(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単繊維群からなる糸条を案内するためのガイド部と、上記糸条に圧縮気体を噴出して単繊維群を互いに交絡させるための気体供給孔とを有する、アルミナセラミック板製糸道を具備するとともに、該アルミナセラミック板製糸道のガイド部側に対向して間隔を設けて配置された板状のカバープレートを具備したインターレースノズルにおいて、上記ガイド部の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．１〜１．０μｍとし、かつ、１〜１０μｍの厚さの非晶質アルミナ硬質膜を上記ガイド部に直接被覆したインターレースノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、単繊維群からなる糸条に圧縮気体を噴出して交絡させることにより糸条を集束させるために使用するインターレースノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、繊維の製造工程においては、単繊維群からなる糸条を互いに交絡させ、上記糸条を集束させるためにインターレースノズルが使用されている。
【０００３】
この種のインターレースノズルは主に糸条を案内するためのガイド部と、糸条に圧縮気体を噴出するための気体噴出孔を備えた糸道により構成されている。そして、上記気体噴出孔よりガイド部を走行する糸条に向かって圧縮気体を噴出させることにより、この気体流のエネルギーにより単繊維群を相互に交絡させて、糸条を均一に集束させるようになっていた。
【０００４】
また、インターレースノズルの重要な特性要因として、走行する糸条と糸道のガイド部との摩擦係数が挙げられ、この摩擦係数が小さいほど糸条に与えるダメージが少なくなり、糸品質の向上ならびに繊維の製造工程の高速化による生産効率の向上が可能となる。
【０００５】
その為、上記糸道をステンレス、アルミニウム、鋼等の金属により形成し、少なくとも糸条を案内するためのガイド部に滑らかな摺動特性が得られる硬質クロームメッキ処理を施したり、タングステン・カーバイドを被覆したもの、さらには糸道自体をアルミナセラミックスにより形成したものが使用されていた。
【０００６】
しかしながら、ガイド部に硬質クロームメッキを施したものでは、硬度が小さいことから耐摩耗性の点で問題があり、糸条との高速摺動に伴い短期間のうちにメッキが磨滅したり、剥がれたりすることから摩擦係数が増大してしまうといった課題があった。
【０００７】
また、ガイド部にタングステン・カーバイドを被覆したものでは、耐摩耗性の点で硬質クロームメッキ処理を施したものに比べて優れているものの、低摩擦係数を長時間維持することが難しかった。その結果、糸切れ、糸品質の低下を生じるといった課題があった。
【０００８】
さらに、糸道自体をアルミナセラミックスにより形成したものでは、上述した糸道に比べ格段に優れた耐摩耗性を有するものの、糸条との間の摩擦係数が大きいために、ガイド部で案内する糸条に一定の張力を与えることができず、その結果、糸強度が低下して糸品質に悪影響を与えるとともに、糸条を引っ掻いて傷を付けてしまうなどの課題があった。
【０００９】
また、一般に集束された糸条を案内する場合、ガイド部の表面は平滑なほど摩擦係数を小さくすることができるものの、インターレースノズルに走行させる糸条は集束させていない単繊維群であるために、ガイド部の表面が平滑すぎると上記糸条がガイド部に引っ付き、摩擦係数を増大させてしまう恐れもあった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記課題に鑑み、単繊維群からなる糸条を案内するためのガイド部と、上記糸条に圧縮気体を噴出して単繊維群を互いに交絡させるための気体供給孔とを有する、アルミナセラミック板製糸道を具備するとともに、該アルミナセラミック板製糸道のガイド部側に対向して間隔を設けて配置された板状のカバープレートを具備したインターレースノズルにおいて、上記ガイド部の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．１〜１．０μｍとし、かつ、１〜１０μｍの厚さの非晶質アルミナ硬質膜を上記ガイド部に直接被覆したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態の一例であるインターレースノズルを示す斜視図で、図１（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図であり、単繊維群からなる糸条１０を案内するためのガイド部４と、該ガイド部４に開口し上記糸条１０に圧縮気体を噴出させるための気体供給孔６を有するアルミナセラミック板製糸道２と、上記アルミナセラミック板製糸道２の裏面側に配置され、このアルミナセラミック板製糸道２の気体供給孔６に圧縮気体を導入するための導入管８を備えた板状のベースプレート７と、上記アルミナセラミック板製糸道２のガイド部４側に対向し、間隔を設けて配置された板状のカバープレート９とからなり、上記ガイド部４は中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１．０μｍの平坦面とするとともに、この表面に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆して構成してある。
【００１２】
そして、糸条１０をガイド部４に配置し、一定の張力をかけた状態で走行させるとともに、導入管８を介して気体供給孔６より圧縮気体を噴出させることで、この気体流により糸条１０を構成する単繊維群を互いに交絡させ、糸条を均一に集束させるようになっている。その為、糸強度を高め品質の良い糸を得ることができる。
【００１３】
ところで、上記ガイド部４の表面状態を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１．０μｍとしたのは、ガイド部４の表面が中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ未満の平滑面であると、糸条１０が張り付いて摩擦抵抗が増大するために糸条１０を傷付けてしまうとともに、一定の張力をかけることができないために糸強度にバラツキが発生して糸品質を低下させるからであり、逆に、ガイド部４の表面が中心線平均粗さ（Ｒａ）で１．０μｍより粗くなると、糸条１０を引っ掻いて傷付けてしまうとともに、摩擦抵抗が増大するために一定の張力をかけることができず、糸強度にバラツキを生じて糸品質を低下させるからである。
【００１４】
また、ガイド部４に被覆する硬質膜は上述したように非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆することが重要である。
【００１５】
即ち、非晶質アルミナ硬質膜５はビッカース硬度で１５００ｋｇ／ｍｍ2以上を有していることから糸条１０との高速摺動においても耐摩耗性に優れるため、長期間にわたって使用することができる。
【００１６】
また、非晶質構造をもった上記非晶質アルミナ硬質膜５は結晶質からなる硬質膜と異なり、どの部分をとっても一様な摩擦抵抗を有しているため、結晶質構造を有する硬質膜に比べて摩擦抵抗をさらに小さくすることができる。
【００１７】
一方、これらの非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆する手段としてはＣＶＤ法やイオンプレーティング法、スパッタリング法などに代表されるＰＶＤ法などの薄膜形成手段により形成することができる。このうちプラズマＣＶＤ法は低温での成膜が可能であるため好適である。
【００１８】
例えば、このプラズマＣＶＤ法により非晶質アルミナ硬質膜５を上記ガイド部４に直接被覆するには、チャンバー内に配設するカソード（陰極）電極盤にアルミナセラミック板製糸道２を配置し、成膜したい硬質膜にあわせて表１に示す原料ガスおよびキャリアーガスをチャンバー室内に供給する。そして、アノード（陽極）電極盤と前記カソード（陰極）電極盤間に電圧を印加することにより、カソード（陰極）電極盤より引き出された電子を上記原料ガスと衝突させてプラズマを発生させ、該プラズマ中の成膜成分を電界に沿った形で５００〜８００℃の反応温度でアルミナセラミック板製糸道２のガイド部４に堆積させることにより非晶質アルミナ硬質膜５を形成することができる。なお、膜厚みについては成膜時間を調整することにより適宜調整することができるが、膜厚みが薄すぎると糸条１０との摺動により短期間に磨滅してしまい、逆に、膜厚みが厚すぎると膜厚みにバラツキを生じることから、非晶質アルミナ硬質膜５の膜厚みは１〜１０μｍの範囲で直接被覆することが好ましい。
【００１９】
【表１】
0003911303.tif 000002
【００２０】
また、炭化珪素質セラミックスに対してはＳｉＣを主原料とし、焼結助剤にＣ、Ｂ、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３等の少なくとも一種を添加混合し、１８５０〜２０００℃程度の温度で焼成することにより得ることができ、ジルコニアセラミックスに対してはＺｒＯ２を主原料とし、安定化剤にＹ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ２等の少なくとも一種を添加して１５００〜１７００℃程度の温度で焼成すれ良い。
【００２１】
さらに窒化アルミニウム質セラミックスはＡｌＮを主原料とし、焼結助剤にＥｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙb２Ｏ３等の少なくとも一種を添加混合し、１７００〜１９００℃程度の温度で焼成することにより得ることができ、アルミナ−炭化チタン系セラミックスについてはＡｌ２Ｏ３とＴｉＣとを所定量配合して主原料とし、焼結助剤にＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ｙ２Ｏ３のうち少なくとも一種を添加混合して１６００〜１８００℃程度の温度で焼成すれば、強固で靱性および耐摩耗性に優れたものとすることができる。
【００２２】
また、図１においてはアルミナセラミック板製糸道２のガイド部４のみに非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆した例を示したが、上記ガイド部４と対向するカバープレート９の表面にも糸条１０が摺動することから、アルミナセラミック板製糸道２のガイド部４と同様に中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１．０μｍとし、かつその表面に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆しても良い。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）ここで、図１に示すインターレースノズル１に備えるアルミナセラミック板製糸道２を試作し、交絡させていない糸条１０を摺動させた時の摩擦係数について測定を行った。
【００２４】本実験では本発明のものとしてガイド部４に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆したアルミナセラミック板製糸道２を用い、比較例としてアルミナセラミック製の糸道２、ガイド部４に結晶質のアルミナ膜を被覆したアルミナセラミック製の糸道２、およびガイド部４に硬質クロムメッキ処理を施した金属製の糸道２を用意した。なお、ガイド部４に被覆する膜厚は全て３μｍとした。
【００２５】
そして、表２に示す条件にて糸条を摺動させた時の摩擦係数を測定した。
【００２６】
それぞれの結果は表３に示す通りである。
【００２７】
【表２】
0003911303.tif 000003
【００２８】
【表３】
0003911303.tif 000004
【００２９】
この結果、まず、試料Ｎｏ．３、１３、１９および２０について比較すると、試料Ｎｏ．３、１３、１９についてはガイド部４の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．５〜０．７μｍとほぼ同じ範囲にあるものの、試料Ｎｏ．１９のガイド部４に結晶質のアルミナ膜を被覆した糸道２の摩擦係数が０．３３と最も大きく、次に試料Ｎｏ．１３の糸道２の摩擦係数が０．２８と大きいものであった。
【００３０】
また、試料Ｎｏ．２０のガイド部４に硬質クロームメック処理を施した糸道２の摩擦係数は０．２５と試料Ｎｏ．１３、１９の糸道２に比べ優れていたものの、耐摩耗性が劣ることから、使用を重ねるにつれて摩擦係数の上昇が見られた。
【００３１】
これに対し、試料Ｎｏ．３のガイド部４に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆した本発明のアルミナセラミック板製糸道２は、摩擦係数が０．２５以下と小さいものであった。特に、非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆したアルミナセラミック板製糸道２にあっては摩擦係数が０．２０と非常に優れたものであった。
【００３２】
これに対し、試料Ｎｏ．３のガイド部４に非晶質アルミナ硬質膜５を被覆した本発明の糸道２は摩擦係数が０．２０と非常に優れたものであった。
【００３３】
このことから、ガイド部４に非晶質硬質膜５を直接被覆した本発明のアルミナセラミック板製糸道２を使用することにより糸条１０との摩擦係数を大幅に低減できることが判る。
【００３４】
このことから、ガイド部４に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆した本発明のアルミナセラミック板製糸道２を使用することにより糸条１０との摩擦係数を大幅に低減できることが判る。
【００３５】
次に、アルミナセラミック板製糸道２およびガイド部４に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆したアルミナセラミック板製糸道２を比較すると、表３および図２より判るように、共にガイド面４の表面が滑らかすぎたり、粗すぎると摩擦係数が増大する傾向にあることが判る。そして、ガイド部４の表面を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１．０μｍの範囲で設けたものが最も摩擦係数を低減できることが判った。
【００３６】
このことから、ガイド部４の表面は中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１．０μｍとし、かつ上記ガイド部４に非晶質アルミナ硬質膜５を直接被覆することにより、糸条１０との摩擦係数を大幅に低減できることが判る。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、単繊維群からなる糸条を案内するためのガイド部と、上記糸条に圧縮気体を噴出して交絡を付与するための気体供給孔を有するセラミック板製糸道を具備してなるインターレースノズルにおいて、上記ガイド部の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．１〜１．０μｍとし、かつこの表面に非晶質アルミナ硬質膜を直接被覆したことにより、耐摩耗性に優れるとともに、糸条に傷を付けることなく、かつ摺動に伴う摩擦係数を大幅に低減することができるため、糸条に一定の張力をかけた状態で単繊維群を均一に交絡させることができるため、長期間にわたって品質の良い糸を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインターレースノズルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】ガイド部の表面状態と糸条との摺動に伴う摩擦係数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・インターレースノズル
２・・・アルミナセラミック板製糸道
４・・・ガイド部
５・・・非晶質アルミナ硬質膜
６・・・気体供給孔
７・・・ベースプレート
８・・・導入管
９・・・カバープレート
【図１】
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【図２】
0003911303.tif 000006