JP2011168854A - Method for forming rust preventive film on metallic member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板、線あるいはパイプ等に金属加工された銅あるいは銅合金材などの金属部材に対して適用され、その表面の油分および/あるいは酸等を短時間で十分に除去することができるとともに、その後の防錆膜形成工程において、強固な防錆膜を均一に形成することができる金属部材の防錆膜形成方法に関するものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applied to a metal member such as copper or copper alloy material that has been metal-processed on a plate, wire, pipe, or the like, and can sufficiently remove oil and / or acid on the surface in a short time. In addition, the present invention relates to a method for forming a rust preventive film for a metal member that can uniformly form a strong rust preventive film in the subsequent rust preventive film forming step.
一般的に、銅あるいは銅合金材の防錆剤として、ベンゾトリアゾール(BTA)あるいはその誘導体が使用されている。以下、BTAおよびその誘導体を総称して、単にBTAという。このBTAの防錆効果は、銅あるいは銅合金材の表面にBTA高分子膜を形成することによるものである。すなわち、銅あるいは銅合金材の表面には、必ず、原子オーダーの薄い酸化銅の皮膜が自然に形成されているが、BTA分子はこの酸化銅と強い配位結合を形成するとともに、BTA分子同士も共有結合して、銅あるいは銅合金材の表面に強固なBTA高分子膜を形成する。このようにして形成されたBTA高分子膜は、銅あるいは銅合金材に対する密着性が優れているとともに、極めて優れた耐食性を示し、銅あるいは銅合金材の表面を腐食およびそれに起因する変色から保護する。 Generally, benzotriazole (BTA) or a derivative thereof is used as a rust inhibitor for copper or copper alloy material. Hereinafter, BTA and its derivatives are collectively referred to simply as BTA. The antirust effect of BTA is due to the formation of a BTA polymer film on the surface of copper or a copper alloy material. In other words, a thin copper oxide film of atomic order is naturally formed on the surface of copper or a copper alloy material, but BTA molecules form strong coordinate bonds with this copper oxide and Are also covalently bonded to form a strong BTA polymer film on the surface of the copper or copper alloy material. The BTA polymer film thus formed has excellent adhesion to copper or a copper alloy material and exhibits extremely excellent corrosion resistance, and protects the surface of the copper or copper alloy material from corrosion and discoloration caused thereby. To do.
図2に、このBTAによる従来の銅あるいは銅合金材の防錆膜形成方法を示す。まず、板、線あるいはパイプ等の形状に金属加工された銅あるいは銅合金材を酸洗することにより脱脂し(ステップ1)、水洗した後(ステップ2)、一旦、乾燥する(ステップ3)。ステップ1の酸洗は、金属加工された銅あるいは銅合金材の表面に形成されている酸化物の除去あるいは加工油の除去を目的とし、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸等を使用して実施される。また、ステップ3の乾燥は、この乾燥処理により銅あるいは銅合金材の処理材の表面に薄い酸化銅の層が形成されるので、BTAが処理材と反応しやすくなる効果がある。その後、処理材をBTAを含んだ溶液に浸漬するか、あるいはこの溶液を処理材に塗布してBTA処理し(ステップ4)、最後に、乾燥して(ステップ5)、製品とする。ステップ4におけるBTA処理には、水、アルコール、あるいは塩素系溶剤等の溶媒にBTAを溶解させた溶液を使用する。この防錆処理溶液の温度は40℃〜80℃であることが好ましい。
FIG. 2 shows a conventional method for forming a rust preventive film of copper or a copper alloy material using this BTA. First, copper or a copper alloy material that has been metal-worked into a shape such as a plate, wire, or pipe is degreased by pickling (step 1), washed with water (step 2), and then dried once (step 3). The pickling in
前記ステップ1〜5の工程において、BTAの防錆膜が処理材の表面に十分な厚さに皮膜されていない場合は、再度、ステップ2の水洗、ステップ3の乾燥、ステップ4のBTA処理およびステップ5の乾燥の各工程を経て、十分な厚さの皮膜を形成する。なお、ステップ5の乾燥は、防錆膜としてのBTA高分子層をより強固にするために行う。この乾燥処理には、150℃以下の熱風を使用することができる。
In the
また、図2に示すステップ2〜5の一連の工程は、通常、1回の処理のみで終了する場合が多いが、実際には2回以上処理を繰り返すことが好ましい。その場合には、ステップ5の終了後、弱い酸洗を行い、酸洗後にステップ2〜5を実施してもよい。ステップ2〜5を繰り返すのは、1回目の処理で完全なBTAの防錆膜が形成されないことがあり、その欠陥部分に対して、2回目以降の処理により、完全なBTAの防錆膜を形成しようとするためである。 In addition, the series of steps 2 to 5 shown in FIG. 2 usually ends with only one process, but in practice it is preferable to repeat the process twice or more. In that case, after the end of step 5, weak pickling may be performed, and steps 2 to 5 may be performed after pickling. Steps 2 to 5 are repeated. In some cases, a complete BTA rust preventive film may not be formed in the first treatment. For the defective portion, a complete BTA rust preventive film is formed in the second and subsequent treatments. This is because it tries to form.
しかしながら、この防錆膜形成方法においては、ステップ2〜5を複数回繰り返しても完全にはBTAの防錆膜が形成されず、欠陥部分が残存するという問題がある。また、ステップ2〜5を複数回繰り返すことにより、時間的なロスも生じる。 However, this rust preventive film forming method has a problem that even if Steps 2 to 5 are repeated a plurality of times, a BTA rust preventive film is not completely formed and a defective portion remains. Moreover, a time loss also arises by repeating steps 2 to 5 a plurality of times.
このことから、従来、特許文献1に記載されているように、銅あるいは銅合金材の表面に60℃の温水を噴出圧力10〜200kgf/cm2の高圧ジェット噴流で吹き付け、しかる後に、銅あるいは銅合金材をBTA処理する方法が提案されている。
Therefore, conventionally, as described in
このほか従来技術として、特許文献2に記載されているように、銅あるいは銅合金材の表面に水をジェット噴流で吹き付けた後、同じようにBTAを含む溶液をジェット噴流で吹き付けて銅あるいは銅合金材をBTA処理する方法、特許文献3に記載されているように、BTA等の防錆剤を含む溶液に超音波振動を与える方法、特許文献4に記載されているように、酸洗工程で銅あるいは銅合金材の表面に酸性溶液をジェット噴流で吹き付け、水洗した後、銅あるいは銅合金材をBTA処理する方法、特許文献5に記載されているように、銅あるいは銅合金材の表面に固体微粒子を含む溶液をジェット噴流で吹き付けた後、銅あるいは銅合金材をBTA処理する方法、特許文献6に記載されているように、銅あるいは銅合金材の表面にBTAを含む溶液をジェット噴流で吹き付けて銅あるいは銅合金材をBTA処理する方法などが提案されている。 In addition, as described in Patent Document 2, after spraying water on the surface of copper or a copper alloy material with a jet jet as described in Patent Document 2, similarly, a solution containing BTA is sprayed with the jet jet to produce copper or copper. A method for BTA treatment of an alloy material, a method for applying ultrasonic vibration to a solution containing a rust preventive agent such as BTA as described in Patent Document 3, and a pickling process as described in Patent Document 4 A method of spraying an acidic solution onto the surface of copper or copper alloy material with a jet jet, washing with water, and then treating the copper or copper alloy material with BTA, as described in Patent Document 5, the surface of copper or copper alloy material A method of BTA treatment of copper or copper alloy material after spraying a solution containing solid fine particles with a jet jet, as described in Patent Document 6, BTA is applied to the surface of copper or copper alloy material. A solution containing a method of BTA treated copper or copper alloy material by blowing a jet jet has been proposed.
特許文献1に記載の従来技術の特徴の一つに、噴出圧力10〜200kgf/cm2の高圧ジェット噴流を使用することが挙げられる。この従来技術の場合、高圧のジェット噴流の使用により銅あるいは銅合金材に対する洗浄力を高めているわけであるが、高圧ゆえに機械的負荷が大きく、処理装置に対するダメージ、更に場合によっては製品に対するダメージが大きいという本質的な欠点を内在している。
One feature of the prior art described in
この結果、処理装置に対するダメージが大きいことにより、メンテナンスに係わる作業が増加してしまうという欠点が顕著になる。例えば、高圧ポンプのシール材の劣化が早いこと、高圧スプレーノズルの磨耗が大きいこと、また、静電気の発生が大きいことなどが挙げられる。また、製品に対するダメージが大きいことにより、製品としての銅板や銅線等が薄くあるいは細い場合には、高圧ジェット噴流により製品の変形を引き起こしてしまい、これにより製品の品質低下を招くことが挙げられる。 As a result, since the damage to the processing apparatus is large, the drawback of increasing the work related to maintenance becomes remarkable. For example, the deterioration of the sealing material of the high-pressure pump is rapid, the wear of the high-pressure spray nozzle is large, and the generation of static electricity is large. In addition, due to the large damage to the product, when the copper plate or copper wire as the product is thin or thin, the product is deformed by the high-pressure jet jet, which leads to deterioration of the product quality. .
特許文献2〜6に記載の従来技術においても、噴出圧力10〜200kgf/cm2の高圧ジェット噴流を使用する場合には、上記と同様な問題点を内在している。 Also in the prior art described in Patent Documents 2 to 6, when using a high-pressure jet jet having an ejection pressure of 10 to 200 kgf / cm 2 , the same problems as described above are inherent.
また、特許文献2に記載の従来技術においては、水の温度が60℃以下の場合あるいは水の噴射圧力が10kgf/cm2以下の場合に、洗浄力が不十分であるという欠点がある。 Further, the prior art described in Patent Document 2 has a drawback that the cleaning power is insufficient when the temperature of water is 60 ° C. or less or when the water injection pressure is 10 kgf / cm 2 or less.
また、特許文献3に記載の従来技術においては、超音波洗浄であるので、短時間での洗浄力が不十分であるという欠点がある。洗浄時間を増やして洗浄力を高めようとすると、処理装置が非常に大型化されたり、装置価格が高価になったりする欠点がある。 Moreover, in the prior art described in Patent Document 3, since ultrasonic cleaning is used, there is a drawback that the cleaning power in a short time is insufficient. If it is attempted to increase the cleaning power by increasing the cleaning time, there are disadvantages that the processing apparatus becomes very large and the apparatus price becomes expensive.
また、特許文献4に記載の従来技術においては、酸性溶液のジェット噴流を使用するので、ノズルなどの金属部品の腐食の進行速度が早まってしまう欠点がある。酸性のミストが周囲に発散してしまう危険性も生じる。 Moreover, in the prior art described in Patent Document 4, since a jet jet of an acidic solution is used, there is a drawback that the progress of corrosion of metal parts such as nozzles is accelerated. There is also a risk that acidic mist may diverge around.
また、特許文献5に記載の従来技術においては、BTAを含む溶液に混ぜてアルミナ等の固体粒子を使うので、製品たる銅あるいは銅合金材の表面が凹凸になってしまい、その表面平滑性に悪影響を及ぼすこと、すなわち製品の表面品質の低下を招く危険性が増大する。 Moreover, in the prior art described in Patent Document 5, since solid particles such as alumina are used in a solution containing BTA, the surface of the copper or copper alloy material as a product becomes uneven, and the surface smoothness is increased. There is an increased risk of adverse effects, i.e. reduced surface quality of the product.
また、特許文献6に記載の従来技術においては、水の温度が60℃以下の場合あるいは水の噴射圧力が10kgf/cm2以下の場合に、洗浄力が不十分なことに加えて、洗浄水そのものにBTAを加えるので、BTAの使用量が非常に多くなってしまう欠点がある。 Moreover, in the prior art described in Patent Document 6, when the temperature of water is 60 ° C. or lower or when the water injection pressure is 10 kgf / cm 2 or lower, the cleaning power is insufficient. Since BTA is added to itself, there is a drawback that the amount of BTA used becomes very large.
したがって、本発明の目的は、高い圧力で負荷を掛けなくても金属表面の付着物に対する洗浄能力が十分に高く、そのような付着物を短時間で十分に除去することができ、また、大型の処理装置を必要とせず、その後の防錆膜形成工程において、強固な防錆膜を均一に形成することができる金属部材の防錆膜形成方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that the cleaning ability for the deposits on the metal surface is sufficiently high without applying a load at a high pressure, and such deposits can be sufficiently removed in a short time. It is an object of the present invention to provide a method for forming a rust preventive film for a metal member that can form a strong rust preventive film uniformly in the subsequent rust preventive film forming step.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、加熱および加圧された水と、加圧された気体とを混合することにより得られた気液2流体を用いて、金属部材の表面の油状物質を除去し、その表面に酸化銅層を形成した後に、前記金属部材を防錆剤を含む溶液で処理することを特徴とする金属部材の防錆膜形成方法を提供する。
In order to achieve the above object, the invention of
上記において、気体としては、窒素ガスを使用することが好ましいが、空気や水蒸気等の気体を使用することも勿論可能である。 In the above, nitrogen gas is preferably used as the gas, but it is of course possible to use a gas such as air or water vapor.
また、防錆剤としては、BTAを使用することが好ましい。 Moreover, it is preferable to use BTA as a rust preventive agent.
また、防錆剤を含む溶液の溶媒としては、水、アルコール、あるいは塩素系溶剤等の溶媒を使用することが好ましい。 Moreover, it is preferable to use solvents, such as water, alcohol, or a chlorine-type solvent, as a solvent of the solution containing a rust preventive agent.
この金属部材の防錆膜形成方法によれば、上記構成の採用により、特に、加熱および加圧された水と、加圧された気体とを混合することにより得られた気液2流体を用いて、金属部材の表面の油状物質を除去することにより、高い圧力で負荷を掛けなくても金属表面の付着物に対する洗浄能力が十分に高く、そのような付着物を短時間で十分に除去することができ、また、大型の処理装置を必要とせず、その後の防錆膜形成工程において、強固な防錆膜を均一に形成することができる。 According to this method for forming a rust-preventing film on a metal member, the adoption of the above-described configuration particularly uses a gas-liquid two fluid obtained by mixing heated and pressurized water and pressurized gas. By removing the oily substance on the surface of the metal member, the cleaning ability for the deposit on the metal surface is sufficiently high without applying a load at a high pressure, and such deposit is sufficiently removed in a short time. In addition, a large processing apparatus is not required, and a strong rust preventive film can be uniformly formed in the subsequent rust preventive film forming step.
請求項2の発明は、前記加熱および加圧された水の圧力が、0.1MPa〜0.98MPa未満であることを特徴とする請求項1に記載の金属部材の防錆膜形成方法を提供する。
The invention according to claim 2 provides the method for forming a rust preventive film for a metal member according to
本発明において、金属部材に対する洗浄力を高めるためには、加熱および加圧された水の圧力は0.1MPa〜0.98MPa未満であることが好ましく、圧力0.1MPa未満の場合、液滴を形成する力が弱く、通常、実施されていた水洗と同程度の効果しか得られないからである。一方、圧力0.98MPa以上であると、銅あるいは金属部材の変形等が発生しやすくなる。この方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、金属部材に対する洗浄力をより高めることができる。 In the present invention, in order to increase the cleaning power for the metal member, the pressure of the heated and pressurized water is preferably 0.1 MPa to less than 0.98 MPa. This is because the force to be formed is weak, and usually only the same effect as the water washing that has been carried out can be obtained. On the other hand, when the pressure is 0.98 MPa or more, deformation of the copper or metal member is likely to occur. According to this method, in addition to the above effect, the cleaning power for the metal member can be further increased by adopting the above configuration.
請求項3の発明は、前記気液2流体の温度が、60℃〜100℃であることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属部材の防錆膜形成方法を提供する。
The invention of claim 3 provides the method for forming a rust preventive film for a metal member according to
本発明において、金属部材に対する洗浄力を高めるためには、気液2流体の温度は60℃〜100℃であることが好ましく、この方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、金属部材に対する洗浄力をより高めることができる。 In the present invention, the temperature of the gas-liquid 2 fluid is preferably 60 ° C. to 100 ° C. in order to increase the detergency against the metal member. According to this method, in addition to the above effects, the above configuration is adopted. The cleaning power for the metal member can be further increased.
特に、加熱および加圧された水の圧力が0.1MPa〜0.98MPa未満であるとともに、気液2流体の温度が60℃〜100℃であることにより、金属部材に対する洗浄力をより一層高めることができる。これは、その気液2流体が常圧下で沸騰する自己生成の気液2流体となるからである。さらに、この場合、加圧された気体の圧力も0.1MPa〜0.98MPa未満であることが好ましく、この方法によれば、金属部材に向けて気液2流体を例えばノズルから適正な圧力で吐出させることができ、その液滴を金属部材に向けて加速衝突させることにより、金属部材の表面の付着物である加工油等の油状物質を容易に除去することができ、同時に、金属部材の表面に好ましい酸化銅の層を均一に形成することができる。これにより、その後のBTA処理等の防錆膜形成工程において、金属部材の表面に強固な防錆膜を均一に形成することができる。 In particular, the pressure of the heated and pressurized water is 0.1 MPa to less than 0.98 MPa, and the temperature of the gas-liquid 2 fluid is 60 ° C. to 100 ° C., thereby further improving the cleaning power on the metal member. be able to. This is because the gas-liquid 2 fluid is a self-generated gas-liquid 2 fluid that boils under normal pressure. Further, in this case, the pressure of the pressurized gas is preferably 0.1 MPa to less than 0.98 MPa. According to this method, the gas-liquid 2 fluid is directed from the nozzle to the metal member at an appropriate pressure, for example. By ejecting the droplets toward the metal member and accelerating the collision, oily substances such as processing oil that is a deposit on the surface of the metal member can be easily removed, and at the same time, the metal member A preferable copper oxide layer can be uniformly formed on the surface. Thereby, a strong rust preventive film can be uniformly formed on the surface of the metal member in the subsequent rust preventive film forming process such as BTA treatment.
請求項4の発明は、前記気液2流体の水の液滴径が、1μm〜100μmであることを特徴とする請求項1乃至3に記載の金属部材の防錆膜形成方法を提供する。 A fourth aspect of the present invention provides the method for forming a rust preventive film for a metal member according to any one of the first to third aspects, wherein a droplet diameter of water of the gas-liquid two fluid is 1 μm to 100 μm.
本発明によって、金属部材の表面の付着物である加工油等の油状物質が除去されるメカニズムは、本発明者らの検討結果によると、以下の通りである。すなわち、付着物である加工油等の油状物質は、衝突する気液2流体の液滴から運動エネルギーを受け取り、その運動エネルギーの大きさが金属部材との付着エネルギー以上である場合、金属部材の表面から離脱する。また、水に不溶性である加工油等の油状物質を、水を主体とする気液2流体と接触させる場合、油状物質は気液2流体を構成する液滴に溶解することができないため、液滴と気体の界面に集合する。しかし、金属部材の表面は一定の膜厚で液体膜に覆われているため、液滴と気体の界面に集合できなかった油状物質は、ある確率で金属部材の表面に再付着する。 According to the results of the study by the present inventors, the mechanism by which oily substances such as processing oil that are deposits on the surface of the metal member are removed by the present invention is as follows. That is, an oily substance such as processing oil that is a deposit receives kinetic energy from the colliding gas-liquid two fluid droplets, and when the magnitude of the kinetic energy is greater than or equal to the adhesion energy with the metal member, Detach from the surface. In addition, when an oily substance such as processing oil that is insoluble in water is brought into contact with a gas-liquid 2 fluid mainly composed of water, the oily substance cannot be dissolved in the droplets constituting the gas-liquid 2 fluid. It collects at the interface between the droplet and gas. However, since the surface of the metal member is covered with a liquid film with a certain film thickness, the oily substance that could not gather at the interface between the droplet and the gas reattaches to the surface of the metal member with a certain probability.
従って、本発明においては、気液2流体が持つ気液界面の面積が大きいほど油状物質の集合能力が高いので金属部材に対する洗浄能力が高く、気液2流体を構成する液体の量が同一であれば、液滴径が小さいほど気液界面の面積が大きく金属部材に対する洗浄能力が高いといえる。本発明者らの検討によると、液滴径の上限は100μmであることが好ましい。一方、液滴径の下限は液滴の蒸発速度との関係で決まる。すなわち、例えばノズルの先端で液滴が形成しても、金属部材の表面に到達する前に蒸発するならば洗浄には寄与しない。本発明者らの検討によると、液滴径が1μm以上であればノズルと金属部材の表面との間の距離を適切に保つことにより、液滴が蒸発する前に金属部材に対する洗浄処理を行うことができる。 Therefore, in the present invention, the larger the area of the gas-liquid interface that the gas-liquid 2 fluid has, the higher the gathering ability of the oily substance. If so, it can be said that the smaller the droplet diameter, the larger the area of the gas-liquid interface and the higher the cleaning ability for the metal member. According to the study by the present inventors, the upper limit of the droplet diameter is preferably 100 μm. On the other hand, the lower limit of the droplet diameter is determined by the relationship with the evaporation rate of the droplet. That is, for example, even if a droplet is formed at the tip of the nozzle, it does not contribute to cleaning if it evaporates before reaching the surface of the metal member. According to the study by the present inventors, if the droplet diameter is 1 μm or more, the metal member is cleaned before the droplets evaporate by appropriately maintaining the distance between the nozzle and the surface of the metal member. be able to.
この方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、金属部材に対する洗浄処理を確実且つ効果的に行うことができる。 According to this method, in addition to the above effects, the metal member can be reliably and effectively cleaned by adopting the above configuration.
請求項5の発明は、前記防錆剤が、ベンゾトリアゾールあるいはその誘導体であることを特徴とする請求項1乃至4に記載の金属部材の防錆膜形成方法を提供する。
The invention according to claim 5 provides the method for forming a rust preventive film for a metal member according to
この方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、銅あるいは銅合金材などの金属部材に対して、BTA処理により、その表面に強固な防錆膜を均一に形成することができる。 According to this method, in addition to the above effects, by adopting the above configuration, a strong rust preventive film can be uniformly formed on the surface of a metal member such as copper or a copper alloy material by BTA treatment. it can.
本発明の金属部材の防錆膜形成方法によれば、高い圧力で負荷を掛けなくても金属表面の付着物に対する洗浄能力が十分に高く、そのような付着物を短時間で十分に除去することができ、また、大型の処理装置を必要とせず、その後の防錆膜形成工程において、強固な防錆膜を均一に形成することができる。 According to the method for forming a rust-preventing film on a metal member of the present invention, the cleaning ability for deposits on the metal surface is sufficiently high without applying a load at a high pressure, and such deposits are sufficiently removed in a short time. In addition, a large processing apparatus is not required, and a strong rust preventive film can be uniformly formed in the subsequent rust preventive film forming step.
以下、図1に基づいて本発明の好適な実施の形態を詳述する。図1の実施の形態では、金属部材として、図示しない引抜きダイスを通して伸線加工された銅あるいは銅合金線材1を使用した。なお、引抜ダイスによらず圧延加工により加工された銅あるいは銅合金条材に対して本発明を適用することも勿論可能である。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the embodiment of FIG. 1, copper or
まず、BTA処理の前処理として、箱状の前処理容器2内に線材1を矢印方向に水平に通す。なお、この前処理については、線材1が伸線加工された直後であれば、線材1の表面にはほとんど酸化膜が形成されていないので、図2におけるステップ1の酸洗工程を省略して、直接、前処理容器2内に線材1を通すことができる。これに対し、線材1が伸線加工された直後でない場合は、線材1を酸洗し、一次水洗した後、前処理容器2内に線材1を通すものとする。一次水洗は、前処理効果を高めるために有効である。
First, as a pretreatment for the BTA treatment, the
酸洗に使用する酸としては、例えば硫酸、塩酸、硝酸等の無機酸が一般的であり、濃度40%以下、より好ましくは20%以下の無機酸を使用することが好ましい。本実施の形態では、濃度5%の硫酸水溶液を使用した。 As the acid used for pickling, for example, inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid are generally used, and it is preferable to use an inorganic acid having a concentration of 40% or less, more preferably 20% or less. In this embodiment, an aqueous sulfuric acid solution having a concentration of 5% is used.
前処理容器2は、例えば一辺が約20cmの箱状をなし、2本のスプレーノズル3、3の先端4、4を臨ませる導入口5、5が夫々上壁に形成されており、下壁にはその導入口5、5に対応する排出口6形成されている。また、前処理容器2の両側壁には線材1が通過する通過孔7が夫々形成されている。この両側壁間の距離は約20cmである。従って、線材1は前処理容器2内を矢印方向に通過する間にその長さ20cmの範囲に亘って連続的に前処理される。線材1は前処理容器2の上流側および下流側に配置された図示しない送り出し装置および巻き取り装置によって矢印方向に連続的に移動される。この後、線材1にはその表面にBTAの防錆膜を形成するため、図示しないBTA処理が施される。
The pretreatment container 2 has, for example, a box shape with a side of about 20 cm, and the inlets 5 and 5 for facing the tips 4 and 4 of the two spray nozzles 3 and 3 are formed on the upper wall, respectively. Is formed with a discharge port 6 corresponding to the introduction ports 5 and 5. In addition, passage holes 7 through which the
このように前処理容器2を使用して前処理し、線材1の表面を洗浄する本実施の形態では、線材1を矢印方向に移動させながら、スプレーノズル3、3の先端4、4から気液2流体8を噴射させて、前処理容器2内の線材1の表面に衝突させる。これにより、線材1の表面に付着されている酸化物および油状物質が除去されるとともに、線材1表面に薄くて好ましい酸化銅の層が形成される。ちなみに、この酸化銅はCu2O(酸化第一銅)と推定される。また、このときの線材1の移動速度を30m/分、即ち、0.5m/秒とすると、長さ20cm当たりの線材1の前処理時間は0.4秒となり、短い処理時間であるにも拘らず、線材1表面に付着されている酸化物および油状物質の除去効果は非常に高くなる。
In this embodiment in which the pretreatment container 2 is used for pretreatment and the surface of the
ここで、図1において気液2流体8の発生手段の概要を説明する。 Here, the outline of the means for generating the gas-liquid two fluid 8 will be described with reference to FIG.
密閉可能なタンク9に洗浄水10を投入し、タンク9の外壁面に設置されたヒータ11に通電することよって洗浄水10を加熱する。洗浄水10の温度はタンク9内に差し込まれた熱電対12に基づいて、温度調節計13によって調節できるようにされている。洗浄水10の温度は、例えば60℃〜100℃に調節される。14は熱電対12と温度調節計13とを結ぶ配線である。
Wash
また、タンク9には圧力計15が設置されており、タンク9内の圧力を測定できるようにされている。
Further, a
また、タンク9内には攪拌子16が投入されており、タンク9の下部に設置されたマグネチックスターラ17を駆動させることによって洗浄水10を攪拌し、洗浄水10の温度を均一に保持できるようにされている。
In addition, a
一方、窒素ガスボンベ18からの配管19がタンク9に連結されており、減圧弁20によって圧力調整された窒素ガス21がタンク9内に注入される。これによりタンク9内の圧力を高めることができる。例えば、タンク9内の温度を約80℃にした場合、タンク9内の圧力は約0.1MPaであるが、ここで減圧弁20によって約0.5MPaに減圧調整された窒素ガス21をタンク9内に注入した場合、温度を変えないで、タンク9内の圧力を約0.5MPaに高めることができる。
On the other hand, a pipe 19 from the
このようにしてタンク9内で加熱加圧された洗浄水10は、配管22、流量調節バルブ23等を経由してスプレーノズル3に導かれる。
The
他方、これとは別個に設置された窒素ガスボンベ24からの窒素ガス25は、減圧弁26、配管27、流量調節バルブ28等を経由してスプレーノズル3に導かれる。
On the other hand, the
スプレーノズル3では、加熱加圧された洗浄水10の配管22と窒素ガス25の配管27とが合わさり、スプレーノズル3は、図示しないが、その先端付近において加熱加圧された洗浄水10と窒素ガス25とが混合して気液2流体8を形成するとともに、スプレーノズル3の先端4、4から気液2流体8を排出するように構成されている。なお、窒素ガス21、25の代わりに、空気や水蒸気を使用してもよいことは勿論である。気液2流体8は、ほぼ水と空気から構成されているので、大気中に排出しても環境への負荷が小さいことは言うまでもない。
In the spray nozzle 3, the piping 22 of the heated and
本実施の形態では、加熱加圧された洗浄水10は、温度60℃〜100℃、圧力0.1MPa〜0.98MPa未満とした。温度/圧力が、60℃/0.1MPa未満の場合、洗浄力が弱く、通常、実施されていた水洗と同程度の効果しか得られないからである。一方、温度/圧力が、100℃を超え0.98MPa以上であると、銅あるいは銅合金線材1の変形や変色等が発生しやすくなる。また、加熱のためのエネルギ損失が大きく、経済的でない。
In the present embodiment, the heated and
また、本実施の形態では、加圧された気体である窒素ガス25は、圧力0.1MPa〜0.98MPa未満とした。圧力0.1MPa未満の場合、液滴を形成する力が弱く、通常、実施されていた水洗と同程度の効果しか得られないからである。一方、圧力0.98MPa以上であると、銅あるいは銅合金線材1の変形等が発生しやすくなる。
Moreover, in this Embodiment, the
また、本実施の形態では、スプレーノズル3の先端4、4から線材1までの距離は、近いほど洗浄力が高いが、走行中の線材1は動くので接する状態とすることは実際的には非常に難しく、その距離は、例えば1mm〜200mm程度が好ましく、5mm〜200mm程度がより好ましい。この点を踏まえて、本実施の形態では、スプレーノズル3の先端4、4から線材1までの距離を30mmとした。
Moreover, in this Embodiment, although the cleaning power is so high that the distance from the front-end | tips 4 and 4 of the spray nozzle 3 to the
上記前処理後、線材1にはその表面にBTAの防錆膜を形成するため、図示しないBTA処理が施される。このBTA処理に適用できる防錆剤としては、例えば、1H-benzotriazole(BTAと称す)、4-methyl-1.H-benzotriazole(TTAと称す)、4-carboxyl-1.H-benzotriazole、sodium tolyltriazzole、5-methyl-1.H-benzotriazole(TTAと称す)、benzotriazole buthyl ester、silver benzotriazole、5-chloro-1.H-benzotriazole、1-chloro benzotriazole等がある。
After the pretreatment, the
本実施の形態の線材1の防錆膜形成方法によれば、従来の酸洗、水洗および乾燥による前処理方法と比較して、線材1表面に付着されている酸化物および油状物質を短時間で十分に除去することができるとともに、線材1表面に防錆膜が形成されやすい薄い酸化銅の層を均一に形成することができる。従って、この後のBTA処理工程において、線材1の表面に強固な防錆膜を均一に形成することができ、線材1の表面を腐食および変色から確実に保護することが可能になる。
According to the method for forming a rust-preventing film for
図1に基づいて、加熱(60℃〜100℃)および加圧(0.1MPa〜0.98MPa未満)された洗浄水10と、加圧(0.1MPa〜0.98MPa未満)された気体である窒素ガス25とを混合することにより得られた気液2流体8を、スプレーノズル3、3の先端4、4から噴射させ、前処理容器2内を通過する銅あるいは銅合金線材1の表面に吹き付けて、銅あるいは銅合金線材1の表面を洗浄しその表面に付着されている酸化物および油状物質を除去するとともに、その表面に薄い酸化銅層を形成した後に、銅あるいは銅合金線材1をベンゾトリアゾールあるいはその誘導体を含む溶液でいわゆるBTA処理した。
Based on FIG. 1, the
次に、本発明の効果を検証するため、上記実施例により得られた線材と、比較例として従来例に基づき水洗および熱風乾燥させた後、同様にBTA処理して得られた銅あるいは銅合金線材とを用いて、夫々、熱風乾燥させた後、硫化ソーダ試験を行った。 Next, in order to verify the effects of the present invention, the wire obtained by the above example and the copper or copper alloy obtained by BTA treatment in the same manner after washing with water and drying with hot air based on a conventional example as a comparative example. Each of the wires was dried with hot air and then subjected to a sodium sulfide test.
この硫化ソーダ試験は、銅あるいは銅合金線材の防錆効果を評価する方法として一般に実施されているものであり、100ppmの硫化ソーダ水溶液中に対象となる試験線材を浸漬し、一定時間経過後の試験線材の表面の変色程度を評価する方法である。 This sodium sulfide test is generally carried out as a method for evaluating the anticorrosive effect of copper or copper alloy wire. The test wire is immersed in a 100 ppm sodium sulfide aqueous solution, and after a certain time has elapsed. This is a method for evaluating the degree of discoloration of the surface of the test wire.
硫化ソーダ試験の評価結果を表1に示す。 The evaluation results of the sodium sulfide test are shown in Table 1.
但し、本試験では、試験線材としては直径0.3mmのタフピッチ銅線を使用し、BTA処理後の熱風乾燥条件は静止状態で30秒間とした。また、BTA処理は40℃のBTA0.1%水溶液中に線材を1分間浸漬させて行った。 However, in this test, a tough pitch copper wire having a diameter of 0.3 mm was used as the test wire, and the hot air drying condition after the BTA treatment was set to 30 seconds in a stationary state. The BTA treatment was performed by immersing the wire in a BTA 0.1% aqueous solution at 40 ° C. for 1 minute.
表1中の評価結果欄については、「○」は試験線材の表面がまったく変色しないこと、「△」はわずかに変色したこと、「×」は著しく変色したことを示す。 In the evaluation result column in Table 1, “◯” indicates that the surface of the test wire is not discolored at all, “Δ” indicates that the surface is slightly discolored, and “×” indicates that the surface is remarkably discolored.
表1より、比較例については、時間の経過によって試験線材の表面の変色が進行し、試験線材の表面に完全な防錆膜が形成されていないことが分かる。一方、本発明の実施例については、硫化ソーダ水溶液中に浸漬して5分経過した後でも、試験線材の表面の変色が認められず、試験線材の表面に極めて優れた防錆膜が形成されていることが分かる。このことから、加熱および加圧された水と加圧された気体とを混合することにより得られた気液2流体を用いる場合は、圧力たかだか0.5MPa程度であっても、十分に高い洗浄能力が得られ、その後の防錆膜形成工程において、強固な防錆膜を均一に形成することができることが明らかである。 From Table 1, it can be seen that for the comparative example, the discoloration of the surface of the test wire progresses with time, and a complete rust preventive film is not formed on the surface of the test wire. On the other hand, with respect to the examples of the present invention, even after 5 minutes of immersion in a sodium sulfide aqueous solution, no discoloration of the surface of the test wire was observed, and an extremely excellent rust preventive film was formed on the surface of the test wire. I understand that Therefore, when using a gas-liquid 2 fluid obtained by mixing heated and pressurized water and pressurized gas, a sufficiently high cleaning is achieved even at a pressure of about 0.5 MPa. It is clear that the ability is obtained and a strong rust preventive film can be uniformly formed in the subsequent rust preventive film forming step.
1 銅あるいは銅合金線材
2 前処理容器
3 スプレーノズル
4 先端
5 導入口
6 排出口
7 通過孔
8 気液2流体
9 タンク
10 洗浄水
11 ヒータ
12 熱電対
13 温度調節計
14 配線
15 圧力計
16 攪拌子
17 マグネチックスターラ
18 、24 窒素ガスボンベ
19、22、27 配管
20、26 減圧弁
21、25 窒素ガス
23、28 流量調節バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010034888A JP2011168854A (en) | 2010-02-19 | 2010-02-19 | Method for forming rust preventive film on metallic member |
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JP (1) | JP2011168854A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014156362A1 (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 古河電気工業株式会社 | Surface-treated copper foil |
CN105040005A (en) * | 2015-07-24 | 2015-11-11 | 苏州华冲精密机械有限公司 | Water-based cleaning agents for automobile parts and preparation method for water-based cleaning agents |
-
2010
- 2010-02-19 JP JP2010034888A patent/JP2011168854A/en active Pending
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