JPS59185794A - ワインダ−用ドラムの表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム合金製ワイングー用ドラムに関
し、更に詳しくは、耐摩耗性に優れ、耐久性大なるアル
ミニウム合金製ワイングー用ドラムの製造方法に関する
。

従来技術 紡糸ワイングー用の捲取りドラム（本明細書においては
単にワイングー用ドラムという）は、従来は鉄又は鉄台
金製のものが使用されて来たが、近年のワイングーの高
速化に伴って、現在では軽量なアルミニウム合金（以下
単にＡｌと略称する）製のものが大半を占めるにいたっ
ている。ワイングー用ドラムは、周知の如く、通常８０
〜９０ｍｎ程度の外径を有し、その表面に紡糸を案内す
る溝部が形成されており、使用時には該溝内で糸と接触
した状態で高速回転せしめられる。従って、溝部内面の
摩耗による損傷或いは面荒れを防止する必要があり、従
来からもＡ［製ワイングー用ドラム表面にクロムめっき
を施したり、ドラム表面を硬質アルマイト処理したり、
最も摩耗の激しい部分即ち２本以上の溝が交叉する部分
に高硬度のアルミナ磁器を埋込む等の対策がなされてい
る。しかしながら、クロムめっきの場合には、溝内にめ
っきが形成され難い、糸との摩擦により局部的に加熱さ
れると硬度が大巾に低下して耐摩耗性が著るしく減少す
る等の難点がある。硬質アルマイト処理の場合には、硬
度が不十分なる為、耐久性が予期された程には向上しな
い等の欠点がある。更に、アルミナ磁器の埋込みの場合
には、製造コスト及び材料コストが大巾に増加するのみ
ならず、アルミナ磁器による補強部分の近傍が著るしく
損耗する為、期待された程には耐用期限が増大しないこ
とが判明している。従って、Ａｌ製ワインダートラム溝
内部の損傷或いは面荒れを効果的に防止し得る新たな技
術の出現が求められているのが現状である。

発明の構成 本発明者は、上記の如きＡｌ製ワイングー用ドラムの欠
点を出来るだけ軽減すべく種々研究を重ねた結果、特定
の組成を有するＣｒめつき浴により形成される高硬度の
Ｃｒ　めつき層が、ワイングー用ドラムの使用条件と同
様な苛酷な条件下においても長期にわたり優れた耐久性
を発揮することを見出した。しかしながら、該Ｃｒ　め
つき層は、Ａｌｌ製ワイングー用ドラム基体対する密着
性が不十分なることが判明したので、更に研究を進めた
結果、ｌ製ワイングー用ドラムと上記Ｃｒめつき層との
間にＮｉ　−Ｐ合金めつき層又はＮ１−Ｂ合金めつき層
を介在させる場合には、上記密着性に関する問題点も実
質的に解決されることを見出シタ。即ち、本発明は、■
（１）　　アルミニウム合金製のワイングー用ドラム基
体上にＮ１−Ｐ合金又はＮ１−Ｂ合金からなる下地めっ
き層を形成させる工程及び（ＩＩ）（ａ）　　全クロム
量７０〜１４０１／ｌ。

そのうち８価クロムイオン（主にシュウ酸クロム錯体か
らなる）は５５〜９０％、６価クロムイオンは４５〜１
０％である母液に（ｂ）　　ホウ酸及びその塩、硫酸及
びその塩、ケイフッ酸及びその塩、フッ酸及びその塩、
硫化ナトリウム、過硫酸及びその塩、スルファミン酸及
びその塩からなる群から選ばれた少なくとも１種５０〜
１５０９／ｌを安定剤として含有するクロムめっき浴に
よりＣｒからなる表面めっき層を形成させる工程を備え
たことを特徴とするアルミニウム合金製のワイングー用
ドラムの表面処理方法を提供するものである。

以下本発明を各工程毎に詳細に説明する。

［Ｉ］　　脱脂 ｉ合金のダイカスト、ｌｉ金合金鋳物等からなるワイン
グー用ドラム基体は、めっき層を均一に形成させる為、
脱脂処理を行なうことが望ましい。脱脂浴としては、Ａ
［展伸材の脱脂に通常用いられているものを使用すれば
良いが、アルカリ性脱脂浴は、基体の溶解量を大きくす
るので、処−理条件に留意する必要がある。実用上の観
点からは、アルカリ水溶液及び／又は硫酸、硝酸、及び
これ等の混酸等の酸水溶液及び／又は界面活性剤水溶液
により脱脂し、水洗することが好ましい。

（［［］　　前処理 Ａ１合金上にＮ１−Ｐ合金又はＮ１−Ｂ合金のめつき層
を形成させる為には、Ａ１合金表面の亜鉛置換、銅置換
等の前処理を行なうことが好ましい。

これ等の置換処理は、公知の方法をそのまま採用するこ
とが出来るが、その−例を挙げれば、以下の通りである
。炭酸ナトリウム２８　ｆ／ｌ及び／又はリン酸ナトリ
ウム２８９／Ｉｌを含む６０’Ｃのアルカリ浴にドラム
基材を浸漬して脱脂し、水洗し、更に５０％硝酸に常温
で浸漬し、水洗する。

次いで、ドラム基材を水酸化ナトリウム５２０ｆ／ｌ　
、酸化亜鉛１０（１／ｎ、　　ロッシェル塩１０９／ｌ
、及び塩化第二鉄１　ｆ／ｌを含む溶液に浸漬し、その
表面の亜鉛置換を行なう。

或いは、６プレーテイング　アンド　サーフイス　フイ
ニツシング”　［２］５８　（’８２　）に記載の如く
、電解洗浄（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ｂｒｕｓｈｉ
ｎｇ　）　と陰極活性処理（ｃａｔｈ□ｄｅ　ａｃｔｉ
ｖａｔｉｏｎ　）との組合せを使用しても良い。

（財）下地めっき層の形成 脱脂処理後又は更に前処理後のドラム基体上には、Ｎ１
−Ｐ合金又はＮｉ　−Ｂ合金　からなる無電解下地めっ
き層を形成させる。Ｎｉ　−Ｐ　めつき浴の例を第１表
に示し、Ｎｉ　−Ｂめっき浴の例を第２表に示す。

尚、下地めっき層の厚さは、通常５〜５０μｍ１より好
ましくは１０〜８０μｍ程度である。Ｎｉ　−Ｐ合金中
のＰ含有量は、４〜１２重量％、より打金中のＢ含有量
は、０．５〜６重量％、より好ましくは１〜２．６重量
％である。

引続く表面めっき層の形成に先立っては、必要に応じ常
法に従って活性化処理を行なうことは、言うまでもない
。

（５）表面めっき層の形成 最後に上記の如くして得られた下地めっき層上に、下記
のクロムめっき浴を使用して、表面Ｃｒめっき層を形成
させる。

Ｃｒめつき操作条件は、Ｃｒめっきの厚さ、めっき液の
組成等により異なるが、通常ＰＨ１，６〜２．５、温度
４０〜８０°Ｃ１陰極電流密度１５〜５０Ａ／ｄｍ程度
である。

表層Ｃｒ　めっき層の厚さは、通常５〜８０μｍ程度の
範囲内にある。

本発明で使用するクロムめっき浴は、以下の（ａ）〜（
ｂ）を必須の成分とする。

（ａ）　　クロムめつき母液は、クロム酸水溶液に蓚酸
を添加反応させる方法、蓚酸クロム水溶液にクロム酸を
添加反応させる方法、水酸化クロムを蓚酸に溶解したの
ち陽極酸化法に基づく電解法によって６価クロムを生成
する方法等により調製することができ、いづれの方法に
より作成する場合にも、母液の全クロムを７０〜１４０
ｆ／ｌ　　とし、８価クロムイオンを５５〜９０％とす
ることが好ましい。

全クロム量が、７０　ｆ／ｌ　未満の場合は電流効率が
低下し、また均一なりロム電着を得るめっき条件が非常
に狭くなる。一方１４０１／ｌを上回る場合には、めっ
き層の性質には影響はないが、めっき液の粘性が増加し
、電気伝導度が悪くなり、浴電圧が高くなってくるため
、電気代が増大する。

母液中の８価クロムイオン量は９０〜５５％が好ましい
。その量が９０％を上回る場合には、硫酸塩の添加量が
少ない場合にめっき層が黒色となる。その量が５５％以
下では、低い電流密度部分におけるめっき層が黒色にな
りゃすく、まためっき層にクラックが発生し、さらに電
着物の硬さが低下する傾向が大となる。

（ｂ）　　安定剤２０〜１５０ｆ／１ 安定剤の量は、その種類、浴の使用条件等により若干変
るが、その目的はｐＨの安定性、溶液中におけるクロム
錯体の安定性、耐不純物性の改善、溶液の電気伝導性の
改善、電流効率の向上、電着物表面の平滑性の改善、電
着物の密着性の改善等に貢献する。

本発明で使用する安定剤をより具体的に例示すれば、以
下の通りである。

（１）　　ホウ酸及びホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩。

（１１）硫酸及び硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸
アンモニウム等の硫酸塩。

（ｉＩＩ）　　−ｙツ化ケイ素酸及びケイフッ化アンモ
ニウム、ケイフッ化ナトリウム等のフッ化ケイ素酸塩。

θＶ）　　フッ酸及びフッ酸アンモニウム、フッ化水素
アンモニウム、フッ酸ナトリウム、フッ酸カリウム等の
フッ酸塩。

（Ｖ）　　過硫酸及び過硫酸アンモニウム、過硫酸ナト
リウム等の過硫酸塩。

（ｖｌ）スルファミン酸及びスルファミン酸ナトリウム
、スルファミン酸アンモニウム等のスルファミン酸塩。

（Ｖ＋１）その他：硫化ナトリウム。

本発明で使用するクロムめっき浴には、必要に応じ、ミ
スト防止等の目的でアニオン系界面活性剤等の公知の添
加剤を併用することが出来る。

尚、本発明方法により形成される高硬度のＣｒ表面めっ
き層は、通常のサージェントめっき浴により形成される
Ｃｒめつき層に比して硬度が大である。更に、前者は、
加熱により硬度が上昇する点において、加熱により硬度
を著るしく低下させル後者とは、著るしく異なっている
。従って、本発明方法により表面処理されたワイングー
用ドラムを更に約４００°Ｃまでの温度で加熱処理する
ことにより、硬度の上昇と耐久性の増大が達成される。

（１）本発明方法により形成されるＣｒ表面めっき層は
、Ｈｖ　　１５００以上の高硬度を有している。

（１１）上記（１）の高硬度Ｃｒめっき層は、４００°
Ｃ程度までの加熱処理により、その硬度をＨｖ　１９０
０程度まで上昇させることが出来る。

（ｍ）　　通常のサージェント浴によるＣｒめつき層が
品質であるのに対し、上記の高硬度Ｃｒ　めっき層は、
非晶質で極微粒子を含む。

（ＩＶ）　　マイクロクラックを内蔵しておらず、加熱
処理によってもマイクロクラックは発生しない。

（Ｖ）　　本発明方法により形成される高硬度Ｃｒ表面
めっき層は、耐摩耗性に優れている。

（ｖ（ｌ　　該高硬度Ｃｒ表面めっき層とワイングー用
ドラムとの間にＮ１−Ｐ　合金めつき層を介在させてい
るのでＣｒめっき層が均一に形成されやすくなり、Ｃｒ
　めっき層の密着性も極めて優れている。特に、摩耗の
激しい情交叉部（溝突出部）には密着性に優れた十分な
厚さのめつき層が形（ｗｉｔ）上記（１）〜Ｍの結果と
して、高速回転下の使用条件下においても、本発明によ
るワイングー用ドラムは、長期にわたり摩耗、面荒れ等
を生じないので、極めて優れた耐久性を発揮する。

（Ｖｌｉｉ）摩擦係数が低く且つ面荒れを生じないので
、糸の滑りが良（、チーズ形状も良好となる。

実施例Ｉ ＪＩＳ　　６０６８　　に相当するＡ１合金製のワイン
グー用ドラム基体（全長１７８ｍｍ、軸径２０　ｍｍ。

外径８２　ｍｍ　）を炭酸ナトリウム２８　ｆ／ｌ　及
びリン酸ナトリウム２８１／ｌ　を含む６０’Ｃのアル
カリ脱脂浴に浸漬し、水洗し、更に５０％硝酸溶液に常
温で浸漬し、水洗した。

次に、水酸化ナトリウム５２０ｆ／Ｌ酸化亜鉛１００ｆ
／ｌ、ｏ　ｙ　シｘ　ル塩１０　ｆ／ｌ及ヒ塩化ｆ４二
鉄１　ｆ／ｌ　を含む溶液を用いて、ワイングー用ドラ
ム基体表面の亜鉛置換を行なった。

次いで、硫酸ニッケル２０１／／ｌ　、クエン酸ナトリ
ウム８０　ｆ／ｌ及び次亜リン酸ナトリウム２５　ｆ／
ｌ　を含むＰＨ４，５の無電解Ｎｉ　めつき浴に上記ワ
イングー用ドラム基体を液温９０°Ｃで２時間浸漬す４
ことにより、厚さ約８０μｍのＮｉ、１′ −Ｐ合金下地めっき層（Ｐ含量約１０％）を形成／ させた。

次いで、Ｎ１−Ｐ　合金めつき層を形成させ、、″たワ
イングー用ドラム基体を硫酸１５％及び硝ｉ１５％を含
む混酸溶液（液温約４０℃）に浸漬することにより活性
化する。　　　　　　　　　１次いで、無水クロム酸２
００１／ｌ、シ笠つ酸６４０ｆ／ｌ、硫酸アンモニウム
１００ｆ／ｌ、水酸化ナトリウム１２１／ｌ及び陰イオ
ン界面活性剤８　ｆ／ｌ　を含むめつき浴中で、ＰＨ２
、液温６０℃、電流密度４０Ａ／ｄｍ　　の条件下に上
記Ｎｉ　−Ｐ合金めっき層を有するワイングー用ドラム
基体に対し１時間電解めっきを行ない、厚さ１２μｍの
Ｃｒめつき層を形成させた。

かくして得られたワイングー用ドラムをポリエステル８
５％及び綿６６％の大番手繊維紡糸に連続２年間使用し
たところ、糸との接触による表面の摩耗や粗面化は認め
られず、滑り性も良好で、ｗ４雑にも異常は生じていな
かった。この結果から、更に２年以上の連続使用が可能
であると推定される０ 比較例１ 実施例１で使用したものと同様の、１合金製ワイングー
用ドラム基体の表面から約５０μｍに陽極酸化皮膜を形
成させ、いわゆる硬質アルマイトドラムとした。

該硬質アルマイトドラムを実施例１と同様にして２年間
使用したところ、全体として表面の摩耗及び粗面化が進
行し、特に糸道溝が交差する頂点においてその傾向が着
るしく、使用限界に達していた。

実施例 実施例１及び比較例１と同様にして夫々表面処理したワ
イングー用ドラムの皮膜硬度試験及び−テーパ一式摩耗
試験機による耐摩耗性試験を行なった結果は、第８表に
示す通りであった。

第　　８　　表 注：１）テーパー、Ｃ８−１０，ｌｋｆ荷重、５０００
回転減量。

（以上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■（１）　　アルミニウム合金製のワイングー用ドラム
   基体上にＮ１−Ｐ合金又はＮｉ　−Ｂ合金からなる下地
   めっき層を形成させる工程及び（ＩＩ）（ａ）　　全ク
   ロム含量（Ｃｒ　として）７０〜１４０ｆ／ｌ　であっ
   て、８価クロムイオン５５〜９０％及び６価クロムイオ
   ン４５〜１０％からなる母液に （ｂ）　　ホウ酸及びその塩、硫酸及びその塩、ケイフ
   ッ酸及びその塩、フッ酸及びその塩、硫化ナトリウム、
   過硫酸及びその塩、スルファミン酸及びその塩からなる
   群から選ばれた少なくとも１種２０〜１５０１／ｌを安
   定剤として含有するクロムめっき浴によりＣｒ　からな
   る表面めっき層を形成させる工程 を備えたことを特徴とするアルミニウム合金製のワイン
   グー用ドラムの表面処理方法。