特許 7223982 タングステン線及びタングステン製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-09

(45)【発行日】2023-02-17

(54)【発明の名称】タングステン線及びタングステン製品

(51)【国際特許分類】

   C22C 27/04 20060101AFI20230210BHJP

   A61L 31/02 20060101ALI20230210BHJP

   A61L 29/02 20060101ALI20230210BHJP

   C22F 1/18 20060101ALN20230210BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20230210BHJP

【ＦＩ】

C22C27/04 101

A61L31/02

A61L29/02

C22F1/18 B

C22F1/00 625

C22F1/00 613

C22F1/00 631B

C22F1/00 631A

C22F1/00 675

C22F1/00 685Z

C22F1/00 691B

C22F1/00 694B

C22F1/00 682

C22F1/00 683

C22F1/00 694A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021516001

(86)(22)【出願日】2020-04-13

(86)【国際出願番号】 JP2020016278

(87)【国際公開番号】W WO2020218058

(87)【国際公開日】2020-10-29

【審査請求日】2021-09-29

(31)【優先権主張番号】P 2019086166

(32)【優先日】2019-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】金沢 友博

(72)【発明者】

【氏名】神山 直樹

(72)【発明者】

【氏名】井口 敬寛

(72)【発明者】

【氏名】仲井 唯

【審査官】河野 一夫

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－２１３３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００３／０３１６６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５７－０３９１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５０－０１６２９１（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｃ ２７／０４

Ａ６１Ｌ ３１／０２

Ａ６１Ｌ ２９／０２

Ｃ２２Ｆ １／１８

Ｃ２２Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タングステン又はタングステン合金からなるタングステン線であって、
前記タングステン線の線径Ｄは、１００μｍ以下であり、
前記タングステン線の破断張力の５０％の張力を負荷として与えたときの５０ｍｍ当たりのねじり破断回転数は、２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以上であり、
前記タングステン線に含まれるタングステンの含有率は、９０ｍａｓｓ％以上である
タングステン線。

【請求項2】

前記タングステン線の引張強度は、４８００ＭＰａ以上である
請求項１に記載のタングステン線。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のタングステン線を備えるタングステン製品。

【請求項4】

前記タングステン製品は、ソーワイヤー、撚り線、ロープ又は医療機器部材である
請求項３に記載のタングステン製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タングステン線及びタングステン製品に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高い引張強度を実現するタングステン線の開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６２４９３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来のタングステン線では、ねじりが加えられた場合の強度が十分ではないという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、ねじりに対して従来よりも高い破断強度を有するタングステン線及びタングステン製品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るタングステン線は、タングステン又はタングステン合金からなるタングステン線であって、前記タングステン線の線径Ｄは、１００μｍ以下であり、前記タングステン線の破断張力の５０％の張力を負荷として与えたときの５０ｍｍ当たりのねじり破断回転数は、２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以上である。

【0007】

また、本発明の一態様に係るタングステン製品は、上記タングステン線を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ねじりに対して従来よりも高い破断強度を有するタングステン線及びタングステン製品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係るタングステン線の模式的な斜視図である。

【図2】図２は、実施例及び比較例に係るタングステン線の引張強度とねじり破断回転数との関係の測定結果を示す図である。

【図3】図３は、実施例及び比較例に係るタングステン線の線径とねじり破断回転数との関係の測定結果を示す図である。

【図4】図４は、実施の形態に係るタングステン線の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は、実施の形態に係るタングステン線の製造方法に含まれる線引き工程での加熱温度を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態に係るタングステン製品の一例であるソーワイヤーを備える切断装置を示す斜視図である。

【図7】図７は、実施の形態に係るタングステン製品の一例である撚り線の一部を示す斜視図である。

【図8】図８は、実施の形態に係るタングステン製品の一例であるロープの一部を示す斜視図である。

【図9】図９は、実施の形態に係るタングステン製品の一例であるカテーテルの一部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下では、本発明の実施の形態に係るタングステン線及びタングステン製品について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0011】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0012】

また、本明細書において、垂直又は一致などの要素間の関係性を示す用語、及び、円形又は長方形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

【0013】

（実施の形態）
［タングステン線］
まず、実施の形態に係るタングステン線の構成について説明する。

【0014】

図１は、本実施の形態に係るタングステン線１０の模式的な斜視図である。図１では、タングステン線１０が巻取り用の芯材に巻きつけられている例を示しており、さらに、タングステン線１０の一部を拡大して模式的に示している。

【0015】

タングステン線１０は、タングステン（Ｗ）又はタングステン合金からなる。タングステン線１０におけるタングステンの含有率は、例えば９０ｍａｓｓ％以上である。なお、タングステンの含有率は、９５ｍａｓｓ％以上でもよく、９９ｍａｓｓ％以上でもよい。また、タングステンの含有率は、９９．９ｍａｓｓ％以上でもよく、９９．９５ｍａｓｓ％以上でもよい。タングステンの含有率は、タングステン線１０の重さに対する、タングステン線１０に含まれるタングステンの重さの割合である。後述するレニウム（Ｒｅ）及びカリウム（Ｋ）などの他の金属元素の含有率についても同様である。タングステン線１０には、製造上混入が避けられない不可避的な不純物が含まれていてもよい。

【0016】

タングステン合金は、例えば、レニウムとタングステンとの合金（レニウムタングステン合金（ＲｅＷ合金））である。レニウムの含有率が高い程、タングステン線１０の強度を高めることができる。その一方で、レニウムの含有率が高すぎる場合には、タングステン線１０の加工性が悪化し、タングステン線１０の細線化が難しくなる。

【0017】

本実施の形態では、タングステン線１０におけるレニウムの含有率は、０．１ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下である。例えば、レニウムの含有率は、０．５ｍａｓｓ％以上５ｍａｓｓ％以下であってもよい。一例として、レニウムの含有率は１ｍａｓｓ％であるが、３ｍａｓｓ％であってもよい。

【0018】

タングステン線１０の線径Ｄは、１００μｍ以下である。線径Ｄは、８０μｍ以下であってもよく、６０μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよい。線径Ｄは３０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよい。線径Ｄは１０μｍ以下であってもよい。線径Ｄは、例えば５μｍ以上である。

【0019】

本実施の形態では、タングステン線１０の線径Ｄは、均一である。なお、完全に均一でなくてもよく、線軸方向に辿った場合に部位によって例えば１％などの数％程度の差が含まれていてもよい。タングステン線１０の線軸Ｐに直交する断面における断面形状は、例えば円形である。なお、断面形状は、正方形、長方形又は楕円形などであってもよい。

【0020】

タングステン線１０の引張強度は、４８００ＭＰａ以上である。また、タングステン線１０の引張強度は、５０００ＭＰａ以上であってもよく、５３００ＭＰａ以上であってもよい。線径Ｄ及びタングステンの結晶粒の大きさなどを調整することにより、５５００ＭＰａを超える引張強度を有するタングステン線１０を実現することができる。なお、タングステン線１０の引張強度は、４８００ＭＰａ未満であってもよい。

【0021】

また、タングステン線１０の弾性率は、３５０ＧＰａ以上４５０ＧＰａ以下である。ここで、弾性率は、縦弾性係数である。なお、ピアノ線の弾性率は、一般的に１５０ＧＰａから２５０ＧＰａの範囲である。つまり、タングステン線１０は、ピアノ線の約２倍の弾性率を有する。

【0022】

弾性率が３５０ＧＰａ以上であることで、タングステン線１０が変形しにくくなる。すなわち、タングステン線１０が伸びにくくなる。一方で、弾性率が４５０ＧＰａ以下であることで、ある程度の強さの力を加えた場合にタングステン線１０を変形させることが可能になる。具体的には、タングステン線１０を屈曲させることができるので、例えば、ソーワイヤーとして利用する場合にガイドローラーなどへの巻き付けを容易に行うことができる。

【0023】

本実施の形態に係るタングステン線１０は、ねじり破断回転数が従来よりも多いという特徴を有する。以下では、ねじり破断回転数について説明する。

【0024】

［ねじり破断回転数］
ねじり破断回転数は、タングステン線１０にねじりを加えた場合にタングステン線１０が破断するまでに要するねじりの回転数である。ねじり破断回転数が多い程、タングステン線１０は、ねじりに対する強度が高いことを意味する。

【0025】

ねじり破断回転数は、ねじり試験を行うことによって測定される。ねじり試験は、所定の長さＬに切り出されたタングステン線１０を用いて行われる。具体的には、長さＬのタングステン線１０の線軸方向の両端を把持し、所定の張力Ｔをタングステン線１０に負荷として与える。タングステン線１０の一端を固定し、所定の張力Ｔが与えられた状態で、他端を線軸周りに回転させる。他端の線軸周りの回転数がねじりの回転数Ｎである。タングステン線１０が破断するまで、タングステン線１０の他端の回転、すなわち、ねじりを加え続ける。タングステン線１０が破断したときのねじりの回転数Ｎがねじり破断回転数である。

【0026】

本願発明者らは、後述する製造方法に基づいて複数のタングステン線１０のサンプル（実施例）を製造し、ねじり試験を行うことで、実施例に係る各サンプルのねじり破断強度を測定した。また、比較例に係るサンプルも製造し、ねじり試験を行うことで、比較例に係る各サンプルのねじり破断強度を測定した。比較例に係るサンプルは、実施例に係るサンプルとは異なる製造方法を用いて製造される。実施例と比較例との製造方法の差異については、後で説明する。

【0027】

ねじり試験に用いられるサンプルの長さＬは５０ｍｍである。張力Ｔは、タングステン線の破断張力の５０％の張力である。ここで、タングステン線の破断張力は、長さＬのタングステン線１０にねじりを加えることなく、張力を加えた場合にタングステン線が破断されたときの張力である。タングステン線の破断張力は、例えば４Ｎ以上１０Ｎ以下である。

【0028】

また、各サンプルは、レニウムタングステン合金線である。レニウムの含有率が１ｍａｓｓ％であり、タングステンの含有率が９９ｍａｓｓ％である。

【0029】

図２は、実施例及び比較例によるタングステン線の引張強度とねじり破断回転数との関係の測定結果を示す図である。図２において、横軸は、タングステン線１０の引張強度を表し、縦軸は、タングステン線１０のねじり破断回転数を表している。図２には、サンプル毎の引張強度を黒丸（実施例）又は白丸（比較例）のプロットにより図示されている。各サンプルの線径Ｄは５０μｍである。

【0030】

図２に示されるように、実施例に係るサンプルの引張強度は、約４７００ＭＰａ以上約５３００ＭＰａ以下の範囲であった。比較例に係るサンプルの引張強度は、約４３００ＭＰａ以上約４８００ＭＰａ未満であった。

【0031】

図２に示されるように、比較例に係るサンプルでは、引張強度によらずに、ねじり破断回転数は３０回未満であった。一方で、実施例に係るサンプルでは、ねじり破断回転数が７０回以上である。ねじり破断回転数が２００回に到達するサンプルも得られた。引張強度が約４７５０ＭＰａのサンプルから引張強度が約５２００ＭＰａのサンプルまでのいずれのサンプルにおいても、比較例に係るサンプルよりも２倍以上のねじり破断回転数が実現された。

【0032】

さらに、本願発明者らは、実施例及び比較例の各々に係る、線径Ｄが異なるサンプルを作製した。例えば、線径Ｄが３０μｍの場合の実施例に係るサンプルの引張強度は、約４８００ＭＰａ以上約５８００ＭＰａ以下の範囲であった。例えば、線径Ｄが３０μｍの場合の比較例に係るサンプルの引張強度は、約３７００ＭＰａ以上約４８００ＭＰａ未満であった。

【0033】

また、本願発明者らは、線径Ｄとのねじり破断回転数との関係について測定した。測定結果が図３に示される。

【0034】

図３は、実施例及び比較例に係るタングステン線１０の線径Ｄとねじり破断回転数との関係の測定結果を示す図である。図３において、横軸は、タングステン線１０の線径Ｄを表し、縦軸は、タングステン線１０のねじり破断回転数を表している。

【0035】

線径が２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲において、実施例に係るサンプルのねじり破断回転数は、図３の実線で囲まれ、かつ、斜線の網掛けが付された領域１１に含まれていた。具体的には、実施例に係るサンプルのねじり破断回転数は、２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以上である。つまり、サンプルのねじり破断回転数の下限値を表す曲線は、線径Ｄを変数として２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）で表される。また、実施例に係るサンプルのねじり破断回転数は、８５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以下である。つまり、サンプルのねじり破断回転数の上限値を表す曲線は、線径Ｄを変数として８５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）で表される。これらの上限値及び下限値を表す曲線は、ねじり破断回転数の実測結果（具体的には、線径Ｄ毎の上限値及び下限値）に基づいてフィッティングを行うことで算出されたものである。

【0036】

一方で、比較例に係るサンプルのねじり破断回転数は、図３の破線で囲まれ、かつ、ドットの網掛けが付された領域１２に含まれていた。具体的には、比較例に係るサンプルのねじり破断回転数は、３０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以上、２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回未満であった。

【0037】

以上のように、実施例に係るサンプルは、１００μｍ以下の細い線径Ｄで、引張強度が４８００ＭＰａ以上であり、かつ、タングステン線１０の破断張力の５０％の張力Ｔを負荷として与えたときの５０ｍｍ当たりのねじり破断回転数が２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以上であることが実現された。つまり、本実施の形態に係るタングステン線１０によれば、細くて、かつ、引張強度が高いだけでなく、ねじりに対する破断強度も極めて高いという優れた特性を実現することができる。

【0038】

なお、タングステン線１０に含まれるタングステンの含有率又はレニウムの含有率を異ならせた場合も同様に、細くて、かつ、引張強度が高いだけでなく、ねじりに対する破断強度を高めることができる。

【0039】

［タングステン線の製造方法］
続いて、本実施の形態に係るタングステン線１０の製造方法について、図４及び図５を用いて説明する。

【0040】

図４は、本実施の形態に係るタングステン線１０の製造方法を示すフローチャートである。図５は、本実施の形態に係るタングステン線１０の製造方法に含まれる線引き工程での加熱温度を示す図である。なお、図５では、ｎ回の線引きを行う場合を示している。ｎは、例えば５以上の自然数である。

【0041】

図４に示されるように、まず、タングステンインゴットを準備する（Ｓ１０）。具体的には、タングステン粉末の集合物を準備し、準備した集合物に対してプレス及び焼結（シンター）を行うことで、タングステンインゴットを作製する。

【0042】

なお、タングステン合金からなるタングステン線１０を製造する場合には、タングステン粉末と金属粉末（例えば、レニウム粉末）とを所定の割合で混合した混合物を、タングステン粉末の集合物の代わりに準備する。タングステン粉末及びレニウム粉末の平均粒径は、例えば３μｍ以上４μｍ以下の範囲であるが、これに限らない。タングステン粉末及びレニウム粉末の混合割合は、製造されるタングステン線１０におけるタングステンとレニウムとの含有率に依存する。作製したタングステンインゴットの比重は、例えば１７．４ｇ／ｃｍ^３以上であるが、１７．８ｇ／ｃｍ^３以上１８．２ｇ／ｃｍ^３以下であってもよい。

【0043】

次に、作製したタングステンインゴットに対してスエージング加工を行う（Ｓ１２）。具体的には、タングステンインゴットを周囲から鍛造圧縮して伸展させることで、ワイヤー状のタングステン線を成形する。なお、スエージング加工の代わりに、圧延加工を行ってもよい。

【0044】

例えば、スエージング加工を繰り返し行うことで、直径が約１５ｍｍ以上約２５ｍｍ以下のタングステンインゴットを、線径が約３ｍｍのタングステン線に成形する。スエージング加工の途中の工程において、アニール処理を実施することにより、以降の加工性を確保する。例えば、径が８ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲で、２４００℃のアニール処理を実施する。ただし、結晶粒の微細化による引張強度の向上のため、径が８ｍｍ未満のスエージング工程では、アニール処理を実施しない。

【0045】

次に、加熱線引きの前にタングステン線を９００℃で加熱する（Ｓ１４）。具体的には、バーナーなどで直接的にタングステン線を加熱する。タングステン線を加熱することで、以降の加熱線引きで加工中に断線しないようにタングステン線の表面に酸化物層を形成させる。

【0046】

次に、加熱線引きを行う（Ｓ１６）。具体的には、１つの伸線ダイスを用いてタングステン線の線引き、すなわち、タングステン線の伸線（細線化）を加熱しながら行う。１回目の線引きの加熱温度Ｔ１（図５を参照）は、例えば１０００℃である。なお、加熱温度が高い程、タングステン線の加工性が高められるので、容易に線引きを行うことができる。１つの伸線ダイスを用いた１回の線引きによるタングステン線の断面減少率は、例えば１０％以上４０％以下である。線引き工程において、黒鉛を水に分散させた潤滑剤を用いてもよい。

【0047】

線引き工程後には、電解研磨を行うことで、タングステン線の表面を滑らかにしてもよい。電解研磨は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液などの電解液に、タングステン線と対向電極とを浸した状態で、タングステン線と対向電極との間に電位差が生じることで電解研磨が行われる。

【0048】

所望の線径のタングステン線が得られるまで（Ｓ１８でＮｏ）、加熱線引き（Ｓ１６）が繰り返される。ここでの所望の線径は、最終線引き工程（Ｓ２６）の２工程前の段階の線径であり、例えば１７０μｍ以上２５０μｍ以下であるが、これらに限定されない。

【0049】

加熱線引きの繰り返しにおいては、直前の線引きで用いた伸線ダイスよりも孔径が小さい伸線ダイスが用いられる。また、加熱線引きを繰り返す場合に、図４に示されるように、加熱温度を下げる（Ｓ２０）。つまり、直前の線引き時の加熱温度よりも低い加熱温度でタングステン線が加熱される。例えば、図５に示されるように、ｎ－３回目の線引き工程での加熱温度Ｔ２は、直前のｎ－４回目の線引き工程での加熱温度よりも低い。また、ｎ－３回目の線引き工程での加熱温度Ｔ２は、以前の線引き工程での加熱温度のいずれよりも低い。このように、線径が小さくなるにつれて、線引き工程での加熱温度を徐々に低下させる。

【0050】

所望の線径のタングステン線が得られ、次の線引き工程が最終線引き工程の２工程前の線引き工程（ｎ－２回目の線引き）である場合（Ｓ１８でＹｅｓ）、温度を維持して加熱線引きを行う（Ｓ２２）。具体的には、図５に示されるように、ｎ－２回目の線引き工程の加熱温度は、ｎ－３回目の線引き工程の加熱温度と同じである。温度Ｔ２は、タングステンの一次再結晶温度よりも高い温度である。温度Ｔ２は、例えば９００℃以上１０００℃以下の範囲である。

【0051】

最終線引き工程の２工程前の線引きで温度を高くすることにより、タングステン線に含まれるタングステンの一次再結晶を促進させることができる。これにより、タングステン線のボイドを（空隙）を減らすとともに、結晶粒の線軸方向への延びが進みやすくなる。これにより、ねじり破断回転数を高めることができると考えられる。

【0052】

次に、最終線引き工程の１工程前では、温度を下げて加熱線引きを行う（Ｓ２４）。図５に示されるように、ｎ－１回目の線引き工程の加熱温度Ｔ３は、ｎ－２回目の線引き工程の加熱温度Ｔ２よりも低い。温度Ｔ３は、タングステンの再結晶温度よりも低い温度である。例えば、温度Ｔ３は、６００℃以上７００℃以下の温度である。低い温度で加熱線引きを行うことで、結晶粒の微細化に寄与させる。その際、ダイスの加熱温度も低下させることが必要である。例えば、ダイスの加熱温度は、３００℃以上３５０℃以下の範囲であるが、これに限定されない。

【0053】

なお、１回目～ｎ－３回目までの加熱線引きでの加熱温度は、タングステン線の表面に付着する酸化物の量に応じて調整される。具体的には、酸化物の量がタングステン線の０．８ｍａｓｓ％以上１．６ｍａｓｓ％以下の範囲になるように、加熱温度が調整されることによってｎ－２回目及びｎ－１回目の加熱線引きの線引加工性を確保する。加熱線引きの繰り返しにおいて、電解研磨は省略されてもよい。

【0054】

次に、最終線引きを常温で行う（Ｓ２６）。つまり、加熱をせずにタングステン線の線引きを行うことで、さらなる結晶粒の微細化を実現する。また、常温線引きにより結晶方位を加工軸方向（具体的には、線軸Ｐに平行な方向）に揃える効果もある。常温とは、例えば０℃以上５０℃以下の範囲の温度であり、一例として３０℃である。

【0055】

常温線引きでは、孔径が異なる複数の伸線ダイスを用いてタングステン線の線引きを行う。常温線引きでは、水溶性などの液体潤滑剤を用いる。常温線引きでは加熱を行わないため、液体の蒸発が抑制される。したがって、潤滑剤として十分な機能を発揮させることができる。

【0056】

従来の伝統的なタングステン線の加工方法である６００℃以上の加熱線引きに対して、タングステン線の加熱を行わず、液体潤滑剤で冷却しながら加工することで、動的回復及び動的再結晶を抑制し、断線することなく、結晶粒の微細化に寄与させ、高い引張強度を得ることができる。また、結晶粒微細化と共に、結晶の軸方向への長大化を実現するため、ねじり強度の大幅な向上に寄与する。

【0057】

最後に、常温線引きを行うことで形成された線径Ｄのタングステン線に対して、電解研磨を行う（Ｓ２８）。電解研磨は、例えば水酸化ナトリウム水溶液などの電解液に、タングステン線と対向電極とを浸した状態で、タングステン線と対向電極との間に電位差が生じることで電解研磨が行われる。

【0058】

以上の工程を経て、本実施の形態に係るタングステン線１０が製造される。上記製造工程を経ることで、製造直後のタングステン線１０の長さは、例えば５０ｋｍ以上の長さであり、工業的に利用できる。タングステン線１０は、使用される態様に応じて適切な長さに切断され、針又は棒の形状として使用することもできる。このように、本実施の形態に係るタングステン線１０は、工業的に大量生産が可能であり、様々なタングステン製品に用いられる。

【0059】

なお、図２及び図３に示される比較例に係るタングステン線は、いわゆる熱間線引きによって製造される。例えば、１回目の線引き加工では、１０５０℃以上１１５０℃以下の温度で加熱する。線径が小さくなる程、加熱温度を低くしながら、線引きを繰り返し行う。最終線引き加工では、７００℃以上８００℃以下の温度で加熱する。

【0060】

このように、比較例と実施例とでは、主に線引き工程における加熱温度が異なっている。最終線引き工程において常温線引きを行うことで、図２及び図３を用いて説明したように、実施例に係るサンプルのねじり破断回転数が比較例よりも高くすることができる。また、さらに、最終線引き工程の２工程前の線引き工程での加熱温度を、直前の線引き工程での加熱温度とほぼ同じにすることで、実施例に係るサンプルのねじり破断回転数を更に高くすることができる。また、最終線引き工程の１工程前の線引き工程でダイスの加熱温度を３００℃以上３５０℃以下の範囲にすることで、実施例に係るサンプルのねじり破断回転数を更に高くすることができる。

【0061】

また、タングステン線１０の製造方法に示される各工程は、例えばインラインで行われる。具体的には、ステップＳ１６、Ｓ２２及びＳ２４で使用される複数の伸線ダイスは、生産ライン上で孔径が小さくなる順で配置される。また、各伸線ダイス間にはバーナーなどの加熱装置が配置されている。また、各伸線ダイス間には電解研磨装置が配置されていてもよい。ステップＳ１６、Ｓ２２及びＳ２４で使用される伸線ダイスの下流側（後工程側）に、ステップＳ２６で使用される複数の伸線ダイスが、孔径が小さくなる順で配置され、最も孔径が小さい伸線ダイスの下流側に電解研磨装置が配置される。なお、各工程は、個別に行われてもよい。

【0062】

［タングステン製品］
続いて、本実施の形態に係るタングステン線１０を備えるタングステン製品の具体例について説明する。

【0063】

＜ソーワイヤー＞
本実施の形態に係るタングステン線１０は、例えば、図６に示されるように、シリコンインゴット又はコンクリートなどの物体を切断する切断装置１のソーワイヤー２として利用することができる。図６は、本実施の形態に係るタングステン製品の一例であるソーワイヤー２を備える切断装置１を示す斜視図である。

【0064】

図６に示されるように、切断装置１は、ソーワイヤー２を備えるマルチワイヤーソーである。切断装置１は、例えば、インゴット５０を薄板状に切断することで、ウェハを製造する。インゴット５０は、例えば、単結晶シリコンから構成されるシリコンインゴットである。具体的には、切断装置１は、複数のソーワイヤー２によってインゴット５０をスライスすることで、複数のシリコンウェハを同時に製造する。

【0065】

なお、インゴット５０は、シリコンインゴットに限らず、シリコンカーバイド又はサファイアなどの他のインゴットでもよい。あるいは、切断装置１による切断対象物は、コンクリート又はガラスなどでもよい。

【0066】

本実施の形態では、ソーワイヤー２は、タングステン線１０を備える。具体的には、ソーワイヤー２は、本実施の形態に係るタングステン線１０そのものである。あるいは、ソーワイヤー２は、タングステン線１０と、タングステン線１０の表面に付着された複数の砥粒とを備えてもよい。

【0067】

図６に示されるように、切断装置１は、さらに、２つのガイドローラー３と、支持部４と、張力緩和装置５とを備える。

【0068】

２つのガイドローラー３には、１本のソーワイヤー２が複数回、巻きつけられている。ここでは、説明の都合上、ソーワイヤー２の１周分を１つのソーワイヤー２とみなして、複数のソーワイヤー２が２つのガイドローラー３に巻きつけられているものとして説明する。つまり、以下の説明において、複数のソーワイヤー２は、１本の連続するソーワイヤー２を形成している。なお、複数のソーワイヤー２は、個々に分離した複数のソーワイヤーであってもよい。

【0069】

２つのガイドローラー３は、複数のソーワイヤー２を所定の張力でまっすぐに張った状態で、各々が回転することで、複数のソーワイヤー２を所定の速度で回転させる。複数のソーワイヤー２は、互いに平行で、かつ、等間隔で配置されている。具体的には、２つのガイドローラー３にはそれぞれ、ソーワイヤー２が入れられる溝が所定のピッチで複数設けられている。溝のピッチは、切り出したいウェハの厚みに応じて決定される。溝の幅は、ソーワイヤー２の線径と略同じである。

【0070】

なお、切断装置１は、３つ以上のガイドローラー３を備えてもよい。３つ以上のガイドローラー３の周りに複数のソーワイヤー２が巻きつけられていてもよい。

【0071】

支持部４は、切断対象物であるインゴット５０を支持する。支持部４は、インゴット５０を複数のソーワイヤー２に向けて押し出すことにより、インゴット５０が複数のソーワイヤー２によってスライスされる。

【0072】

張力緩和装置５は、ソーワイヤー２にかかる張力を緩和する装置である。例えば、張力緩和装置５は、つるまきバネ又は板バネなどの弾性体である。図６に示されるように、例えばつるまきバネである張力緩和装置５は、一端がガイドローラー３に接続され、他端が所定の壁面に固定されている。張力緩和装置５がガイドローラー３の位置を調整することで、ソーワイヤー２にかかる張力を緩和することができる。

【0073】

なお、図示しないが、切断装置１は、遊離砥粒方式の切断装置であって、ソーワイヤー２にスラリーを供給する供給装置を備えていてもよい。スラリーは、クーラントなどの切削液に砥粒が分散されたものである。スラリーに含まれる砥粒がソーワイヤー２に付着することで、インゴット５０の切断を容易に行うことができる。

【0074】

引張強度が高いタングステン線１０を備えるソーワイヤー２は、ガイドローラー３に強い張力で張ることができる。これにより、インゴット５０の切断時のソーワイヤー２の振動が抑制されるので、インゴット５０のロスを少なくすることができる。また、タングステン線１０のねじりに対する破断強度が高いので、ソーワイヤー２が使用中にねじられたとしても破断されにくく、切断装置１の信頼性を高めることができる。

【0075】

＜撚り線及びロープ＞
また、本実施の形態に係るタングステン線１０は、図７に示されるように、撚り線２０として利用することができる。図７は、本実施の形態に係るタングステン製品の一例である撚り線２０の一部を示す斜視図である。

【0076】

図７に示されるように、撚り線２０は、複数のタングステン線１０を備える。撚り線２０は、複数のタングステン線１０を素線として撚り合わせることで製造される。

【0077】

撚り線２０は、例えば、複数のタングステン線１０を合撚加工することにより得られる合撚糸である。あるいは、撚り線２０は、複数のタングステン線１０をカバーリング加工することで得られるカバーリング糸である。なお、撚り線２０を構成する複数の素線の全てがタングステン線１０でなくてもよい。例えば、タングステン線１０と炭素鋼線とを撚り合わせることで撚り線２０が構成されていてもよい。

【0078】

また、図８に示されるように、撚り線２０を更に撚り合わせることによって、ロープ３０が製造されてもよい。図８は、本実施の形態に係るタングステン製品の一例であるロープ３０の一部を示す斜視図である。

【0079】

図８に示されるように、ロープ３０は、複数の撚り線２０を小縄（ストランド）として撚り合わせることにより製造される。撚り線２０の撚り方向（例えばＺ撚り）に対して、ロープ３０の撚り方向（例えばＳ撚り）を異ならせることにより、ロープ３０の強度を高めることができる。

【0080】

タングステン線１０のねじりに対する破断強度が高いので、タングステン線１０に撚り加工が行われて製造された撚り線２０及びロープ３０が破断されにくくなる。したがって、信頼性の高い撚り線２０及びロープ３０を実現することができる。

【0081】

なお、撚り線２０及びロープ３０の各々の撚りに用いるタングステン線１０の本数及び撚り数などは特に限定されない。

【0082】

＜カテーテル＞
また、本実施の形態に係るタングステン線１０は、医療機器部材に利用することができる。図９は、本実施の形態に係るタングステン製品の一例であるカテーテル４０の一部を示す斜視図である。

【0083】

カテーテル４０は、医療機器部材の一例である。図９に示されるように、カテーテル４０は、筒状に構成された弾性部材である。カテーテル４０の内部には、ガイドワイヤー４１が通されている。ガイドワイヤー４１がタングステン線１０である。つまり、本実施の形態に係るタングステン線１０をカテーテル４０のガイドワイヤー４１として利用することができる。あるいは、タングステン線１０は、カテーテルの補強用のワイヤーとして用いることもできる。

【0084】

＜その他＞
タングステン線１０は、スクリーン印刷に用いられるスクリーンメッシュなどの金属製のメッシュとして利用することもできる。例えば、スクリーンメッシュは、タテ糸及びヨコ糸として製織された複数のタングステン線１０を備える。

【0085】

また、タングステン線１０は、医療機器部材の一例である医療用針又は検査用のプローブ針に利用することもできる。また、タングステン線１０は、例えば、タイヤ又はコンベアベルトなどの弾性部材の補強用のワイヤーとして利用することもできる。例えば、タイヤは、層状に束ねられた複数のタングステン線１０をベルト又はカーカスプライとして備える。

【0086】

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係るタングステン線１０は、タングステン又はタングステン合金からなるタングステン線であって、タングステン線１０の線径Ｄは、１００μｍ以下であり、タングステン線１０の破断張力の５０％の張力を負荷として与えたときの５０ｍｍ当たりのねじり破断回転数は、２５０×ｅｘｐ（－０．０２６×Ｄ）回以上である。

【0087】

これにより、ねじりに対して従来よりも高い破断強度を有し、十分に細いタングステン線１０が実現される。

【0088】

また、例えば、タングステン線１０の引張強度は、４８００ＭＰａ以上である。

【0089】

これにより、ねじりに対して高い破断強度と高い引張強度とを両立させ、かつ、十分に細いタングステン線１０が実現される。

【0090】

また、例えば、タングステン線１０に含まれるタングステンの含有率は、９０ｍａｓｓ％以上である。

【0091】

これにより、タングステン線１０がタングステン合金からなる場合でも、例えば、レニウムの含有率を１０ｍａｓｓ％未満にすることができる。このため、タングステン線１０の加工性を良くすることができる。

【0092】

また、例えば、本実施の形態に係るタングステン製品は、タングステン線１０を備える。また、例えば、タングステン製品は、ソーワイヤー２、撚り線２０、ロープ３０、又は、カテーテル４０などの医療機器部材である。

【0093】

これにより、ねじりに対して従来よりも高い破断強度を有し、十分に細いタングステン線１０を用いてタングステン製品が製造されるので、タングステン製品の使用中における断線などが発生することを抑制することができる。このため、信頼性の高いタングステン製品を実現することができる。

【0094】

（その他）
以上、本発明に係るタングステン線及びタングステン製品について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

【0095】

例えば、タングステン合金に含まれる金属は、レニウムでなくてもよい。つまり、タングステン合金は、タングステンと、タングステンとは異なる１種類以上の金属との合金であってもよい。タングステンとは異なる金属は、例えば遷移金属であり、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）又はオスミウム（Ｏｓ）などである。タングステンとは異なる金属の含有率は、例えば、０．１ｍａｓｓ％以上１０ｍａｓｓ％以下であるが、これに限らない。例えば、タングステンとは異なる金属の含有率も０．１ｍａｓｓ％より小さくてもよく、１０ｍａｓｓ％より大きくてもよい。レニウムについても同様である。

【0096】

また、例えば、タングステン線１０の引張強度は、４８００ＭＰａより低くてもよい。

【0097】

また、例えば、タングステン線１０は、カリウム（Ｋ）がドープされたタングステンからなってもよい。ドープされたカリウムは、タングステンの結晶粒界に存在する。タングステン線１０におけるタングステンの含有率は、例えば、９９ｍａｓｓ％以上である。

【0098】

タングステン線１０におけるカリウムの含有率は、０．０１ｍａｓｓ％以下であるが、これに限らない。例えば、タングステン線１０におけるカリウムの含有率は、０．００３ｍａｓｓ％以上０．０１０ｍａｓｓ％以下であってもよい。一例として、タングステン線１０におけるカリウムの含有率は、０．００５ｍａｓｓ％である。

【0099】

タングステン線が微量のカリウムを含有することで、タングステン線の半径方向の結晶粒の成長が抑制される。つまり、表面結晶粒の幅を小さくすることができるので、引張強度を高めることができる。

【0100】

カリウムがドープされたタングステンからなるタングステン線（カリウムドープタングステン線）の線径、弾性率、引張強度及びねじり破断回転数は、上述した実施の形態と同様である。

【0101】

カリウムドープタングステン線は、タングステン粉末の代わりに、カリウムがドープされたドープタングステン粉末を利用することで、実施の形態と同様の製造方法により製造することができる。

【0102】

また、例えば、タングステン線１０の表面には、酸化膜又は窒化膜などが被覆されていてもよい。

【0103】

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0104】

２ ソーワイヤー
１０ タングステン線
２０ 撚り線
３０ ロープ
４０ カテーテル（医療機器部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】