少なくしつつ、繊維1を案内する際に、繊維1が跳ねることをより抑制でき、繊維1を円滑に摺動させることができる。
Further, the yarn contacting surface of the
なお、ここで、粗さ曲線から求められるピークカウントPcとは、JIS B 0601(2013)に規定されており、粗さの平均高さを中心線とした際に、中心線に対して山および谷となる部分の単位長さ(10mm)当たりに存在する個数を示す指標である。 Here, the peak count Pc obtained from the roughness curve is defined in JIS B 0601 (2013), and when the average height of roughness is taken as the center line, peaks and peaks are formed with respect to the center line. It is an index showing the number of existing per unit length (10 mm) of the valley portion.
ここで、接糸面における、負荷長さ率Rmr20、負荷長さ率Rmr50、凹凸の平均間隔RsmおよびピークカウントPcは、表面粗さ測定機(例えば、(株)小坂研究所製、SE−3400、SE−3500、SE−S500K等のSE−3300以降の後継機種)を用いて、JIS B 0601(2013)に基づいて接糸面を測定し、算出すればよい。なお、測定条件としては、基準長さを0.8mm、カットオフ値を1mm、触針の先端半径を2μm、触針の先端速度を0.5mm/秒とすればよい。そして、接糸面において、少なくとも5ヵ所以上測定し、その平均値を求めればよい。 Here, the load length ratio Rmr20, the load length ratio Rmr50, the average interval Rsm of the unevenness and the peak count Pc on the yarn contact surface are measured by a surface roughness measuring machine (for example, SE-3400 manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.). , SE-3500, SE-S500K, and other succeeding models of SE-3300 or later), the yarn contact surface may be measured and calculated based on JIS B 0601 (2013). As the measurement conditions, the reference length may be 0.8 mm, the cutoff value may be 1 mm, the tip radius of the stylus may be 2 μm, and the tip speed of the stylus may be 0.5 mm/sec. Then, it is sufficient to measure at least 5 or more points on the yarn contact surface and obtain the average value.
また、本開示の繊維ガイド10の接糸面の材質は、特に限定されるものではない。接糸面がセラミックスからなるならば、セラミックスは、金属や樹脂と比較して、耐磨耗性および耐熱性に優れていることから、繊維1にダメージが発生することを抑制することができる。
Further, the material of the yarn contacting surface of the
特に、セラミックスの中でも酸化アルミニウム質セラミックスは安価な材料であるため、酸化アルミニウム質セラミックスで接糸面を構成すれば、コストを抑えることができる。 In particular, since aluminum oxide ceramics are inexpensive materials among ceramics, the cost can be suppressed by forming the yarn contact surface with aluminum oxide ceramics.
なお、酸化アルミニウム質セラミックスからなる接糸面は、金属や樹脂等の部材の表面を酸化アルミニウム質セラミックスでコーティングすることで製造してもよいが、繊維ガイド10自体を酸化アルミニウム質セラミックスで製造すれば、より耐久性に優れたものとなる。ここで、酸化アルミニウム質セラミックスとは、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。
The yarn contact surface made of aluminum oxide ceramics may be manufactured by coating the surface of a member such as metal or resin with aluminum oxide ceramics, but the
なお、接糸面の材質は、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、含有成分の定量分析を行なう。そして、例えば、上記同定により酸化アルミニウムの存在が確認され、XRFで測定した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 yarn contact surface may be confirmed by the following method. First, the yarn contact surface is measured using an X-ray diffractometer (XRD), and identification is performed using a JCPDS card based on the value of 2θ (2θ is the diffraction angle) obtained. Next, the contained components are quantitatively analyzed using a fluorescent X-ray analyzer (XRF). Then, for example, if the presence of aluminum oxide is confirmed by the above identification, and the content converted from the content of Al measured by XRF to aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is 80% by mass or more, the aluminum oxide ceramics Is.
そして、本開示の繊維ガイド10における接糸面が、酸化アルミニウム質セラミックスからなる場合、図5に示すように、酸化アルミニウムの結晶粒子2の平均円形度は0.55以上0.8以下であってもよい。このような構造を満足するならば、酸化アルミニウムの結晶粒子2の脱粒を抑制しつつ、酸化アルミニウムの結晶粒子2同士の隙間が小さくなることから、接糸面の摩擦係数をより低くすることができる。なお、平均円形度とは、円らしさの度合いを示す指標である円形度の平均値のことである。また、円形度とは、真円であれば1であり、円の形状が崩れる程小さな値を示す。
When the yarn contact surface of the
ここで、接糸面における、酸化アルミニウムの結晶粒子2の平均円形度は、以下の方法で算出すればよい。まず、電子線マイクロアナライザー(EPMA)を用いて、接糸面の面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにより、チタンが検出されず、アルミニウムおよび酸素が同時に検出された粒子を、酸化アルミニウムの結晶粒子2とみなす。次に、接糸面の写真を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影する。なお、図5は、接糸面をSEM等において観察した状態を模式的に示したものとも言えるものであり、酸化アルミニウムの結晶粒子2は白色系の色調を呈する。そして、この接糸面の写真から、トレーシングペーパーに酸化アルミニウムの結晶粒子2を書き写す。そして、そのトレーシングペーパーを画像データとして読み取り、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、酸化アルミニウムの結晶粒子2の平均円形度を求めることができる。ここで、画像解析ソフト「A像くん」の解析条件としては、結晶粒子の明度を「明」、2値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とすればよい。なお、上記測定の際、接糸面が湾曲しているために、SEMを用いた接糸面の写真撮影が困難である場合には、接糸面を平面に研磨し、この研磨面を接糸面と同じであるとみなして測定を行なってもよい。
Here, the average circularity of the aluminum
さらに、本開示の繊維ガイド10における接糸面は、図5に示すように、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3を含んでいてもよい。ここで、チタン酸アルミニウムは、組成式がAl2TiO5として表さられるものであり、酸化アルミニウムと比較して、ヤング率が極めて小さい。具体的には、酸化アルミニウムのヤング率が150−400GPa程度であるのに対し、チタン酸アルミニウムのヤング率は4−6GPa程度である。よって、このような構成を満足するならば、繊維1が案内される際に、繊維1と接触するチタン酸アルミニウムの結晶粒子3が弾性変形することで、繊維にダメージが発生することを抑制できる。Furthermore, the yarn contacting surface of the
また、接糸面において、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3が存在するか否かは、以下の方法で確認することができる。まず、EPMAを用いて、接糸面の面分析を行なう。そして、面分析のカラーマッピングにより、チタン、アルミニウムおよび酸素が同時に検出された粒子を、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3とみなせばよい。なお、図5に示すように、酸化アルミニウムの結晶粒子2は白色系の色調を呈するのに対し、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3は黒色系の色調を呈するものであることから、目視において識別できるものである。
Further, whether or not the aluminum
また、本開示の繊維ガイド10の接糸面において、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3の平均結晶粒径が2μm以上10μm以下であるとともに、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3が占める面積比率が1面積%以上7面積%以下であってもよい。このような構成を満足するならば、長期間に亘って繊維1が案内され、接糸面の温度が上昇したとしても、チタン酸アルミニウムと酸化アルミニウムとの熱膨張係数差に起因する亀裂が入りにくい構造となる。よって、本開示の繊維ガイド10は、接糸面の摩擦係数を低く維持することができ、繊維1にダメージが発生することを抑制できるものとなる。
Further, on the yarn contact surface of the
ここで、接糸面における、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3の平均結晶粒径とチタン酸アルミニウムの結晶粒子3が占める面積比率とは、以下の方法で算出すればよい。
Here, the average crystal grain size of the
まず、接糸面の写真を、SEMを用いて撮影する。そして、上述したように、チタン酸アルミニウムからなる結晶粒子3は黒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。これにより、チタン酸アルミニウムの結晶粒子3の平均結晶粒径とチタン酸アルミニウムの結晶粒子3が占める面積比率とを求めることができる。なお、画像解析ソフト「A像くん」の解析条件としては、結晶粒子の明度を「明」、2値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とすればよい。
First, a photograph of the yarn contact surface is taken using an SEM. As described above, since the
次に、接糸面の摩擦係数の測定方法について、図6を用いて説明する。図6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。そして、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 yarn contact surface will be described with reference to FIG. The sliding test apparatus shown in FIG. 6 includes a roller R1, a roller R2, a
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 friction coefficient changes depending on test conditions such as the type of the
次に、本開示の繊維ガイドの製造方法の一例について説明する。ここでは、繊維ガイドのうち、オイリングノズルを例に挙げて説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the fiber guide of the present disclosure will be described. Here, among the fiber guides, an oiling nozzle will be described as an example.
まず、主原料の酸化アルミニウム(Al2O3)粉末を溶媒および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。First, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder, which is a main raw material, is put into a mill together with a solvent and balls, and pulverized to a predetermined particle size to prepare a slurry.
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, a binder is added to the obtained chiller, and then spray drying is performed using a spray dryer to produce granules.
次に、この顆粒と熱可塑性樹脂とワックス等をニーダに投入して加熱しながら混練して坏土を得る。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。 Next, the granules, the thermoplastic resin, the wax and the like are put into a kneader and kneaded while heating to obtain a kneaded clay. Then, the obtained kneaded material is put into a pelletizer to obtain pellets as a raw material for injection molding (injection molding). Next, the pellets thus obtained are put into an injection molding machine (injection molding machine) and injection-molded to obtain a molding having an oiling nozzle shape.
このように、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。そして、この成形型の内面の表面性状が、成形体の表面に転写されることとなるため、負荷長さ率Rmr20が15%以下であり、負荷長さ率Rmr50が60%以上である接糸面を得るにあたっては、それに合わせた表面性状を内面に有する成形型を使用し、成形体を作製すればよい。なお、負荷長さ率Rmr50が75%以上、凹凸の平均間隔Rsmが5μm以上25μm以下、ピークカウントPcが10以上30以下である接糸面を得る場合も同様である。 As described above, in order to obtain a molded body having an oiling nozzle shape, a molding die having an oiling nozzle shape is prepared based on a general injection molding method, and the molding die is installed in an injection molding machine to perform injection molding. Good. Then, since the surface texture of the inner surface of this molding die is transferred to the surface of the molded body, the load length ratio Rmr20 is 15% or less and the load length ratio Rmr50 is 60% or more. In order to obtain the surface, a mold having a surface texture suitable for the surface may be used to produce the molded body. The same applies to the case of obtaining a yarn contact surface having a load length ratio Rmr50 of 75% or more, an average unevenness interval Rsm of 5 μm or more and 25 μm or less, and a peak count Pc of 10 or more and 30 or less.
次に、得られたオイリングノズル形状の成形体を、例えば、酸化アルミニウムが主原料である場合には、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、オイリングノズル形状の焼結体を得る。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により変化するため、必要に応じて調整すればよい。そして、最後に洗浄、乾燥することで、本開示のオイリングノズルを得る。 Next, for example, in the case where aluminum oxide is the main raw material, the maximum temperature of the obtained oiling nozzle shaped molded body is set to 1500° C. or more and 1600° C. or less in the atmosphere, and the holding time at this maximum temperature is set. By firing for 2 hours or more and 5 hours or less, an oiling nozzle-shaped sintered body is obtained. The firing conditions such as the maximum temperature and the holding time vary depending on the shape and size of the product, and may be adjusted as necessary. Then, by finally washing and drying, the oiling nozzle of the present disclosure is obtained.
なお、酸化アルミニウムの結晶粒子の平均円形度が0.55以上0.8以下である接糸面を得るには、ミルで粉砕した後において、酸化アルミニウム粉末の粒径の標準偏差が0.05μm以上0.2μm以下となるようにすればよい。なお、上記酸化アルミニウム粉末の粒径とは、レーザー回折法により測定した値である。 In addition, in order to obtain a yarn contact surface in which the average circularity of the aluminum oxide crystal particles is 0.55 or more and 0.8 or less, the standard deviation of the particle diameter of the aluminum oxide powder after milling with a mill is 0.05 μm. The above may be set to 0.2 μm or less. The particle size of the aluminum oxide powder is a value measured by a laser diffraction method.
また、チタン酸アルミニウムの結晶粒子が存在する接糸面を得るには、主原料の酸化アルミニウム粉末にチタン酸アルミニウム(Al2TiO5)粉末を添加すればよい。ここで、チタン酸アルミニウム粉末の平均粒径を0.5μm以上1.2μm以下とし、酸化アルミニウム粉末およびチタン酸アルミニウム粉末の割合を、AlをAl2O3換算で87〜96質量%、Al2TiO5換算で4質量%以上13質量%以下となるように調整することで、チタン酸アルミニウムの結晶粒子の平均結晶粒径が2μm以上10μm以下であるとともに、チタン酸アルミニウムの結晶粒子が占める面積比率が1面積%以上7面積%以下である接糸面が得られる。なお、上記チタン酸アルミニウム粉末の平均粒径とは、レーザー回折法により測定した値である。Further, in order to obtain a yarn contacting surface on which aluminum titanate crystal particles are present, aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) powder may be added to aluminum oxide powder as a main raw material. Here, the average particle diameter of the aluminum titanate powder is 0.5 μm or more and 1.2 μm or less, and the proportion of the aluminum oxide powder and the aluminum titanate powder is 87 to 96 mass% of Al in terms of Al 2 O 3 , Al 2 By adjusting so as to be 4% by mass or more and 13% by mass or less in terms of TiO 5 , the average particle size of the aluminum titanate crystal particles is 2 μm or more and 10 μm or less, and the area occupied by the aluminum titanate crystal particles is A yarn contact surface having a ratio of 1 area% or more and 7 area% or less can be obtained. The average particle size of the aluminum titanate powder is a value measured by a laser diffraction method.
まず、原料粉末としての純度99.6%の酸化アルミニウム粉末を溶媒である水および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, a slurry was prepared by putting aluminum oxide powder having a purity of 99.6% as a raw material powder together with water and balls as a solvent in a mill and pulverizing the powder.
次に、このスラリ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。そして、得られた顆粒に熱可塑性樹脂とワックスとを加えて、ニーダに投入して加熱しながら混練して坏土を得た。次に、得られた坏土をペレタイザーに投入してインジェクション成形用の原料となるペレットを得た。そして、このペレットをインジェクション成形機に投入し、オイリングノズル形状の成形体を得た。 Next, a binder was added to this slurry, and then spray drying was performed using a spray dryer to prepare granules. Then, a thermoplastic resin and a wax were added to the obtained granules, which were put into a kneader and kneaded while heating to obtain a kneaded material. Next, the obtained kneaded material was put into a pelletizer to obtain pellets as a raw material for injection molding. Then, the pellets were put into an injection molding machine to obtain a molding having an oiling nozzle shape.
ここで、インジェクション成形機に設置する成形型の内面の表面性状は、表1に示す負荷長さ率Rmr20および負荷長さ率Rmr50となるようにした。 Here, the surface texture of the inner surface of the molding die installed in the injection molding machine was set to the load length ratio Rmr20 and the load length ratio Rmr50 shown in Table 1.
次に、この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、オイリングノズル形状の焼結体を得た。そして、最後に洗浄、乾燥することで、各試料を得た。 Next, this oiling nozzle-shaped compact was fired at a maximum temperature of 1550° C. in the atmosphere for a holding time of 3 hours at this maximum temperature to obtain an oiling nozzle-shaped sintered body. Then, each sample was obtained by finally washing and drying.
次に、各試料の接糸面の負荷長さ率Rmr20および負荷長さ率Rmr50を、表面粗さ測定機((株)小坂研究所製 SE−3500)を用いて、JIS B 0601(2013)に基づき接糸面を測定することで算出した。なお、測定条件としては、基準長さを0.8mm、カットオフ値を1mm、触針の先端半径を2μm、触針の先端速度を0.5mm/秒とした。そして、接糸面において5ヵ所測定し、その平均値を求めた。 Next, the load length ratio Rmr20 and the load length ratio Rmr50 of the yarn contact surface of each sample were measured using a surface roughness measuring machine (SE-3500 manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.) according to JIS B 0601 (2013). It was calculated by measuring the yarn contact surface based on the above. As the measurement conditions, the reference length was 0.8 mm, the cutoff value was 1 mm, the tip radius of the stylus was 2 μm, and the tip speed of the stylus was 0.5 mm/sec. Then, the yarn contact surface was measured at 5 points, and the average value was calculated.
次に、図6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:1000m/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 device shown in FIG. 6 and a sliding test was performed to determine the friction coefficient of each sample. The measurement conditions were as follows.
Fiber type: Nylon (75 denier)
Fiber running speed: 1000 m/min θ: 90°
Fiber tension: 50gf
Measurement frequency: 10 times (every 1 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.4〜10は、試料No.1〜3と比べて、摩擦係数が0.31と低いものであった。このことから、接糸面において、負荷長さ率Rmr20が15%以下であり、負荷長さ率Rmr50が60%以上である繊維ガイドならば、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抑制できることが分かった。 From the results shown in Table 1, the sample No. Sample Nos. 4 to 10 are sample Nos. The coefficient of friction was as low as 0.31 as compared with 1 to 3. From this, in the fiber contacting surface, the load length ratio Rmr20 is 15% or less, and the load length ratio Rmr50 is 60% or more. It was found that the fiber can be prevented from being damaged when being guided.
次に、接糸面における、負荷長さ率Rmr50の値を異ならせた複数の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。なお、作製方法としては、インジェクション成形機に設置する成形型の内面の表面性状を、表2に示す負荷長さ率Rmr50となるように変更したこと以外は実施例1の試料No.7の作製方法と同様であり、試料No.11は、実施例1の試料No.7と同じ試料である。 Next, a plurality of oiling nozzles having different load length ratios Rmr50 on the yarn contact surface were prepared. Then, a sliding test was conducted on these oiling nozzles to compare the friction coefficients of the yarn contact surfaces. As the manufacturing method, the sample No. 7 of Example 1 was manufactured except that the surface texture of the inner surface of the molding die installed in the injection molding machine was changed to the load length ratio Rmr50 shown in Table 2. Similar to the method, Sample No. 11 is the same sample as Sample No. 7 of Example 1.
次に、各試料の接糸面の負荷長さ率Rmr50を、実施例1と同様の方法により測定することで算出した。 Next, the load length ratio Rmr50 of the yarn contact surface of each sample was calculated by measuring in the same manner as in Example 1.
また、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 to determine the friction coefficient of the yarn contact surface of each sample. The results are shown in Table 2.
表2に示す結果から、試料No.12、13は、摩擦係数が0.29と低いものであった。このことから、接糸面において、負荷長さ率Rmr50が75%以上である繊維ガイドならば、接糸面の摩擦係数がより低いものとなることが分かった。 From the results shown in Table 2, sample No. The friction coefficients of 12 and 13 were as low as 0.29. From this, it was found that a fiber guide having a load length ratio Rmr50 of 75% or more on the yarn contacting surface would have a lower friction coefficient on the yarn contacting surface.
次に、接糸面における、凹凸の平均間隔Rsmの値を異ならせた複数の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。なお、作製方法としては、インジェクション成形機に設置する成形型の内面の表面性状を、表3に示す凹凸の平均間隔Rsmとなるように変更したこと以外は実施例1の試料No.7の作製方法と同様であり、試料No.14は、実施例1の試料No.7と同じ試料である。 Next, a plurality of oiling nozzles having different values of the average interval Rsm of irregularities on the yarn contact surface were produced. Then, a sliding test was conducted on these oiling nozzles to compare the friction coefficients of the yarn contact surfaces. As the manufacturing method, the sample No. 7 of Example 1 was manufactured except that the surface texture of the inner surface of the molding die installed in the injection molding machine was changed to have the average interval Rsm of the irregularities shown in Table 3. Similar to the method, Sample No. 14 is the same sample as Sample No. 7 of Example 1.
次に、各試料の接糸面の凹凸の平均間隔Rsmを、実施例1と同様の方法により測定することで算出した。 Next, the average interval Rsm of the concavities and convexities on the yarn contact surface of each sample was calculated by measuring in the same manner as in Example 1.
また、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。 Further, the same sliding test as in Example 1 was performed to determine the friction coefficient 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.15〜17は、摩擦係数が0.29と低いものであった。このことから、接糸面において、凹凸の平均間隔Rsmが5μm以上25μm以下である繊維ガイドならば、接糸面の摩擦係数がより低いものとなることが分かった。 From the results shown in Table 3, sample No. Nos. 15 to 17 had a low friction coefficient of 0.29. From this, it was found that the fiber guide having an average interval Rsm of irregularities of 5 μm or more and 25 μm or less on the yarn contact surface has a lower friction coefficient on the yarn contact surface.
次に、接糸面における、ピークカウントPcの値を異ならせた複数の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。なお、作製方法としては、インジェクション成形機に設置する成形型の内面の表面性状を、表4に示すピークカウントPcとなるように変更したこと以外は実施例1の試料No.7の作製方法と同様であり、試料No.19は、実施例1の試料No.7と同じ試料である。 Next, a plurality of oiling nozzles having different peak counts Pc on the yarn contact surface were prepared. Then, a sliding test was conducted on these oiling nozzles to compare the friction coefficients of the yarn contact surfaces. As the manufacturing method, the manufacturing method of Sample No. 7 of Example 1 was changed except that the surface texture of the inner surface of the molding die installed in the injection molding machine was changed to have the peak count Pc shown in Table 4. Similarly, sample No. 19 is the same sample as sample No. 7 of the first embodiment.
次に、各試料の接糸面のピークカウントPcを、実施例1と同様の方法により測定することで算出した。 Next, the peak count Pc of the yarn contact surface of each sample was calculated by measuring in the same manner as in Example 1.
また、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4に示す。 Further, the same sliding test as in Example 1 was performed to determine the friction coefficient 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.20〜22は、摩擦係数が0.29と低いものであった。このことから、接糸面において、ピークカウントPcが10以上30以下である繊維ガイドならば、接糸面の摩擦係数がより低いものとなることが分かった。 From the results shown in Table 4, the sample No. 20 to 22 had a low friction coefficient of 0.29. From this, it was found that a fiber guide having a peak count Pc of 10 or more and 30 or less on the yarn contact surface has a lower friction coefficient on the yarn contact surface.
次に、接糸面が酸化アルミニウム質セラミックスからなり、酸化アルミニウムの結晶粒子の平均円形度の値を異ならせた複数の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。なお、作製方法としては、ミルで粉砕した後の酸化アルミニウム粉末の粒径の標準偏差が表5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.7の作製方法と同様とした。 Next, a plurality of oiling nozzles each having a yarn contacting surface made of aluminum oxide ceramics and having different average circularity values of aluminum oxide crystal particles were produced. Then, a sliding test was conducted on these oiling nozzles to compare the friction coefficients of the yarn contact surfaces. The manufacturing method was the same as the manufacturing method of Sample No. 7 of Example 1 except that the standard deviation of the particle diameter of the aluminum oxide powder after milling was set to the value shown in Table 5. did.
次に、各試料の接糸面における、酸化アルミニウムの結晶粒子の平均円形度を、以下の方法で算出した。まず、EPMAを用いて、接糸面の面分析を行なった。そして、面分析のカラーマッピングにより、チタンが検出されず、アルミニウムおよび酸素が同時に検出された粒子を、酸化アルミニウムの結晶粒子とみなした。次に、接糸面の写真を、SEMを用いて撮影し、この写真から、トレーシングペーパーに酸化アルミニウムの結晶粒子を書き写した。そして、そのトレーシングペーパーを画像データとして読み取り、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、酸化アルミニウムの結晶粒子の平均円形度を求めた。ここで、画像解析ソフト「A像くん」の解析条件としては、結晶粒子の明度を「明」、2値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とした。 Next, the average circularity of the aluminum oxide crystal particles on the yarn contact surface of each sample was calculated by the following method. First, surface analysis of the yarn contact surface was performed using EPMA. Particles in which titanium was not detected and aluminum and oxygen were simultaneously detected by color mapping of surface analysis were regarded as aluminum oxide crystal particles. Next, a photograph of the yarn contact surface was taken using an SEM, and the aluminum oxide crystal particles were written on the tracing paper from this photograph. Then, the tracing paper was read as image data, and image analysis was performed by applying a method called particle analysis of image analysis software "A image kun" to determine the average circularity of the aluminum oxide crystal particles. Here, as the analysis conditions of the image analysis software “A image-kun”, the brightness of the crystal grains was “bright”, the binarization method was “automatic”, and the shading was “present”.
また、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5に示す。 Further, the same sliding test as in Example 1 was performed to determine the friction coefficient of the yarn contact surface of each sample. The results are shown in Table 5.
表5に示す結果から、試料No.25〜27は、摩擦係数が0.29と低いものであった。このことから、接糸面において、酸化アルミニウムの結晶粒子の平均円形度が0.55以上0.8以下である繊維ガイドならば、接糸面の摩擦係数がより低いものとなることが分かった。 From the results shown in Table 5, the sample No. In Nos. 25 to 27, the friction coefficient was as low as 0.29. From this, it was found that a fiber guide in which the average circularity of the aluminum oxide crystal particles on the yarn contact surface is 0.55 or more and 0.8 or less has a lower friction coefficient on the yarn contact surface. ..
次に、接糸面にチタン酸アルミニウムの結晶粒子が存在するオイリングノズルを作製した。ここで、チタン酸アルミニウムの結晶粒子の平均結晶粒径とチタン酸アルミニウムの結晶粒子が占める面積比率とを異ならせた複数の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。なお、作製方法としては、表6に示す平均粒径のチタン酸アルミニウム粉末を、表6に示す割合になるように酸化アルミニウム粉末と混合したものを原料粉末としたこと以外は実施例5の試料No.26の作製方法と同様とした。 Next, an oiling nozzle having aluminum titanate crystal particles on the yarn contact surface was prepared. Here, a plurality of oiling nozzles in which the average crystal grain size of the aluminum titanate crystal grains and the area ratio occupied by the aluminum titanate crystal grains were made different were produced. Then, a sliding test was conducted on these oiling nozzles to compare the friction coefficients of the yarn contact surfaces. In addition, as a manufacturing method, a sample of Example 5 except that aluminum titanate powder having an average particle size shown in Table 6 was mixed with aluminum oxide powder in a ratio shown in Table 6 as a raw material powder The manufacturing method of No. 26 was the same.
次に、各試料の接糸面において、チタン酸アルミニウムの結晶粒子が存在するか否かは、以下の方法で確認した。まず、EPMAを用いて、接糸面の面分析を行なった。そして、面分析のカラーマッピングにより、チタン、アルミニウムおよび酸素が同時に検出された粒子を、チタン酸アルミニウムの結晶粒子とみなした。その結果、全ての試料において、チタン酸アルミニウムの結晶粒子の存在が確認された。 Next, it was confirmed by the following method whether or not aluminum titanate crystal particles were present on the yarn contact surface of each sample. First, surface analysis of the yarn contact surface was performed using EPMA. Then, the particles in which titanium, aluminum and oxygen were simultaneously detected by the color mapping of the surface analysis were regarded as aluminum titanate crystal particles. As a result, the presence of aluminum titanate crystal particles was confirmed in all the samples.
次に、各試料の接糸面における、チタン酸アルミニウムの結晶粒子の平均結晶粒径とチタン酸アルミニウムの結晶粒子が占める面積比率とを、以下の方法で算出した。まず、接糸面の写真を、SEMを用いて撮影する。そして、上記測定により判別されたチタン酸アルミニウムの結晶粒子は黒色の色調を呈するものであったので、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、この写真の画像解析を行なうことにより、チタン酸アルミニウムの結晶粒子の平均結晶粒径とチタン酸アルミニウムの結晶粒子が占める面積比率とを求めた。なお、画像解析ソフト「A像くん」の解析条件としては、結晶粒子の明度を「明」、2値化の方法を「自動」、シェーディングを「有」とした。 Next, the average crystal grain size of the crystal grains of aluminum titanate and the area ratio occupied by the crystal grains of aluminum titanate on the yarn contact surface of each sample were calculated by the following method. First, a photograph of the yarn contact surface is taken using an SEM. Since the aluminum titanate crystal particles determined by the above measurement had a black color tone, the image analysis of this photograph was performed by applying the method of particle analysis of the image analysis software "A image-kun". By carrying out, the average crystal grain size of the aluminum titanate crystal grains and the area ratio occupied by the aluminum titanate crystal grains were determined. As the analysis conditions of the image analysis software “A image-kun”, the lightness of the crystal grains was “bright”, the binarization method was “automatic”, and the shading was “present”.
次に、各試料の接糸面の負荷長さ率Rmr20、負荷長さ率Rmr50、凹凸の平均間隔RsmおよびピークカウントPcを、実施例1と同様の方法により測定することで算出した。その結果、各試料の負荷長さ率Rmr20、負荷長さ率Rmr50、凹凸の平均間隔RsmおよびピークカウントPcは、実施例5の試料No.26と同じ値であった。 Next, the load length ratio Rmr20, the load length ratio Rmr50, the average interval Rsm of the irregularities, and the peak count Pc of the yarn contact surface of each sample were calculated by the same method as in Example 1. As a result, the load length ratio Rmr20, the load length ratio Rmr50, the average interval Rsm of the concavities and convexities, and the peak count Pc of each sample were the same values as those of the sample No. 26 of Example 5.
また、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6に示す。 Further, the same sliding test as in Example 1 was performed to determine the friction coefficient of the yarn contact surface of each sample. The results are shown in Table 6.
表6に示す結果から、試料No.29〜41は、実施例5の試料No.26と比べて、摩擦係数が0.28以下と低いものであった。このことから、接糸面にチタン酸アルミニウムの結晶粒子が存在する繊維ガイドならば、接糸面の摩擦係数がより低いものとなることが分かった。 From the results shown in Table 6, sample No. Nos. 29 to 41 are sample Nos. Compared with No. 26, the friction coefficient was as low as 0.28 or less. From this, it was found that the fiber guide having aluminum titanate crystal particles on the yarn contact surface has a lower friction coefficient on the yarn contact surface.
そして、試料No.29〜41の中でも試料No.30、31、33〜36、38〜40は、摩擦係数が0.27であることから、チタン酸アルミニウムの結晶粒子の平均結晶粒径が2μm以上10μm以下であるとともに、チタン酸アルミニウムの結晶粒子が占める面積比率が1面積%以上7面積%以下である繊維ガイドならば、接糸面の摩擦係数がさらに低いものとなることが分かった。 Then, the sample No. Sample No. 29 among Nos. 29-41. Since 30, 31, 33 to 36, and 38 to 40 have a friction coefficient of 0.27, the average crystal grain size of the aluminum titanate crystal grains is 2 μm or more and 10 μm or less, and the aluminum titanate crystal grains are It was found that the fiber guide having an area ratio of 1 area% or more and 7 area% or less has a further lower friction coefficient on the yarn contact surface.
1:繊維
2:酸化アルミニウムの結晶粒子
3:チタン酸アルミニウムの結晶粒子
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
10:繊維ガイド
R1〜R4:ローラー1: Fiber 2: Crystal particles of aluminum oxide 3: Crystal particles of
Claims (4)
前記接糸面における粗さ曲線から求められる凹凸の平均間隔Rsmが5μm以上25μm以下であって、
前記接糸面における粗さ曲線から求められるピークカウントPcが10以上30以下であって、
前記接糸面における酸化アルミニウムの結晶粒子の平均円形度が0.55以上0.8以下である、酸化アルミニウム質セラミックスからなる繊維ガイド。 The yarn contacting surface has a load length ratio Rmr20 of 20% for a cutting level determined from a roughness curve of 15% or less, and a load length ratio Rmr50 of 50% for a cutting level determined from a roughness curve of 60%. And above ,
The average interval Rsm of the irregularities obtained from the roughness curve on the yarn contact surface is 5 μm or more and 25 μm or less,
The peak count Pc obtained from the roughness curve on the yarn contact surface is 10 or more and 30 or less,
A fiber guide made of aluminum oxide ceramics, wherein the average circularity of the aluminum oxide crystal particles on the yarn contact surface is 0.55 or more and 0.8 or less .
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