JPH1045327A

JPH1045327A - 耐摩耗性ガイド材及びこれを用いたスレッドガイド

Info

Publication number: JPH1045327A
Application number: JP20262796A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Koshida; 充彦越田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】スレッドガイド１自体の耐摩耗性、摺動性を向
上し、繊維にダメージを与えにくくする。【解決手段】セラミックス又はガラスを母材２とし、該
母材２の表面２ａに、中間層３を介してダイヤモンド状
硬質炭素膜５を０．２〜１．５μｍの厚みｔで被覆す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種線状体を案内
するための耐摩耗性ガイド材及びこれを用いたスレッド
ガイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、繊維関連の織機、巻き取り
機、延伸仮撚り機、精紡機等の各種繊維機械における繊
維用ガイド部材、釣糸ガイド、あるいはワイヤ等の金属
線を案内するガイド部材等が用いられており、本発明で
はこれらを総称してスレッドガイドと言う。

【０００３】このスレッドガイドに求められる特性とし
ては、繊維の摺動に耐えうる耐摩耗性を有すること、
繊維自身を痛めないこと、の２点が上げられる。

【０００４】上記要求特性を満足するために、スレッド
ガイドの材質として各種材料が用いられている。例え
ば、比較的硬度の低いチタニアセラミックスからなるも
のや、金属からなる母材の表面にクロムコーティングを
施し、球状結晶化させることで繊維との接触面積を低減
し、摩擦係数を低下したスレッドガイドが用いられてい
る。

【０００５】また、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、
炭化珪素等の各種セラミックスやサーメット等の硬質材
料で形成することにより、耐摩耗性を向上したスレッド
ガイドが用いられている（特公昭６３−４１５３２号、
特公平３−６１０６号公報等参照）。さらに、金属又は
セラミックスからなる母材の表面に炭化タングステン、
炭化チタン、窒化チタン等の硬質膜を形成することによ
り耐摩耗性を向上したスレッドガイドも提案されている
（特開昭６０−５２６５８号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年の繊維関連業界に
あっては、生産の効率化に伴う機械の高速化が進み、ま
た、繊維の高付加価値化に伴う極細化・複合化・異形状
化が進んでいる。

【０００７】例えば、繊維の高付加価値化の具体的な事
例として、生地に色彩と独特の光沢を与えるために繊維
形状を三角型や星型にしたり、あるいは繊維に硝子繊維
を織り込むことなどが行われている。

【０００８】このような摺動速度の高速化と繊維の特殊
化により、これまでの仕様では見られなかった繊維ガイ
ド部材の摩耗が早く生じるようになってきた。その結
果、設備のメンテナンスやガイド部材の交換作業が頻繁
になり、生産の効率化が思うように進められないという
問題があった。

【０００９】この様な状況の中、より耐摩耗性に優れる
ガイド材が求められているが、上述したスレッドガイド
ではこの要求特性を満足することができなかった。

【００１０】例えば、クロムコーティングやチタニア系
セラミックス等からなるスレッドガイドでは硬度が低い
ために、ガイド自体が摩耗しやすく、上記摺動速度の高
速化に対応することができなかった。

【００１１】また、アルミナ等のセラミックス製のスレ
ッドガイドや、炭化チタン等の硬質膜を形成したスレッ
ドガイドであっても、やはり硬度の点で不十分であり摩
耗が生じやすかった。そのため、スレッドガイドの摺動
面に摺動痕が生じて、繊維にダメージを与えたり、スレ
ッドガイド自体の寿命が短くなるという問題があった。

【００１２】なお、耐摩耗性を向上するために、例えば
Ａｌ₂Ｏ₃の単結晶体であるサファイアを用いることも
提案されているが（特開平１−３２１２６２号公報参
照）、サファイアは引き上げ法で製造するため、複雑形
状に対応することができず、しかも非常に高価なものに
なってしまうという不都合があった。

【００１３】さらに、上記セラミックスや硬質膜を用い
たスレッドガイドは、繊維との摺動性が悪いため案内す
る繊維に傷を付けやすく、安定した品質の繊維を高速で
案内することができないという問題もあった。

【００１４】上記問題を解決するためにセラミックス又
はガラスを母材としたスレッドガイドに直接ダイヤモン
ド状硬質炭素膜を被覆することが考えられるが、高速で
繊維が摺動するようなガイドに使用すると、ダイヤモン
ド状硬質炭素膜が剥離しやすいという問題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、セラ
ミックス又はガラスを母材とし、この母材の表面に、中
間層を介してダイヤモンド状硬質炭素膜を０．２〜１．
５μｍの厚みで被覆して耐摩耗性ガイド材を構成したこ
とを特徴とする。

【００１６】また、本発明は、上記中間層として、母材
側より、Ｔｉ膜、Ｃｒ膜のいずれかから成る第１層と、
Ｓｉから成る第２層を形成したことを特徴とする。

【００１７】さらに、本発明は、上記ダイヤモンド状硬
質炭素膜のを、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．０３〜０．
２０μｍで、ボイド占有率２％未満としてスレッドガイ
ドを構成したことを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、上記母材の表面を、中心
線平均粗さ（Ｒａ）０．４〜０．６μｍとし、丸みを帯
びた結晶としてスレッドガイドを構成したことを特徴と
する。

【００１９】

【作用】本発明によれば、セラミックス又はガラスより
成る母材とダイヤモンド状硬質炭素膜の間に中間層を備
えたことによって、高速で繊維等が摺動してもダイヤモ
ンド状硬質炭素膜の剥離を防止できる。しかも、ダイヤ
モンド状硬質炭素膜の潤滑効果により、摺動する繊維に
ダメージを与えにくくし、スレッドガイド自体の摩耗も
防止できる。

【００２０】また、本発明で用いるダイヤモンド状硬質
炭素膜は導電性を有していることから、帯電せず、繊維
屑等の付着をなくすことができる。しかも、ダイヤモン
ド状硬質炭素膜は黒いため、案内する繊維等を視認しや
すくできる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を説明す
る。

【００２２】図１に示すスレッドガイド１は、セラミッ
クス又はガラスからなる棒状の母材２の先端側の表面２
ａにＴｉ膜、Ｃｒ膜のいずれかより成る第１層３ａ、Ｓ
ｉ膜より成る第２層３ｂを形成して中間層３とし、その
上にダイヤモンド状硬質炭素膜５を被覆したものであ
る。そして、このダイヤモンド状硬質炭素膜５の表面を
案内面５ａとして、繊維６を案内し摺動するようになっ
ている。

【００２３】この時、案内面５ａが硬質で潤滑性の優れ
たダイヤモンド状硬質炭素膜５からなるため、繊維６が
高速で摺動しても、繊維６に傷をつけにくく、かつ案内
面５ａ自体１の摩耗を少なくすることができる。

【００２４】しかも、上記中間層３を介在させることに
よって、繊維６を高速で摺動させてもダイヤモンド状硬
質炭素膜５の剥離を防止できる。

【００２５】即ち、中間層３のうち第１層３ａを成すＴ
ｉ膜の熱膨張係数（４０〜４００℃、以下同じ）は８．
９×１０^-6／℃、又Ｃｒ膜の熱膨張係数は６．５×１０
^-6／℃であり、いずれも母材２を成すセラミックスやガ
ラスの熱膨張係数（２．５〜１１．０×１０^-6／℃）と
の差が小さく、さらにこれらのＴｉ膜やＣｒ膜は物質へ
の拡散係数が大きい。そのため、第１層３ａは母材２お
よびＳｉ膜より成る第２層３ｂと強固に密着させること
ができる。

【００２６】さらに第２層３ｂを成すＳｉ膜は、ダイヤ
モンド状硬質炭素膜５を成す炭素（Ｃ）と同様に周期率
表４ａ属に属しており、またＳｉ膜の構造及び熱膨張係
数（２．４×１０^-6／℃）はダイヤモンド状硬質炭素膜
５の構造及び熱膨張係数（３．２×１０^-6／℃）と近似
していることから、第２層３ｂとダイヤモンド状硬質炭
素膜５との密着性をより強固なものとすることができ
る。

【００２７】したがって、上記第１層３ａ、第２層３ｂ
からなる中間層３を介在させることによって、母材２、
中間層３、ダイヤモンド状硬質炭素膜５の互いの密着性
を強固にすることができ、繊維を高速摺動させても剥離
を防止できるのである。

【００２８】なお、図１において、母材２の後端部２ｂ
は繊維機械への取付部としてあり、中間層３、ダイヤモ
ンド状硬質炭素膜５は被覆していないが、この部分にも
同様に中間層３とダイヤモンド状硬質炭素膜５を被覆し
てもよい。

【００２９】また、図１では棒状のスレッドガイド１を
示したが、本発明のスレッドガイド１は、この他に公知
のさまざまな形状とすることができる。

【００３０】さらに、上記の例では繊維の案内用のもの
を示したが、本発明のスレッドガイド１は、釣糸の案内
や、ワイヤ等の金属線の案内などさまざまな線状体の案
内に用いることができる。

【００３１】このような繊維用ガイド部材１の母材２を
成すセラミックスまたはガラスとしては、熱膨張係数が
２．５〜１１．０×１０^-6／℃であるようなものが好ま
しい。これは、母材２の熱膨張係数を上記範囲としてお
けば、ダイヤモンド状硬質炭素膜５との差が小さく、剥
離を防止する効果が高くなるからである。

【００３２】このような特性を満たすセラミックスとし
ては、例えば、９９重量％以上のＡｌ₂Ｏ₃を主成分と
し、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯ等を焼結助剤として含有
するアルミナセラミックス、ＺｒＯ₂を主成分としてＹ
₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＯ₂、Ｄｙ₂Ｏ₃等の一種以上を
安定化剤として含むジルコニアセラミックス、ＳｉＣを
主成分としてＡｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃又はＢ、Ｃを焼結助
剤として含有する炭化珪素質セラミックス、Ｓｉ₃Ｎ₄
を主成分としＡｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃等を焼結助剤として
含有する窒化珪素質セラミックス、ＡｌＮを主成分とし
周期律表第３ａ族元素酸化物等を焼結助剤として含有す
る窒化アルミニウム質セラミックス等を用いる。なお、
これらのセラミックスの熱膨張係数は表１に示す通りで
ある。

【００３３】また、ガラスとしては、例えばケイ酸塩ガ
ラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、耐熱ガラス等
のうち、上記特性を満たすものを用いることが好まし
い。

【００３４】さらに、この母材２を製造する場合は、所
定の原料粉末をプレス成形、射出成形等によって所定形
状に成形し、焼成することによって得ることができ、複
雑な形状であっても比較的容易に製造することができ
る。

【００３５】

【表１】

【００３６】次に中間層３を成す第１層３ａ、第２層３
ｂは、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等によって形成
し、各層の厚みを０．１５〜０．８μｍの範囲とするこ
とが好ましい。これは、各層の厚みが０．１５μｍ未満
では薄すぎるために均一な厚みの層を被覆することが困
難となり、一方各層の厚みが０．８μｍを越えると内部
応力が大きくなって中間層３より剥離しやすくなるため
である。

【００３７】なお、上記の例では、中間層３がＴｉ膜又
はＣｒ膜の第１層３ａとＳｉ膜の第２層３ｂから成るも
のを示したが、各層の間にさらにそれぞれの中間化合物
の層や、他の材質からなる層が存在していても良い。

【００３８】また、中間層３は、母材２とダイヤモンド
状硬質炭素膜５との密着性を向上できるものであればど
のようなものでもよく、上記の例に限るものではない。
例えば、中間層３としてアモルファスＳｉＣを形成した
１層構造としたり、中間層３として、母材２側よりＴ
ｉ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣの４層を形成した傾斜材
料層とすることもできる。

【００３９】なお、これらの中間層３の存在は、最終的
なスレッドガイド１を切断、研削等により加工し、得ら
れた露出面より検出することができる。例えば、球状の
砥石を用いてスレッドガイド１の表面を研削すれば、中
間層３が同心円状に露出されることになり、この露出面
に対して、Ｘ線マイクロアナライザー分析（ＥＰＭ
Ａ）、エネルギー分散型Ｘ線分析等の分析手段を用い
て、中間層３の存在やその材質を確認することができ
る。

【００４０】次に、ダイヤモンド状硬質炭素膜５は、プ
ラズマＣＶＤに代表されるＣＶＤ、スパッタ、イオンプ
レーティング等に代表されるＰＶＤ等の薄膜形成手段で
得られる炭素膜の一種で、別名、合成疑似ダイヤモンド
薄膜、ＤＬＣ膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、ｉ−
カーボン膜等と呼ばれている。このダイヤモンド状硬質
炭素膜５は、ビッカース硬度（Ｈｖ）が２０００〜５０
００ｋｇ／ｍｍ²と非常に高く、シート抵抗が１０² 〜
１０⁵ Ω／□と低く、しかも自己潤滑性に優れたもので
ある。

【００４１】そのため、ダイヤモンド状硬質炭素膜５の
表面で繊維６を摺動させれば、硬度が高いことから摩耗
しにくく、しかも潤滑性に優れることから繊維６にダメ
ージを与えにくくできる。さらにシート抵抗が低いこと
から静電気が溜まりにくく、繊維屑等の付着を防止で
き、しかも、ダイヤモンド状硬質炭素膜５は黒色である
ことから、案内する繊維６を視認しやすいという効果も
ある。

【００４２】また、このダイヤモンド状硬質炭素膜５の
厚みｔは０．２〜１．５μｍの範囲とするが、これは厚
みｔが０．２μｍ未満では母材２や中間層３が露出しや
すくなり、１．５μｍを超えるとダイヤモンド状硬質炭
素膜５自体の内部応力のために剥離しやすくなるからで
ある。

【００４３】ところで、このダイヤモンド状硬質炭素膜
５は、元素で言えばダイヤモンド等と共に炭素（Ｃ）と
して包括され、比重で言えば黒鉛や無定形炭素に近く、
硬度等物性的にはダイヤモンドに近似しているという特
徴を持つ。ゆえに、元素分析や比重、硬度、絶縁性、屈
折率等の測定による分類は困難とされている。

【００４４】そのため、ＣＶＤ法等で得られた膜の特定
が困難で、品質管理をしにくいという問題があった。そ
こで、本発明ではレーザーラマン分光分析法を用い、ラ
マンスペクトルを測定することによって、好ましい特性
を持ったダイヤモンド状硬質炭素膜５を特定するように
した。

【００４５】なお、ダイヤモンド状硬質炭素膜５のレー
ザーラマン分光分析法による測定条件は、以下の通りと
した。

【００４６】装置：日本分光社製ＮＲ１８００型レーザー
ラマン分光光度計レーザー：コヒーレント社製ＩＮＮＯＶＡ７０レーザー波長：４８８．０ｎｍ分光器配置：Ｆ．シングル検出器：マルチチャンネル検出器中心波数：１４００ｃｍ^-1 露光時間：１．０ｓｅｃ積算回数：５００回そして、本発明によれば、レーザーラマン分光分析法に
より分析した時のラマンスペクトルのピークが以下に示
す条件を満たすようにすれば良い。

【００４７】即ち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ｓ
ｐ³構造とｓｐ²構造より形成されるダイヤモンド状硬
質炭素膜５の主バンド（最大ピーク）は、１５００〜１
６００ｃｍ^-1、ショルダーバンド（第２ピーク）は１２
００〜１４００ｃｍ^-1に有する非対称なラマンバンドと
なっており、かつ上記最大ピークにおける強度ＩA の９
０％以上の範囲を頂部とした時、この頂部の幅ｄが１０
ｃｍ^-1以上となるような広いピークとなっていれば良い
のである。

【００４８】次に、本発明のスレッドガイドの表面状態
について説明する。

【００４９】つまり、繊維６にダメージを与えず摩擦係
数を低くするためには、スレッドガイド１の表面状態が
重要であり、本発明では種々実験の結果、以下の２つの
状態が好ましいことを見出した。

【００５０】まず第１の状態は、母材２の表面２ａを中
心線平均粗さ（Ｒａ）０．０３〜０．２μｍの範囲と
し、そのボイド占有率を２％以下として、Ｔｉ膜、Ｃｒ
膜のいずれかより成る第１層３ａ、及びＳｉ膜より成る
第２層３ｂをそれぞれ形成して中間層３とし、この上に
ダイヤモンド状硬質炭素膜５を被覆したものである。な
お、ここでは母材２の表面状態で述べたが、ダイヤモン
ド状硬質炭素膜５表面の案内面５ａも上記と同じよう
に、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．０３〜０．２μｍで、
ボイド占有率が２％以下の範囲となる。

【００５１】このように、極めて滑らかでボイドのない
表面とすることによって、摺動する繊維６の引っ掛かり
がなくなり、繊維にダメージを与えにくくできる。

【００５２】一方、第２の状態は、母材２の表面２ａを
中心線平均粗さ（Ｒａ）０．４〜０．６μｍの比較的粗
い範囲とし、その結晶を丸みを帯びたものとして、Ｔｉ
膜、Ｃｒ膜のいずれかより成る第１層３ａ、及びＳｉ膜
より成る第２層３ｂをそれぞれ形成して中間層３とし、
この上にダイヤモンド状硬質炭素膜５を被覆したもので
ある。なお、ここでは母材２の表面状態で述べたが、ダ
イヤモンド状硬質炭素膜５表面の案内面５ａも上記と同
じように、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．４〜０．６μｍ
で丸みを帯びた適度な凹凸が形成された状態となる。

【００５３】このように、案内面５ａに丸みを帯びた適
度な凹凸を形成することによって、繊維６が摺動する際
の接触面積を小さくし、摩擦係数を低下することができ
るのである。

【００５４】なお、上記のように母材２の結晶を丸くす
るためには、例えば母材２をなすセラミックスを一度焼
成した後、この焼成温度と同程度の温度で再度熱処理
（アニール）することにより、粒成長とともに軟化さ
せ、丸くすればよい。

【００５５】また、上述した第１の表面状態と第２の表
面状態を比較すると、第２の表面状態の方が摩擦係数を
低くできるが、その反面繊維６に若干ダメージを与えや
すくなる傾向がある。したがって、使用する繊維６の種
類や案内する条件等によっていずれか好ましい表面状態
としておけば良い。

【００５６】以上のような本発明のスレッドガイド１
は、繊維関連の織機、巻き取り機、延伸仮撚り機、精紡
機等の各種繊維機械に使用できることはもちろん、釣糸
ガイド、ワイヤ等の金属線の案内等にも好適に使用する
ことができる。

【００５７】

【実施例】実施例１母材２として、Ａｌ₂Ｏ₃含有量９９．７％以上のアル
ミナセラミックスを用いた。このアルミナセラミックス
の特性は、平均結晶粒径２〜３μｍ、密度３．９５ｇ／
ｃｍ³以上、平均ボイド占有率２％未満、ビッカース硬
度１７００〜１８００ｋｇ／ｍｍ2 、熱膨張係数は４０
〜４００℃で６．８×１０^-6／℃のものを用いた。形状
は、図１に示すピン形状で、直径６ｍｍ、長さ４０ｍｍ
とした。

【００５８】母材２の表面２ａは、焼成後の状態で中心
線平均粗さ（Ｒａ）０．３〜０．４μｍのものを流体研
磨法により表面処理し、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．２
μｍ未満として上述した第１の表面状態とした。

【００５９】この母材２上に、ＲＦ（高周波）スパッタ
法にてＴｉ膜またはＣｒ膜より成る第１層３ａ、Ｓｉ膜
より成る第２層３ｂを形成して中間層３とした後、プラ
ズマＣＶＤ法にてダイヤモンド状硬質炭素膜５を被着さ
せた。ダイヤモンド状硬質炭素膜５の厚みｔは、スレッ
ドガイド１を破断し走査電子顕微鏡で観察測定した結
果、平均厚みは０．３μｍであった。また案内面５ａも
中心線平均粗さ（Ｒａ）０．２μｍ未満で、平均ボイド
占有率２％未満であった。

【００６０】以上の工程を経て得られたスレッドガイド
１について、繊維６の案内を行い、動摩擦係数測定機に
より摩擦係数を測定するとともに、繊維６側及びスレッ
ドガイド１側の状態を観察した。

【００６１】評価に用いた繊維６はポリエステル（ＳＤ
７５−３６）を使用した。摩擦係数測定では、摺動速度
を１００ｍ／ｍｉｎとし、動摩擦係数μは、スレッドガ
イド１への入力側の張力Ｔ_IN（＝２０ｇ）、出力側の張
力Ｔ_OUT、繊維６の巻付角度θによって、 μ＝｛ln（Ｔ_OUT／Ｔ_IN）｝／θ ・・・アモントンの法則式により演算した。また、繊維６とスレッドガイド１の摩
耗評価は、繊維の摺動速度を２０００ｍ／ｍｉｎとし
て、１時間摺動させた後の状態を観察した。

【００６２】一方比較例として、上記と同じ母材２のみ
からなるスレッドガイド、及び中間層を介在させずダイ
ヤモンド状硬質炭素膜５のみが母材２に被覆されたスレ
ッドガイドを用意し、上記と同じ測定を行った。

【００６３】結果は表２に示す通りである。この結果よ
り、動摩擦係数にはほとんど差が認められなかったが、
比較例（Ｎｏ．３，４）では繊維６に毛羽が発生したの
に対し、本発明実施例（Ｎｏ．１，２）では繊維６に全
く変化がなかった。これは、本発明実施例ではダイヤモ
ンド状硬質炭素膜５が摺動性に優れるために、摺動する
繊維６にダメージを与えにくいことによるものである。

【００６４】また、比較例のＮｏ．３ではスレッドガイ
ドを成すアルミナセラミックスの表面に、繊維６との摺
動によりスジ状の跡が発生したり、比較例のＮｏ．４で
は、ダイヤモンド状硬質炭素膜５が剥離したりしている
が、本発明実施例のＮｏ．１，２では中間層３の存在に
より剥離を防止またビッカース硬度が高くなることから
全く変化がなく、スレッドガイド１側の摩耗も極めて少
ないことがわかる。

【００６５】なお、上記摩擦係数において、本発明と比
較例の間に差がなかったのは、摩擦係数はスレッドガイ
ド１の表面粗さの影響が支配的であるためと考えられ
る。

【００６６】

【表２】

【００６７】実施例２母材２として、Ａｌ₂Ｏ₃含有量９９．７％以上のアル
ミナセラミックスを用いた。このアルミナセラミックス
の特性は、平均結晶粒径２〜３μｍ、密度３．９５ｇ／
ｃｍ3 以上、平均ボイド占有率２％未満、ビッカース硬
度１７００〜１８００ｋｇ／ｍｍ²、熱膨張係数は４０
〜４００℃で６．８×１０^-6／℃のものを用いた。形状
は、図１に示すピン形状で、直径６ｍｍ、長さ４０ｍｍ
とした。

【００６８】母材２の表面２ａは、焼成後の状態で中心
線平均粗さ（Ｒａ）０．３〜０．４μｍのものを流体研
磨法により表面処理し、中心線平均粗さ（Ｒａ）０．２
μｍ未満とした。この後、焼成温度よりも２００℃高い
温度で再度熱処理を行った。この熱処理によって、粒成
長とともに結晶が軟化して球状化し、丸みを帯びた結晶
となるとともに表面２ａの中心線粗さ（Ｒａ）を０．５
〜０．６μｍとして、上述した第２の表面状態とした。

【００６９】この母材２上に、ＲＦ（高周波）スパッタ
法にてＴｉ膜、Ｃｒ膜のいずれかより成る第１層３ａ、
Ｓｉ膜より成る第２層３ｂを形成して中間層３とした
後、プラズマＣＶＤ法にてダイヤモンド状硬質炭素膜５
を被着させた。ダイヤモンド状硬質炭素膜５の厚みｔ
は、スレッドガイド１を破断し走査電子顕微鏡で観察測
定した結果、平均厚みは０．３μｍであった。また、案
内面５ａの中心線粗さ（Ｒａ）も０．５〜０．６μｍで
あった。

【００７０】一方比較例として、上記と同じ母材２のみ
からなるスレッドガイド、及び中間層３を形成せずダイ
ヤモンド状硬質炭素膜５のみが母材２に被覆されたスレ
ッドガイドを用意し、上記と同じ測定を行った。

【００７１】これらのスレッドガイドについて、実施例
１と同様にして、摩擦係数を測定し、摺動試験後の繊維
６及びスレッドガイド１の状態を観察した。

【００７２】結果は表３に示す通りである。この結果よ
り、動摩擦係数にはほとんど差が認められなかったが、
比較例（Ｎｏ．７，８）では繊維６に若干毛羽が発生し
たのに対し、本発明実施例（Ｎｏ．５，６）では繊維６
に全く変化がなかった。これは、本発明実施例ではダイ
ヤモンド状硬質炭素膜５が摺動性に優れるために、摺動
する繊維６にダメージを与えにくいことによるものであ
る。

【００７３】また、比較例のＮｏ．７ではスレッドガイ
ドを成すアルミナセラミックスの表面に、繊維６との摺
動によりスジ状の跡が発生したり、比較例のＮｏ．８で
はダイヤモンド状硬質炭素膜５が剥離したりしている
が、本発明実施例のＮｏ．５，６では中間層３を備えた
ことにより剥離を防止し、またビッカース硬度が高くな
ることからスレッドガイド１側の摩耗も極めて少ないこ
とがわかる。

【００７４】なお、上記摩擦係数において、本発明と比
較例の間に差がなかったのは、摩擦係数はスレッドガイ
ド１の表面粗さの影響が支配的であるためと考えられ
る。また、実施例２では実施例１に比べて大幅に摩擦係
数を低下することができたが、これは表面状態が丸みを
帯びた適度な凹凸状となっているためである。

【００７５】

【表３】

【００７６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、セラミ
ックス又はガラスを母材とし、該母材の表面に、中間層
を介してダイヤモンド状硬質炭素膜を０．２〜１．５μ
ｍの厚みで被覆して耐摩耗性ガイド材を構成したことに
よって、ガイド材自体の耐摩耗性を向上できるだけでな
く、摺動性に優れるため繊維等を案内する際にダメージ
を与えにくくすることができ、また中間層の存在によっ
てダイヤモンド状硬質炭素膜の剥離を防止できる。

【００７７】さらに本発明によれば、上記中間層を、母
材側からＴｉ、Ｃｒのいずれかよりなる第１層と、Ｓｉ
からなる第２層により形成したによって、一層ダイヤモ
ンド状硬質炭素膜の密着強度を高め、繊維等を高速案内
した場合でも剥離を防止することができる。

【００７８】その結果、本発明の耐摩耗性ガイド材を用
いてスレッドガイドを構成すれば、各種繊維の品質を保
ったまま高速に案内、摺動することができるため、繊維
機械の生産性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のスレッドガイドを示す斜視
図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は
（ａ）中のＹ部の拡大図である。

【図２】本発明のスレッドガイドに用いるダイヤモンド
状硬質炭素膜のラマン分光分析法によるピークーチャー
ト図である。

【符号の説明】

１：スレッドガイド２：母材２ａ：表面２ｂ：後端部３：中間層３ａ：第１層３ｂ：第２層５：ダイヤモンド状硬質炭素膜５ａ：案内面６：繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス又はガラスを母材とし、該母
材の表面に、中間層を介してダイヤモンド状硬質炭素膜
を０．２〜１．５μｍの厚みで被覆したことを特徴とす
る耐摩耗性ガイド材。
【請求項２】上記中間層は、母材側より、Ｔｉ膜、Ｃｒ
膜のいずれかからなる第１層と、Ｓｉ膜からなる第２層
により形成したことを特徴とする請求項１記載の耐摩耗
性ガイド材。
【請求項３】請求項１記載の耐摩耗性ガイド材における
ダイヤモンド状硬質炭素膜の表面を、中心線平均粗さ
（Ｒａ）０．０３〜０．２μｍで、ボイド占有率２％未
満としたことを特徴とするスレッドガイド。
【請求項４】請求項１記載の耐摩耗性ガイド材における
ダイヤモンド状硬質炭素膜の表面を、中心線平均粗さ
（Ｒａ）０．４〜０．６μｍで、結晶に丸みを帯びさせ
たことを特徴とするスレッドガイド。