JPS6014840B2 - 鉄を主体とした針金の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気メッキ及び電気メッキされた鉄を主体とす
る針金の処理の組合せに関する。

本発明は特に電気メッキされた鋼線を電解的に脱金属す
る方法に関する。従来、鋼線はそのゴムへの密着性を高
めるために亜鉛、銅、錫及び／またはそれらの合金、例
えば真ちゆうまたは青銅のような各種金属で被覆されて
きた。

典型的には、これらの被覆は適当な溶液中で電気メッキ
することにより電解的に、あるいは溶融金族中に浸薄ま
たは引抜きすることにより鋼線に施こされていた。

一般に、電気メッキ法の方が好ましい。通常の電気メッ
キ法において、針金はこれが水溶液、すなわち電解液中
を引抜かれる際、負の極性により荷電されてカソード｝
こなり、また該電解液中には正の極性により荷電された
金属アノードも浸潰される。

電解液は溶解され、正負に荷電されたイオンを含有して
いる。負の極性が針金カソード‘こかけられ、対応する
正の適性がアノードにかけられるので、カチオンはカソ
ード‘こ向って移動し、アニオンはアノードに向って移
動する。実際、電流はカソード及びアノード間を流れる
ときに、正のイオンは負に荷電されたカソード‘こ引き
つけられ、ここでそれらの電荷は中和されて解放れるの
で、これらは針金カソード上に堆積、すなわちメッキさ
れるようになる。同様に、アニオンはアノードに向って
移動し、ここで、放電される。一般に、電解液は金属ア
ノードの塩を含有させることにより改質され、かくして
、金属の針金カソードへの堆積は高められる。

実際、電解液、または水性メッキ俗は【ａ｝金属イオン
を含有する該塩、‘ｂー格の電導度を変化させる機能の
ための追加の塩、‘ｃ｝アノード腐食を変化させ、かつ
その不鰯化を低下させる化合物、｛ｄ’生成されるタイ
プのメッキを達成する添加剤及び‘ｅ｝所望のｐＨを維
持、調節する緩衝剤などの様な多数の適当な成分からな
ることができる。

これらの物質は全て、針金カソードへの曝露の温度や時
間の長さと共にカソード及びアノ−ドによる電流の消費
速度に影響を与え、そして、特に重大なことは、カソー
ドの針金上の金属メッキの厚さと構造に影響を与える。

これらは得られるメッキされた針金複合材料の弾性にさ
えも影響を与えるかもしれないのである。これらの因子
はすべて、その目ざす用途としてゴムへの密着性を有す
る被覆された鋼線を製造するとき、通常特に重要になっ
てくる。

従って、もし、材料、温度、かかっている電流更には針
金の電解液への曝露時間をも含めて、これらの間のバラ
ンスがくずれると、規格外の被覆された針金が生じるこ
とがある。

このような規格はずれを被覆厚さ、被覆の構造、被覆／
針金複合材料の弾性、欠陥のある基材針金自身、並びに
、不充分な被覆の、または全く被覆を有さない針金の実
際個所に係ってくる。複雑な、そして一般に法外に高価
な回収方法を用いない限り、この規格外の針金は従来通
常スクラップされていた。

実際いかなる商業的な電気メッキ方法においても、規格
外の電気メッキ製品の排棄は問題となりうる。

そこで、米国特許２９３７９４び号明細書には‘ａーメ
ッキされた金属を酸で酸化することにより可溶性塩を形
成すること、‘ｂ）通常の電気メッキ裕中で電流を逆に
することによる電解的酸化及び（ｃ’強酸化剤によるメ
ッキされた金属の酸化による基材金属の回収が報告され
ている。化学的酸化的脱金属は一般に、追加の装置、薬
品及び流出物処理の費用と必要性のために難点がある。
電流の逆流を利用した真ちゆう電気メッキされた鋼線の
電解的脱金属は一般に反対されるものである。

その理由は‘ａ’シアン化合物を含有する溶液において
は流出物処理が必要であり、｛ｂ｝酸性状態の溶液にお
いては基材鋼線が点蝕等により劣化されてしまうからで
ある。問題はほとんどの酸性電気メッキ格はまた、もし
正に荷電されたら基村を攻撃するであろうということで
ある。従って、本発明の目的は電気メッキされた針金を
比較的効率的に回収、すなわち脱メッキする方法を提供
することである。

本発明によれば鉄を主体とする針金の処理方法は■約９
〜１４好ましくは約１０〜１３塩基性ｐＨを有し、正に
荷電されて、その中に浸潰されて固定された、好ましく
は電気メッキ用金属からなる、アノードを含有し、かつ
電気メッキ用金属の水溶性塩を含有する少なくとも１種
の水性電解溶液中を鉄を主体とする針金を負に荷電され
たカソードとして連続的に通過させることによって該針
金に外面金属被覆を電気メッキすることにより、該金属
のこの鉄を主体とする針金への外層としてのメッキを達
成し、かつこれと粗合せて、同時に、かつ同一電解溶液
中で‘Ｂ同様に電気メッキされた鉄を主体とする針金を
補助的な追加の正に荷電された走行ア／ードとして該電
解溶液中を連続的に通過させることによってこのメッキ
された針金を脱メッキすることにより、基材金属針金か
らのこの電気メッキされた外面金属被覆の除去を達成す
ることからなる。

本発明の実施において、水性電解溶液、またはメッキ格
は約３５〜６５ｏｏ、好ましくは約５０〜５５ｑｏの温
度に調整される。

印加された負の電圧からメッキ中への針金へのカソード
電流密度は針金表面積ｄ〆当り約５〜３０Ａ、好ましく
は約１２〜１私の範囲で使われる。電気メッキ中の針金
の電解溶液中の走行速度は所望の被覆厚さを与えるよう
調整され、例えば溶液中の全曝露時間が約５〜６の砂あ
るいはそれ以上となる。鋼線に真ちゆう被覆を施こすの
が望ましい場合は、電解液は典型には鋼対亜鉛のモル比
を約１′２から約２′１の範囲にして銅及び亜鉛の塩両
方を含有する。

シアン化物または他の鍔体形成性アンオンのような各種
の銅及び／または亜鉛の塩が使用できる。更に、格の電
導度及び他の電気化学的条件を高める作用をする追加の
塩を与えるのが一般に望ましい。

このような塩の代表例は炭酸ナトリウムまたはカリウム
である。一般に電解溶液中の金属メッキ用塩の濃度は約
１６〜１５０多／その金属であることが望ましい。例え
ば、鋼線の真ちゆう電気メッキの場合、約１０〜５０多
／その銅を含有する電解溶液を作るのに充分な銅及び亜
鉛の塩の濃度が使用できる。溶液の塩基性ｐＨ‘ま水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムまたは炭酸水素ナトリウ
ムのような塩基の添加によりその所望範囲に調整できる
。本発明の実施において、塩基性電気メッキ法において
針金へ電気メッキされた被覆の適当な厚さ及び表面構造
を得やすくするため最適条件が選ばれることが理解され
るべきである。

これらの点に、関し、針金カソードを蝿解浴へ通す速度
は、それにメッキされる金属、俗の電導度及びかけられ
ている電流に応じて調節される。従って、同じ電解格に
おいて〆−ツキされた針金の補助アノードは（その正の
電荷を伴って）通常そのカソード針金対応物の欠陥の性
質に応じてそれとは異なった速度で供給されることが更
に理解されるべきである。

実際、電解裕条件は鋼線を脱メッキまたは脱真ちゆうす
るため必ずしも最適にされるようにはなっていないので
、メッキされた針金は同じ電解裕中により遅い速度で通
常供艶給されることが推測されよう。ここでは鋼線の真
ちゆう電気メッキ及び併発的、同時的、共存的補助的ア
ノード脱メッキを説明しているが、この概念は一般に基
材金属の電気メッキ及び脱電気メッキの組合せまで拡張
されるべきである。

しかしながら、この概念はより狭義には、基材金属に対
応するカソードの、負に荷電された基材針金対応物と同
一の電解溶液中に浸潰された補助的な正に荷電されたア
ノードとしての基村金属そのものを劣化させない電気メ
ッキ溶液の使用する電気メッキ操作に向けられている。
通常、基材金属が鉄を主体とした金属であり、その代表
的なものが鋼鉄であるのが好ましい。各種の電気メッキ
用金属の例は例えば銅、亜鉛、錫、カドミウム、銀、ニ
ッケル、クロム及びそれらの合金、例えば真ちゆう及び
青銅である。本発明の詳細な説明において、指摘すべき
ことはゴム強化針金の製造方法は通常直径５〜５．５豚
の鋼線原料を用いて始めるのが典型的であり、鋼線は側
１ー酸洗い及び／または洗浄、【２｝水洗、剛オーステ
ナィト化、次いで恒温冷却を含むパテンチング処理及び
■直径が通常０．７５〜１．４肌に減少するまで針金を
連続ダィ中を引抜くことの各種工程によりダィ中を引抜
かれて実質的により小さな直径にされ、曲鋼線を水性電
解金属被覆裕中に通すことにより鋼線に金属または合金
被覆を施こし、次いで水洗及び乾燥することにより、電
気メッキされ、｛ｑ電気メッキされた鋼線として直径が
通常０．０８〜０．４肋に減少するまで引抜かれ、次い
での電気〆ツキれた鋼線フィラメントとして撚られてス
トランド‘こされ、撚られたストランドは束ねてケーブ
ルにされる。

この方法の変法も勿論可能である。例えば、米国特許第
２００２６１号明細書に教示されたように真ちゆう合金
または、銅及び亜鉛間の移行または混合により真ちゆう
を生成することができる銅及び亜鉛の交互連続層を鋼線
にメッキすることにより夏ちゆう被覆が達成できる。同
様の結果を得るために熱処理が適用できる。米国特許第
３７４９５斑号明細書に教示されたように真ちゆうメッ
キ前にニッケルまたはニッケル合金で鋼線を被覆するこ
とにより腐蝕防止を与えることができる。

真ちゆうメッキ前の亜鉛金属の第一被覆（米国特許第２
８７０５２６号）がこの目的のために使用できる。針金
を引抜く最中生じる熱を放散させ、かつ針金を糟かにす
るために潤滑剤が通常用いられる。

これは噴霧やまたはダィ及びダィ付近の針金両者を囲む
浴によって、多数の方法で施すことができる。本発明を
更に理解するために添付図面を参照しながら鋼線を処理
するための真ちゆう電気メッキ方法及び同一電鱗浴中で
かつ同時に、該電気メッキされた鋼線を脱真ちゆうす方
法を説明する。

この図面をみると、パテンチングを施こされた、光沢の
ある鋼線１が巻出ロール２から連続的に供給れ、６％硫
酸水溶液の洗浄格３、次いで水洗格４中を通過していく
。水洗俗４から、鋼線１は接点６上を通って少なくとも
１個の電解俗５に供ｖ給されるが、この接点６は整流器
７から負の電荷がかけられており、従って鋼線そのもの
を電解格５中でカソ−ド‘こさせる。電解格は約５５ｑ
０の温度及び約１２の斑に調整されており、各浴は各々
整流器７から正の電荷がかけられた、浸潰れた固定真ち
ゆうアノード８を有している。水性電気メッキ格５は水
、銅及び亜鉛の水浴性塩及び漆液改質化合物からなり、
塩の濃度は約４０夕／その銅かつ鋼／亜鉛のモル比約３
／２である。電気〆ッキ浴５から、電気メッキされた鋼
線９は水洗浴１０で水洗され、回収され巻取りロール１
１に巻取られる。規格外真ちゆう電気メッキ針金１２は
、さもなければスクラップにされるはずであるが、この
図面に示した方法により特に処理される、メッキされた
針金であって、これは巻出ロール１３から連続的に供給
され、接点１４上を通って、鋼線１の電気メッキと同時
に同一の電気メッキ格５に入る。

しかしながら、接点１４には整流器７から正の電荷がか
けられているので走行中の電気メッキされた針金１２は
移動中の鋼線１の効果的な電気メッキのための移動性補
助アノードなる。脱メッキされた針金１５は次いで巻取
りロール１６上に回収される。

図面は共に同一電圧に接続された固定アノード８及び針
金走行アノード１２を示しているが、本発明は他にも価
値ある変形を提供する。

例えば、固定ァノード８及び走行アノード１２を断線し
て固定アノード８に針金１２に印加された電圧より高い
または低い正の電圧をかけることができる。かくして、
固定及び走行アノードの組合せは走行針金カソードの電
気メッキに制御された。しかし比例していない程度で貢
献でき、かくして、任意に都合良く、針金カソードのメ
ッキまたは針金アノードの脱メッキのいずれかまたは両
方を高めることができる。以下、本発明を実施例により
更に説明するが、これら実施例は例示的ものであり本発
明の範囲を制限するものではない。

他に記載しない限り、部及び百分率は全て重量による。
実施例 １ 下記の方法により鋼線を連続方式で真ちゆうメッキした
。

水、シアン化亜鉛、シアン化鋼（４０夕／その銅、銅／
亜鉛のモル比約１．２／１）及び溶解教質剤からなる電
解溶液を一連のトラフに仕込み、一連の浴を調製した。

溶液を約５ｙｏの温度及び約１２のｐＨに調整した。正
に荷電した固定アノードを真ちゆう板の形で各俗の底部
に設けた。複数の光沢のあるパテンチング処理を施こし
た鋼線をスプールから平行に連続的に供鎌舎し、６％硫
酸水浴液洗浄格及び水洗浴、次いでトラフ内の電解溶液
裕中に、本明細書に添付した図面に示した方法で通した
。

次いで鋼線を水浴中に通し、乾燥し、スプールに巻取っ
た。カソードとしてブーリーを通って移動している各鋼
線に約５Ｖの負電荷をかけることにより、電解裕中で鋼
線表面積ｄで当り約１虫の力ソード電流密度が生じた。
得られた電気メッキされた鋼線は鋼線ｋｇ当り約５９の
真ちゆうで真ちゆう被覆を有していた。真ちゆうメッキ
された鋼線の一部は約８多／ｋ９の厚すぎる真ちゆう被
覆を有していたので欠陥があると判定された。同様に、
このような電気〆ッキれた鋼線は銅対亜鉛の比が不適当
なため欠陥があると判定されし、たものである。この欠
陥品の真ちゆうメッキされた鋼線を用い、添付図面に示
した方法により、鋼線カソードが亀解浴中でメッキされ
ていると同時に、すなわち時を同じくして、上記のメッ
キされた鋼線を補助的な、正に荷電されたアノードとし
て同一裕中に通すことにより、鋼鉄基材金属線を回収し
た。

その結果、回収された、脱メッキされた鋼線は充分きれ
いであり、特別な酸洗浄工程により再洗浄する必要がな
く、従ってそのまま直ぐ電解溶液に戻すことができた。
以上、本発明の特定な代表的な実施態様及びその詳細を
、本発明を例示する目的で示したが、本発明の精神また
は範囲から離れることなく各種の変化及び変更が可能で
あることが当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の−実施態様を表わす模式図である。 １・・・・・・鋼線、２・・・・・・巻出ロール、３・
・・・・・酸洗浄格、４・・・・・・水洗浴、５・・・
・・・電解俗、６・・・・・・接点、７……整流器、８
・・・…固定アノード、９……メッキされた鋼線、１０
…・・・水洗格、１１・・・・・・巻取りロール、１２
・・・・・・規格外メッキ針金、１３……巻出ロール、
１４……接点、１５……脱メッキされた針金、１６・・
・・・・巻取りロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ９〜１４の範囲の塩基性ｐＨを有する、正に荷電さ
   れて、その中に浸漬されて固定されたアノードを含有し
   、かつ電気メツキ用金属の水溶性塩を含有する少なくと
   も１種の水性電解液中を、鉄を主体とする針金を負に荷
   電されたカソードとして連続的に通過させることによっ
   て該針金に外面金属被覆を電気メツキすることにより該
   金属のこの鉄を主体とする針金への外層としての電気メ
   ツキを達成し、かつこれと組合せて、同時にかつ同一電
   解溶液中で（Ｂ）同様に電気メツキされた鉄を主体とす
   る針金を補助的な追加の正に荷電されたアノードとして
   該電解溶液中を連続的に通過させることによってこのメ
   ツキされた針金を脱メツキすることにより基材金属針金
   からこの電気メツキされた外面金属被覆の除去を達成す
   ることからなる鉄を主体とする針金の処理方法。