JP5799311B2 - 釣針の製造方法 - Google Patents

Description

本願発明は、釣針の製造方法に関するものである。

今日使用されている釣針の多くは、耐食性の向上のためにめっきによる表面処理がなされており、特に、スズ（錫）に対し鉛が３０ｍａｓｓ％程度含まれているハンダめっきなど、鉛を含む合金がめっきされたものが普及している。ところが、鉛は、有害物質の一つとして近年問題視されており、釣針についても、鉛を含んだ合金のめっきの安全性について検討する必要がある。
例えば、延縄漁法に使用される釣針は、通常、１回の使用毎に使い捨てられるため、鉛による環境への影響が懸念され、また、この有害なめっきが施された釣針を飲み込んだ魚を食することについて、食の安全という観点からも不安材料となる。
しかし、有害な鉛を含む合金めっきが施された上記釣針について、環境に影響を与えないように、また、食の安全に影響を与えないように、廃棄処理しようとすれば多大な経費がかかる。
そこで、めっきを施す釣針において、早急に鉛フリー化を実現することが求められている。

一方、鉛を含有しないめっきを施した釣針として、特許文献１へ示す釣針が提案されている。この釣針は、炭素鋼，ステンレス鋼等を釣り針形状に成形した釣針本体と、釣針本体の表面に設けられた電気アルミめっき層とを備えたものである。ところが、この特許文献１に示す釣り針は、比較的コストが高く、また、この特許文献１に係る釣り針を従来の鉛含有めっきに置き換えるには、釣り針の製造設備の変更等が費用となる。

特開平５−１２３０８４号公報

上記の事情に鑑み、本願発明は、ハンダの材料として安価なスズを主成分として用いつつ、低コストにて鉛のフリー化を実現することができる釣針の提供を目的とする。

本願発明は、母材を炭素０．１〜０．８ｍａｓｓ％含んだ鋼とし且つチモトを環状部とする釣針本体に対して、塩化亜鉛を含有するフラックス液にてフラックス処理する工程と、摂氏５００〜６００度に加熱させ且つ回転させた釜で溶解することによりスズに対し２．０〜４．０ｍａｓｓ％銀又は銅を含有させたＳｎ−Ａｇ合金にて、複数の前記釣針本体を前記釜へ投入することにより複数の少なくとも前記釣針本体に３〜６ミクロンの厚さめっきを施す工程とを含む釣針の製造方法を提供する。

本願発明は、スズを主成分とするハンダめっき素材を用いつつ、鉛のフリー化を実現し、環境に優しく、耐食性に優れた釣針を提供する事が出来たものである。
より望ましくは、製造時に煙の発生なども比較的少ない作業性の優れた釣針を、低コストにて製造できるようにしたものである。
特に、本願の請求項３の発明では、釣針素材に対するめっき合金のぬれ性を向上させることができ、均一な厚みのめっき層を形成し得たものである。

ハンダめっき材料の、ぬれ広がり試験結果のグラフを示す説明図。 釣針のめっきの良否を判定する部位である、環状部を示す一部切欠要部側面。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本願の実施例の要部拡大断面図。 （Ａ）〜（Ｄ）は、比較例の要部拡大断面図。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
先ず、本願発明に係る釣針の製造の主要な工程について説明する。
この釣針は、炭素鋼を用い周知の方法にて、釣針の形状に形成された母材に対して、順に、（１）バレル研磨・酸洗工程、（２）水洗い工程、（３）フラックス処理工程、（４）ハンダめっき工程、（５）水冷工程、（６）脱水・乾燥工程の各工程を施すものである。
釣針の母材は、炭素０．１〜０．８ｍａｓｓ％含んだ鋼を採用するのが好ましい。
以下、各工程について順に説明する。

（１）バレル研磨・酸洗工程
このバレル研磨・酸洗工程において、釣針の形状に形成された、炭素０．１〜０．８ｍａｓｓ％含んだ鋼の母材を複数、０．２ｖｏｌ％の硫酸と共に、周知のバレル研磨機に入れ、５０ｒｐｍの速度で、研磨材を用いない通常研磨を行う。
バレル研磨工程中、釣針母材は、上記の０．２ｖｏｌ％の硫酸に浸漬されて、研磨と共に酸洗にて母材表面の錆を除去される。
母材は、形状に形成される際の熱処理即ち焼入れ後、表面に錆が発生するが、錆が残っていると良いめっきはできないので、上記の通り酸洗により錆を除去する。

（２）水洗い工程
水洗い工程において、バレル研磨・酸洗工程にて付着した硫酸を水にて洗い流す。

（３）フラックス処理工程
フラックス処理工程において、フラックス液として、１０ｍａｓｓ％の塩化亜鉛に、水洗い工程後の釣針母材を浸漬する。
上記フラックス液を用いたフラックス処理により、後述するめっき工程において、めっき合金の母材表面に対する濡れ性を向上し、はんだを母材へ付き易いものとすることができ、均一なめっき層を形成することができる。

（４）ハンダめっき工程
ハンダめっき工程は、ハンダめっき素材としてスズに銀を配合し、スズに対し２．０〜４．０ｍａｓｓ％銀を含有した合金にて、周知のハンダめっきの手法により釣針の母材表面にめっき層を形成する工程である。
具体的には、この工程において、摂氏５００〜６００度に加熱させた釜にて、スズ及び銀を溶解し、この釜内に釣針を投入する。釜を１５ｒｐｍの速度で回転させる。但し、このような回転速度に限定するものではない。この工程によって、釣針母材の表面に、計算上即ち理論上、３〜６ミクロンの厚さのめっき層を形成する。

（５）水冷工程
ハンダめっき工程後、この水冷工程によって、釜内から取り出した釣針を水に漬けて、冷却する。
（６）脱水・乾燥工程
水冷工程により、水にて冷却した釣針を、水から取り出し、温風のブローにより脱水・乾燥させる。
この工程の完了により、釣針は完成する。

従来は、ハンダめっき工程において、ハンダめっき素材としてスズに対して鉛を用い、Ｓｎ−３０〜４０ｍａｓｓ％Ｐｂのめっき層を形成するものであった。本願発明では、ハンダめっき工程において、上記の通り、スズに対し２．０〜４．０ｍａｓｓ％銀の合金のめっき層を形成する。
また、ハンダめっき工程において、上記の銀に代え銅を用い、スズに対し０．７〜４．０ｍａｓｓ％銅を含有した合金を計算上３〜６ミクロンの厚さ、母材表面にめっき層として形成するものとしても実施できる。
更に、ハンダめっき工程において、銀及び銅の双方を用い、スズに対して、３．０ｍａｓｓ％銀と０．５ｍａｓｓ％銅を含有した合金を３〜６ミクロンの厚さ、母材表面にめっき層として形成するものとしても実施できる。銀に代え銅を用いる場合も、銀と共に銅を用いる場合も、特に明示しない事項については、スズに対して銀を用いる上記の実施の形態と同様である。
めっき素材としてスズに対し銀と銅の何れを用いる場合も、めっき層の厚みが上記の３ミクロンを下回ると塩水に対する耐食性が著しく低下し、めっき層の厚みが上記の６ミクロンを超えるとハンダめっき工程において釣針同士が付着してしまう。
従って、本願発明において、耐食性の確保と製造中の釣針同士の付着防止の点で、めっき層を３〜６ミクロンとするのである。

従来のハンダめっき素材であるＳｎ−３０％Ｐｂに対し、鉛フリーハンダめっき素材として、次のものを挙げることができる（何れもｍａｓｓ％）。
Ｓｎ、Ｓｎ−（５，５７）％Ｂｉ
Ｓｎ−（１〜９）％Ｚｎ
Ｓｎ−（２，９）％Ｚｎ−（２，３．５）％Ａｇ
Ｓｎ−０．０１％Ｐ、Ｓｎ−０．１％Ｐ
Ｓｎ−（０．７，３．５）％Ｃｕ
Ｓｎ−（１．０〜３．５）％Ａｇ
Ｓｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ
Ｓｎ−３．０％Ａｇ−２．０％Ｂｉ
Ｓｎ−３．５％Ａｇ−（３〜１０）％Ｂｉ

これらの鉛フリーハンダめっき素材の中、図１のグラフにおいて横軸で示す各素材について、摂氏３８０度におけるぬれ広がり試験を行い、その結果をこの図１に示す。ぬれ広がり試験は、炭素鋼板の上に、ハンダめっき素材を付け、炭素鋼板を加熱し、はんだの広がり面積を評価するものである。
図１に示すグラフの縦軸は、従来品であるＳｎ−３０％Ｐｂに対するぬれ広がり率を示している。

図１の横軸は、左から右へ順に、
１）Ｓｎ−３０％Ｐｂ（従来品）
２）Ｓｎ
３）Ｓｎ１％Ａｇ（％は、ｍａｓｓ％。以下同じ。）
４）Ｓｎ２％Ａｇ
５）Ｓｎ３．５％Ａｇ
６）Ｓｎ３．０％Ａｇ０．５％Ｃｕ
７）Ｓｎ０．０１％Ｐ
８）Ｓｎ０．１％Ｐ
９）Ｓｎ０．７％Ｃｕ
１０）Ｓｎ３．５％Ｃｕ
１１）Ｓｎ１％Ｚｎ
１２）Ｓｎ２％Ｚｎ
１３）Ｓｎ４．５％Ｚｎ
１４）Ｓｎ９％Ｚｎ
１５）Ｓｎ２％Ｚｎ２％Ａｇ
１６）Ｓｎ９％Ｚｎ３．５％Ａｇ
１７）Ｓｎ５％Ｂｉ
１８）Ｓｎ５７％Ｂｉ
１９）Ｓｎ３．０％Ａｇ２％Ｂｉ
２０）Ｓｎ３．５％Ａｇ３％Ｂｉ
２１）Ｓｎ３．５％Ａｇ５％Ｂｉ
２２）Ｓｎ３．５％Ａｇ７．５％Ｂｉ
２２）Ｓｎ３．５％Ａｇ１０％Ｂｉ
を示している。

各素材について、斑点が付された棒グラフはフラックス液にＺｎＣｌ（塩化亜鉛）を用いたものを示し、黒く塗りつぶされた棒グラフはフラックス液にＵＲを用いたものを示し、白抜きの棒グラフはフラックス液にＮＦを用いたものを示している。
ＵＲは、内橋エステック株式会社製のフラックス（商品名ネスパーＲ）である。また、ＮＦとはニホンハンダ株式会社製のフラックス（商品名ＡＤ２ＦＦ０２３４０６）である。

フラックス液についてＵＲを用いるものについて、ＵＲはＺｎＣｌの１０倍の値段であり、コストが高く、図１に示す結果にかかわらず、使用は好ましくない。
また、フラックス液についてＮＦを用いたものは、前述のハンダめっき工程において、釜から多量のガスが発生し、作業性が悪いので、使用は好ましくない。
一方、ＺｎＣｌのフラックス液は、安価なＺｎＣｌにてコストを押えることができ、また、ハンダめっき工程において多量のガスが発生するということもなく、扱い易い。

スズに対してビスマスを含む、
１７）Ｓｎ５％Ｂｉ
１８）Ｓｎ５７％Ｂｉ
１９）Ｓｎ３．０％Ａｇ２％Ｂｉ
２０）Ｓｎ３．５％Ａｇ３％Ｂｉ
２１）Ｓｎ３．５％Ａｇ５％Ｂｉ
２２）Ｓｎ３．５％Ａｇ７．５％Ｂｉ
２２）Ｓｎ３．５％Ａｇ１０％Ｂｉ
については、耐食性が悪く、その採用は適切ではない。

上記の点を考慮すると、フラックス液にＺｎＣｌを用いるもので、ビスマスを含有するものを除き、ぬれ広がり率が８０％を越える、
４）Ｓｎ２％Ａｇ
５）Ｓｎ３．５％Ａｇ
１０）Ｓｎ３．５％Ｃｕ
が、本願発明の釣針のめっき工程において、使用に適するハンダめっき材料であることが分かる。

上記の４）、５）、１０）の合金を実施例１〜３とし、比較例と共に、表１及び表２に示すが、本願発明はこの実施例に限定して理解されるべきではない。

各検体について、フラックス液には、ＺｎＣｌを採用し、バレル研磨として研磨剤を使用しない、通常の研磨を行った。実施例１はめっき素材をＳｎ−２％Ａｇとし、実施例２はめっき素材をＳｎ−３．５％Ｃｕとし、実施例３はめっき素材をＳｎ−３．５％Ａｇとした。実施例１〜３については、めっき温度を摂氏５５０度とし、めっき時間を９０秒とし、針に対するハンダ配合重量比を針５ｋｇに対してハンダ１００ｇとしたものであり、計算上の即ち理論めっき厚さは５．５ミクロンとなる。
また比較例１はめっき素材をＳｎ−２％Ａｇとし、比較例２はめっき素材をＳｎ−３．５％Ｃｕとし、比較例３はめっき素材をＳｎ−３．５％Ａｇとした。比較例１〜３については、めっき温度を摂氏５３０度とし、めっき時間を２分３０秒とし、針に対するハンダ配合重量比を針７ｋｇに対してハンダ８０ｇとしたものであり、計算上の即ち理論めっき厚さは２．８ミクロンとなる。
実施例４は、実施例３の実施例の結果の再現性を確認したものであり、比較例４はビスマスを含む合金に関するものである。
対照区は、鉛を含むＳｎ−３０％Ｐｂ合金（従来品）を用いたものである。

表２に各実施例と比較例の試験結果を示す。
まず、環内不良率は、検体数１００本中、図２において濃色で示す、釣針１のチモト即ち環状部２の内側２０のめっきの状況を調べたもので、均一な厚みのめっき層が形成されていない検体数である。以下、環内というのは、この環状部２の内側２０の部分を指す。
表２の環内不良率を見ると、本願の実施例はいずれも不良率２０本未満である。これに対して比較例はいずれも不良率５０本をはるかに越えるものである。従って、比較例に比して、本願の実施例はいずれも、不良率が極めて低く、従来品である対照区Ｓｎ−３０％Ｐｂに近い、良好な結果を、各実施例が得ていることが確認できる。

さらに表２に、２４時間塩水に浸漬した後と、７２時間塩水に浸漬後のそれぞれについて、環内のサビの発生本数を調べた結果を示す。検体数は、いずれも１０本である。比較例４を除く各実施例と比較例の結果は、サビの発生は３本以下と良好な結果を示したが、比較例４については、実用に耐えない結果であった。

図３（Ａ）〜（Ｄ）に、上記実施例３の要部拡大断面図を示す。
この図３へ示す釣針は、釣針本体（鋼）５ｋｇに対してハンダを１００ｇとしたものであり、計算結果としてのめっき層の厚みは、５．５ミクロンである。
この図３へ示す通り、実施例２の実施例の４つの検体の断面において、母材ｘを、めっき層ｙが均一な厚みで被覆しており、メッキが良好に施されていることが分かる。

図４（Ａ）〜（Ｄ）に、比較例３の要部拡大断面図を示す。
この図４へ示す釣針は、釣針本体（鋼）７ｋｇに対してハンダを８０ｇとしたものであり、計算結果としてのめっき層の厚みは、２．８ミクロンである。
この図４（Ａ）に示す検体では、めっき層ｙ'の厚みに他より厚みが大きい部分が見られ、厚みのムラが確認できる。また、図４（Ｂ）へ示す検体では、めっき層ｙ'が薄く、めっき層が付いていない、母材ｘ'を十分に被覆できていない部分があることが分かる。

上記本願発明の実施例と比較例の試験結果から、本願発明は、製造時の良品率が高く、鉛を含むめっき層が施された釣針と比べて遜色ない良好な耐食性を確保していることが分かる。また、実施例のＳｎ−３．５％Ａｇの検体について、目視において釣針の光沢が顕著であることが分かり、外観においても、本願発明に係る釣針は優れたものである点が確認された。

１ 釣針
２ 環状部
３ シャンク
２０ 環状部内側

Claims (1)

1. 母材を炭素０．１〜０．８ｍａｓｓ％含んだ鋼とし且つチモトを環状部とする釣針本体に対し、塩化亜鉛を含有するフラックス液にてフラックス処理した後、
   摂氏５００〜６００度に加熱させ且つ回転させた釜にて溶解することによりスズに対し２．０〜４．０ｍａｓｓ％銀を含有させたＳｎ−Ａｇ合金にて、複数の前記釣針本体を前記釜へ投入することにより複数の前記釣針本体に３〜６ミクロンの厚さめっきを施すことを特徴とする釣針の製造方法。

Images