纤维引导器的制作方法

本公开涉及纤维引导器。

背景技术：

在纤维的引导中，称作辊式引导器、油嘴、杆式引导器以及横动引导器的各种形状的纤维引导器安装于纤维机械而被使用。并且，追求在与纤维接触的纤维引导器的表面(以下称作接线面)上纤维不容易产生损伤、散开等破坏。例如，在专利文献1中，提出了与被搬运的纤维束接触的面的表面粗糙度ra为0.1μm以下的纤维引导器。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-73225号公报

技术实现要素：

在本公开的纤维引导器中，在与纤维接触的接线面上，所述纤维的行进方向上的算术平均粗糙度ra1与正交于所述行进方向的正交方向上的算术平均粗糙度ra2的比率ra1/ra2为0.5以上且小于1.0。

附图说明

图1示意性地表示本公开的纤维引导器的一例，(a)是辊式引导器的立体图，(b)是油嘴的立体图，(c)是杆式引导器的立体图，(d)是横动引导器的立体图。

图2是从空心箭头侧观察本公开的纤维引导器即图1(a)所示的辊式引导器而得到的放大图。

具体实施方式

在使纤维不容易产生伤痕、散开等破坏时，若仅减小纤维引导器的接线面的算术平均粗糙度，则在由纤维引导器对纤维进行引导时，纤维容易斜向滑动(以下，称作斜向滑动)。并且，当纤维斜向滑动时，纤维与接线面接触的面积变大，纤维容易因摩擦而受到破坏。

另一方面，在纤维引导器的接线面上，与纤维的行进方向正交的方向上的算术平均粗糙度大时，在由纤维引导器对纤维进行引导的情况下，纤维容易在接线面的相同部位滑动(以下称作同一滑动)。并且，当纤维进行同一滑动时，纤维接触于因与纤维相摩擦而被剜入的部分，由此导致纤维容易受到破坏。

另外，最近，为了提高生产效率，纤维的进给速度极度高速化而达到3000～8000m/分钟。这样，在纤维的进给速度的高速化的影响下，纤维更加容易因斜向滑动、同一滑动而受到破坏。根据以上情况，追求即使纤维的进给速度高速化也较少地给纤维带来破坏的纤维引导器。

本公开的纤维引导器能够抑制对纤维的破坏。以下，参照附图来详细说明本公开的纤维引导器。

最先地，参照图1来说明纤维引导器的代表的种类。首先，图1的(a)所示的辊式引导器10a以u字槽的表面为接线面并旋转，来对纤维1进行引导。接着，图1的(b)所示的油嘴10b以槽的底面为接线面并使纤维1与接线面滑动接触，由此使油附着于纤维1。另外，图1的(c)所示的杆式引导器10c以外周面为接线面来使纤维1聚集或分离。而且，图1的(d)所示的横动引导器10d以槽的表面为接线面并改变经过该接线面的纤维1的行进方向，以将纤维1卷取于圆筒状的包装件的外周。需要说明的是，在以后的记载中，除了对特定的纤维引导器进行记载的情况以外，对纤维引导器标注“10”这一附图标记来进行说明。

在本公开的纤维引导器10中，在与纤维1接触的接线面上，纤维1的行进方向(以下，也简称作行进方向)上的算术平均粗糙度ra1(以下，有时只记载为ra1)与正交于行进方向的正交方向(以下，也简称作正交方向)上的算术平均粗糙度ra2(以下，有时只记载为ra2)的比率ra1/ra2为0.5以上且小于1.0。

在此，例举纤维引导器10中的辊式引导器10a，一边参照图2一边说明行进方向上的算术平均粗糙度ra1以及正交方向上的算术平均粗糙度ra2。

如图2所示，行进方向是指，在与纤维1接触的接线面上纤维1所滑动的方向。另外，ra1是指该行进方向上的算术平均粗糙度。需要说明的是，在图2中，示出了纤维1在接线面的中央滑动的例子，行进方向也可以称作辊式引导器10a的旋转方向。另一方面，如图2所示，正交方向是指在与纤维1接触的接线面上与纤维1的行进方向正交的方向。另外，ra2是指该正交方向上的算术平均粗糙度。

并且，本公开的纤维引导器10通过在与纤维1接触的接线面上行进方向上的算术平均粗糙度ra1与正交方向上的算术平均粗糙度ra2的比率ra1/ra2为0.5以上且小于1.0，从而能够抑制对纤维1的破坏。像这样能够抑制对纤维1的破坏的原因在于：本公开的纤维引导器10的接线面的表面性状能够使纤维1以接触面积少的状态滑动，并且不使纤维1进行同一滑动而适度改变滑动位置。

与此相对，在该比率ra1/ra2为1.0以上时，在与纤维1接触的接线面上，行进方向的表面性状与正交方向的表面性状相同，或行进方向的表面性状比正交方向的表面性状粗糙。在接线面为这样的表面性状时，在滑动时纤维1容易跳动、或者正交方向的表面性状比行进方向的表面性状平坦，因此纤维1容易斜向滑动。因而，纤维1与接线面接触的面积变大，纤维1容易因摩擦而受到破坏。

另外，在该比率ra1/ra2小于0.5时，虽然不容易发生斜向滑动，但容易发生同一滑动。因而，纤维1接触于因与纤维1相摩擦而被剜入的部分，由此导致纤维1容易受到破坏。

在此，在与纤维1接触的接线面上，行进方向上的算术平均粗糙度ra1以及正交方向上的算术平均粗糙度ra2可以依据jisb0601(2001)来测定。作为测定条件，例如使测定长度为0.1～5.0mm、使截止值为0.01～0.8mm、使触针直径为1～10μm、并将触针的扫描速度设定为0.01～1mm/秒即可。并且，在行进方向以及正交方向上的各5个部位进行测定，将通过该测定得到的值的平均分别作为算术平均粗糙度ra1以及算术平均粗糙度ra2。

另外，在本公开的纤维引导器10中，在正交方向上的算术平均粗糙度ra2为0.03μm以上且0.05μm以下时，能够进一步抑制对纤维1的破坏。

另外，在本公开的纤维引导器10中，在根据行进方向上的粗糙度曲线求出的偏度rsk1大于0且根据正交方向上的粗糙度曲线求出的偏度rsk2小于0时，纤维1不容易受到破坏。在此，根据粗糙度曲线求出的偏度是表示在以粗糙度的平均高度为中心线时，相对于该中心线成为山的区域与成为谷的区域的比率的指标。若偏度为大于0的值则表示成为谷的区域比成为山的区域大，与此相对，若偏度为小于0的值则表示成为山的区域比成为谷的区域大。

并且，若根据行进方向上的粗糙度曲线求出的偏度rsk1大于0，则行进方向上的表面性状是成为谷的区域多且在纤维1滑动时与接线面接触的成为山的区域少这样的情况，纤维1与接线面接触的面积减少，因此纤维1不容易受到破坏。另外，若根据正交方向上的粗糙度曲线求出的偏度rsk2小于0，则正交方向上的接线面的成为谷的区域少，能够抑制同一滑动，因此纤维1不容易受到破坏。

需要说明的是，根据粗糙度曲线而求出的偏度可以与求出算术平均粗糙度时同样，可以依据jisb0601(2001)进行测定来求出。

另外，本公开的纤维引导器10的接线面具有送入部和送出部，在送出部的行进方向上的算术平均粗糙度ra3比送入部的行进方向上的算术平均粗糙度ra4大时，纤维1更加不容易受到破坏。

在此，接线面具有送入部和送出部的纤维引导器10限于是在接线面上能够明确区别纤维1的送入侧和送出侧的纤维引导器。例如是图1中的油嘴10b。这样的油嘴10b的接线面在纤维1的行进方向上具有一对第一端以及第二端。在此，第一端是指在送入侧与接线面最先相接的部分。另外，第二端是指在送出侧直到最后与接线面相接的部分。并且，送入部是指，在将接线面上的从第一端到第二端侧为止设为全长时，从纤维1的行进方向上的跟前起到与全长的1/5相当的部分为止的部位。另一方面，送出部是指从纤维1的行进方向上的里侧起到与全长的1/5相当的部分为止的部位。

并且，在算术平均粗糙度ra3以及算术平均粗糙度ra4满足上述关系时，在送入部处纤维1不容易跳动从而纤维1被平滑地送入，在送出部处与纤维1接触的接触面积少从而纤维1被平滑地送出，因此纤维1更加不容易受到破坏。

在此，算术平均粗糙度ra3以及算术平均粗糙度ra4可以依据jisb0601(2001)来测定。首先，在接线面的送出部以及送入部的各3个部位沿着行进方向进行测定。然后，将通过该测定得到的值的平均分别设为算术平均粗糙度ra3以及算术平均粗糙度ra4。需要说明的是，测定条件可以与上述的求出算术平均粗糙度ra1以及算术平均粗糙度ra2时相同。

在本公开的纤维引导器10中，在行进方向的算术平均粗糙度ra1从送入部朝向送出部而阶段性地变大时，对纤维1的破坏被进一步抑制。在满足这样的结构时，接线面的行进方向的算术平均粗糙度ra1阶段性地变化，纤维1更加平滑地滑动，因此对纤维1的破坏被进一步抑制。

在此，行进方向的算术平均粗糙度ra1从送入部朝向送出部而阶段性地变大是指，接线面的送入部与送出部之间的区域(以下称作中间部)的行进方向上的算术平均粗糙度ra7比送入部的行进方向上的算术平均粗糙度ra4大，且比送出部的行进方向上的算术平均粗糙度ra3小。即，在接线面的各部位的行进方向上的算术平均粗糙度的关系中，满足送入部(ra4)<中间部(ra7)<送出部(ra3)。需要说明的是，行进方向的算术平均粗糙度ra1当然也可以从送入部朝向送出部而连续地变大。

在此，中间部的行进方向上的算术平均粗糙度ra7与求出算术平均粗糙度ra3以及算术平均粗糙度ra4时同样，可以依据jisb0601(2001)进行测定来求出。

另外，本公开的纤维引导器10在送出部的正交方向上的算术平均粗糙度ra5比送入部的正交方向上的算术平均粗糙度ra6大时，能够抑制给纤维1带来破坏。在满足这样的结构时，在送入部处纤维1更加不容易跳动，纤维1被平滑地送入，并且在送出纤维1时，即使纤维1横向振动，通过送出部的正交方向上的与纤维接触的接触面积少，从而也能够抑制给纤维1带来破坏。

在此，算术平均粗糙度ra5以及算术平均粗糙度ra6可以依据jisb0601(2001)来测定。首先，在接线面上，在送出部以及送入部的各3个部位沿着正交方向进行测定。然后，将通过该测定而得到的值的平均分别设为算术平均粗糙度ra5以及算术平均粗糙度ra6。需要说明的是，测定条件可以与上述的求出算术平均粗糙度ra1以及算术平均粗糙度ra2时相同。

而且，在本公开的纤维引导器10中，在正交方向的算术平均粗糙度ra2从送入部朝向送出部而阶段性地变大时，对纤维1的破坏被进一步抑制。在满足这样的结构时，接线面的正交方向的算术平均粗糙度ra2阶段性地变化，纤维1更加平滑地滑动，因此对纤维1的破坏被进一步抑制。

在此，正交方向的算术平均粗糙度ra2从送入部朝向送出部而阶段性地变大是指，在接线面的各部位的正交方向上的算术平均粗糙度的关系中，满足送入部(ra6)<中间部(ra8)<送出部(ra5)。需要说明的是，正交方向的算术平均粗糙度ra2当然也可以从送入部朝向送出部而连续地变大。

另外，中间部的正交方向上的算术平均粗糙度ra8与求出算术平均粗糙度ra5以及算术平均粗糙度ra6时同样，可以依据jisb0601(2001)进行测定来求出。

另外，本公开的纤维引导器10的接线面可以由陶瓷构成。这样，在接线面由陶瓷构成时，与接线面由金属、树脂等构成的情况相比耐磨损性以及耐热性优异，因此能够更进一步抑制对纤维1的破坏。在此，作为陶瓷，例如可以使用氧化铝、氧化锆、二氧化钛、碳化硅、氮化硅、或它们的复合物。

需要说明的是，作为使接线面为陶瓷的方法，可以利用陶瓷制造具备接线面的构件或者纤维引导器10本身，也可以利用金属、树脂等制造纤维引导器10的基体且利用陶瓷对其表面进行涂覆。或者，也可以利用陶瓷制造具有接线面的构件且将其接合于金属、树脂等基体。并且，接线面的材质可以利用x线衍射装置(xrd)来测定，根据所得到的2θ(2θ为衍射角度)的值并使用jcpds卡片来识别。

接着，说明本公开的纤维引导器10的制造方法的一例。需要说明的是，在此，例举纤维引导器10中的油嘴10b来说明。

首先，将氧化铝(alumina)粉末与溶剂以及滚球一起放入碾磨机粉碎到成为规定粒度为止，制作浆料。

接着，向所得到的浆料添加粘结剂之后，使用喷雾干燥机进行喷雾干燥来制作颗粒。

接着，将该颗粒放入机械压力机并施加压力而制作规定形状的成形体。然后，对该成形体进行切削加工，形成为油嘴的形状。需要说明的是，在通过进行该切削加工而得到的油嘴形状的成形体的接线面上，正交方向的表面性状比行进方向的表面性状粗糙。另外，也可以使用由相同的原料制作出的粒料并采用注射成形法来制作成形体。

接着，针对所得到的油嘴形状的成形体，例如在氧化铝为主原料的情况下，在大气气氛中使最高温度为1450～1750℃且使该最高温度下的保持时间为1～8小时来对该成形体进行烧成即可。需要说明的是，最高温度、保持时间等烧成条件根据产品的形状、大小而变化，因此根据需要来调整即可。

接着，将所得到的油嘴形状的烧结体固定，使绳索与烧结体的接线面滑动接触，一边将分散有磨料的油向接线面供给一边使绳索以进给速度300m/分钟沿着行进方向滑动，由此对烧结体的接线面进行磨削。在此，在该磨削中，使用直径为0.5～10mm的尼龙制的绳索和平均粒径为2～6μm的金刚石磨粒的磨料。需要说明的是，若为辊式引导器10a等能够旋转的纤维引导器，则使辊式引导器形状的烧结体旋转并使绳索与接线面滑动接触即可。并且，在该磨削方法中，由于通过沿着纤维1的行进方向使绳索滑动接触来进行接线面的磨削，因此磨削为接线面上的正交方向的表面粗糙度比行进方向的表面粗糙度小。

然后，通过进行3～20分钟的上述的接线面的磨削，从而能够得到在接线面上行进方向上的算术平均粗糙度ra1与正交方向上的算术平均粗糙度ra2的比率ra1/ra2为0.5以上且小于1.0的本公开的油嘴10b。

另外，为了使正交方向的算术平均粗糙度ra2为0.03μm以上且0.05μm以下，将上述的对接线面进行磨削的时间设定为5～10分钟即可。

而且，为了使根据行进方向的粗糙度曲线求出的偏度rsk1大于0且根据正交方向的粗糙度曲线求出的偏度rsk2小于0，上述的接线面的磨削使用平均粒径为2～4μm的磨料即可。这样，通过使用粒径小的磨料，从而成为沿着行进方向对接线面进行搔挠这样的磨削，因此能够在将偏度rsk1保持为大于0的同时，仅使偏度rsk2小于0。

另外，在上述的接线面的磨削中，以使绳索仅与接线面的送入部、中间部以及送出部滑动接触的方式固定油嘴形状的烧结体，且调整磨料的平均粒径以及磨削时间来进行磨削，由此能够使各部位的行进方向以及正交方向上的算术平均粗糙度为任意的大小。

需要说明的是，作为本公开的纤维引导器10的制造方法，例举油嘴10b的制造方法而进行了说明，但在制作辊式引导器10a、杆式引导器10c、横动引导器10d的情况下，除了设为各引导器形状这点以外，也采用与上述的油嘴10b同样的制造方法即可。

另外，本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本公开的主旨的范围内进行各种变更、改良等。

实施例1

制作了接线面的行进方向上的算术平均粗糙度ra1与接线面的正交方向上的算术平均粗糙度ra2的比率ra1/ra2不同的辊式引导器。然后，进行了在利用这些辊式引导器对纤维进行引导时，纤维产生破坏为止的时间的比较。

首先，将纯度99.6％的氧化铝粉末与作为溶剂的水以及滚球一起放入碾磨机进行粉碎，从而制作了浆料。

接着，在向该浆料添加粘结剂之后，使用喷雾干燥机进行喷雾干燥而制作出颗粒。然后，使用所得到的颗粒而通过机械压力机制作出成形体之后，进行切削加工而得到了辊式引导器形状的成形体。

接着，在大气气氛中使最高温度为1600℃且使该最高温度下的保持时间为1小时来对该辊式引导器形状的成形体进行烧成，得到了辊式引导器形状的烧结体。

接着，将这些辊式引导器形状的烧结体以能够旋转的方式固定。然后，使绳索与烧结体的接线面滑动接触，一边将分散有磨料的油向接线面供给，一边使绳索以进给速度300m/分钟按照表1所示的磨削时间进行滑动接触，由此进行了接线面的磨削。需要说明的是，该磨削使用了直径为6mm的尼龙制的绳索和平均粒径为5μm的金刚石磨粒的磨料。

并且，依据jisb0601(2001)测定了各试样的接线面的行进方向上的算术平均粗糙度ra1和接线面的正交方向上的算术平均粗糙度ra2。作为测定条件，使测定长度为1.5mm、使截止值为0.25mm、使触针直径为2μm并将触针的扫描速度设定成了0.5mm/秒。然后，在行进方向以及正交方向的各5个部位进行测定，将通过该测定得到的值的平均分别设为算术平均粗糙度ra1以及算术平均粗糙度ra2。

接着，测定了在利用各试样对纤维进行引导时纤维产生破坏为止的时间。首先，在该试验中，使用了如下纤维：该纤维是75但尼尔的截面形状为四边形形状的纤维，且由相对于纤维100质量份含有1.2质量份的平均结晶粒径为1.2μm的氧化钛的聚酯构成。另外，向各试样的接线面供给了相对于纤维100质量份而成为2～4质量份的水乳液油剂。

然后，在各试样中将纤维以进给速度5000m/分钟进行引导，在引导后的纤维中进行散开、伤痕等破坏的确认，算出了从开始引导到确认到破坏为止的耐久时间。将结果示于表1中。

[表1]

＊表示在本发明的范围外。

根据表1所示的结果，比率ra1/ra2为1.0以上的试样编号1、2以及比率ra1/ra2小于0.5的试样编号9的耐久时间短到680小时以下。

与此相对，获得了试样编号3～8的耐久时间是长寿命而达到700小时以上的结果。这是因为，通过试样编号3～8的比率ra1/ra2为0.5以上且小于1.0，从而与纤维接触的接触面积少，另外不使纤维进行同一滑动而适度地改变了滑动位置。因而可知，通过将这样的辊式引导器安装于纤维机械，能够抑制对纤维的破坏，因此能够长期间对纤维进行引导。

另外，得到了试样编号4～6的耐久时间更长而为850小时以上的结果。由此可知，在算术平均粗糙度ra2为0.03μm以上且0.05μm以下时，能够进一步抑制对纤维的破坏，能够在更长期间对纤维进行引导。

实施例2

接着，制作了根据接线面的行进方向的粗糙度曲线求出的偏度rsk1与根据接线面的正交方向的粗糙度曲线求出的偏度rsk2的正负的关系不同的辊式引导器。然后，比较了在由这些辊式引导器对纤维进行引导时在纤维产生破坏为止的时间。需要说明的是，作为制作方法，除了使磨料为表2所示的平均粒径的金刚石磨粒这点以外，其他与实施例1的试样编号5的制作方法同样，试样编号11是与实施例1的试样编号5相同的试样。

接着，采用与实施例1同样的方法而测定了各试样的偏度rsk1以及偏度rsk2。然后，采用与实施例1同样的方法进行了纤维的进给试验。将结果示于表2中。需要说明的是，在表2中，若偏度的值为大于0的值则记作“正”，若为小于0的值则记作“负”。

[表2]

根据表2所示的结果，得到了如下结果：试样编号10的耐久时间为1000小时，为长寿命。由此可知，优选的是，在接线面上，根据行进方向的粗糙度曲线求出的偏度rsk1为正(大于0)，根据正交方向的粗糙度曲线求出的偏度rsk2为负(小于0)。

实施例3

接着，制作了接线面的送入部、中间部、送出部的行进方向上的算术平均粗糙度ra4、ra7、ra3不同的油嘴。然后，比较了在由这些油嘴对纤维进行引导时纤维产生破坏为止的时间。首先，除了设为油嘴形状以外，在与实施例1的辊式引导器形状的烧结体的制作方法相同的条件下制作了油嘴形状的烧结体。

然后，将油嘴形状的烧结体以绳索仅与接线面的送入部、中间部以及送出部滑动接触的方式固定。接着，一边将分散有表3所示的平均粒径的金刚石磨粒的磨料的油向接线面供给，一边使绳索以进给速度300m/分钟按照表3所示的磨削时间进行滑动，由此进行了接线面的各部位的磨削。需要说明的是，在该磨削中使用了直径为0.5mm的尼龙制的绳索。

然后，采用与实施例1同样的方法，测定了各试样的算术平均粗糙度ra1以及算术平均粗糙度ra2。结果可知，全部的试样的比率ra1/ra2满足0.5以上且小于1.0。

接着，依据jisb0601(2001)测定了各试样的接线面的送入部、中间部以及送出部的行进方向上的算术平均粗糙度ra4、算术平均粗糙度ra7以及算术平均粗糙度ra3。作为测定条件，使测定长度为0.24mm、使截止值为0.08mm、使触针直径为2μm并将触针的扫描速度设定为0.05mm/秒，在送出部、中间部以及送入部的各3个部位沿着行进方向进行了测定。然后，将通过该测定得到的值的平均分别设为算术平均粗糙度ra4、算术平均粗糙度ra7以及算术平均粗糙度ra3。

然后，采用与实施例1同样的方法进行了纤维的进给试验。将结果示于表3中。

[表3]

根据表3所示的结果，得到了试样编号13的耐久时间为长寿命而达到1000小时的结果。由此可知，若为送出部的行进方向上的算术平均粗糙度ra3比送入部的行进方向上的算术平均粗糙度ra4大的油嘴，则不会损伤纤维，而能够长期间地进行引导。

还得到了试样编号14的耐久时间更长而达到1050小时的结果。由此可知，进一步优选行进方向的算术平均粗糙度从送入部朝向送出部而阶段性地变大。

实施例4

接着，制作接线面的送入部、中间部、送出部的正交方向的算术平均粗糙度ra6、算术平均粗糙度ra8、算术平均粗糙度ra5不同的油嘴，比较了在由这些油嘴对纤维进行引导时纤维产生破坏为止的时间。需要说明的是，作为制作方法，除了将磨料的金刚石磨粒的平均粒径以及磨削时间设为表4所示那样这点以外，其他与实施例3的试样编号14的制作方法同样，试样编号15是与实施例3的试样编号14相同的试样。

接着，依据jisb0601(2001)测定了各试样的接线面的送入部、中间部以及送出部的正交方向上的算术平均粗糙度ra6、算术平均粗糙度ra8以及算术平均粗糙度ra5。首先，在送出部、中间部以及送入部的各3个部位沿着正交方向进行了测定。然后，将通过该测定得到的值的平均分别设为算术平均粗糙度ra6、算术平均粗糙度ra8以及算术平均粗糙度ra5。需要说明的是，测定条件与实施例3的求出算术平均粗糙度ra4、算术平均粗糙度ra7以及算术平均粗糙度ra3时相同。

然后，采用与实施例1同样的方法进行了纤维的进给试验。将结果示于表4中。

[表4]

根据表4所示的结果，得到了试样编号16的耐久时间为进一步更长的寿命而达到1150小时的结果。由此可知，若为送出部的正交方向上的算术平均粗糙度ra5比送入部的正交方向上的算术平均粗糙度ra6大的油嘴，则能够不损伤纤维而更长期间地进行引导。

还得到了试样编号17的耐久时间非常长而达到1200小时的结果。由此可知，进一步优选正交方向的算术平均粗糙度从送入部朝向送出部而阶段性地变大。

附图标记说明

1：纤维

10a：辊式引导器

10b：油嘴

10c：杆式引导器

10d：横动引导器

10：纤维引导器