JPS60257992A - 被覆ア−ク溶接棒 - 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】 〔産業上の利用性〕 本発明は、鋼心線外周へのフラックスの塗装作業性が良
好であると共に、乾燥後におけるフラックスの耐脱落性
の優れた被覆アーク溶接棒に関するものである。

〔従来の技術〕

被覆アーク溶接棒の製造に当たっては、スラグ形成剤、
アーク安定剤、成分調整用合金元素等の粉末を水及びバ
インダ（通常は水ガラス）ト共ニ混線して被覆用フラッ
クスを調製し、これを塗装装置に供給して鋼心線と共に
押出すことによって該心線の表面へ塗布することにより
製造される。

この場合、塗装作業性を改善する目的で潤滑剤として少
量のアルギン酸ソーダをフラックス中に添加することが
一般的に行なわれている。一方、シールド効果を高める
為のガス発生剤として添加する有機物の一種にカルボキ
シメチルセルロースナトリウム（以下ＣＭＣと略記）が
あるが、これはあくまでもガス発生剤としての機能が期
待されているだけであり、塗装性改善の為のフシックス
潤滑剤として使用された例はない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記アルギン酸ソーダは、被覆の焼付乾燥時に
熱分解を受けて発泡し被覆の耐脱落性を低下させるとい
う問題がある。即ち被覆中のアルギン酸ソーダが熱分解
により発泡すると、被覆層内に空隙ができてフラックス
粒子間の接触面積が少なくなって固着力が低下し、僅か
な衝撃で簡単に被覆が脱落する様になる。しかもアルギ
ン酸ソーダは天然の海藻を原料として製造されるもので
、その大部分は海外からの輸入に頼っているが、その価
格は年々高く力る傾向が見受けられる他、将来枯渇する
可能性も有している。従って被覆の耐脱落性を損なうこ
となくフラックス塗装作業性を改善することのできる技
術を開発する必要がある。

本発明者等は上記の様な事情に着目し、特にアルギン酸
ソーダに匹敵するフラックス潤滑性を有し且つ耐脱落性
を低下させることのない様な潤滑性向上剤を見出すこと
によって、生産性及び耐脱落性の双方を満足する被覆ア
ーク溶接棒を提供しようとして種々研究を進めてきた。

そして化学構造が骨格的にアルギン酸ソーダとよく似た
ＣＭＣに注目し、フラックス潤滑剤としての適性を調べ
だ。その結果ガス発生剤として使用される通常のＣＭＣ
にはその適性を見出すことができなかったが、特定範囲
のエーテル化度と水溶液粘度を有するＣＭＣはアルギン
酸ソーダに匹敵するフラックス潤滑性能を有していると
共に、被覆の耐脱落性を低下させる恐れもない、という
新たな知見を得た。

〔問題を解決する為の手段〕

本発明は上記の様な知見を基に更に研究の結果完成した
ものであり、即ち本発明に係る被覆アーク溶接棒の構成
とは、無水グルコース単位当たりのエーテル化度（以下
単にエーテル化度という）が１，０〜２．０モルであシ
、且つ１重量係水溶液の２５℃における粘度が１００〜
１ｏｏｏセンチボイズであるＣＭＣを０．１〜４．０重
量％配合したフラックス、或は更にアルカリ土類金属水
酸化物を０．１〜２．０重量係加えたフラックスを、鋼
心線外周に被覆してなるところに要旨を有するものであ
る。

〔各構成４分の作用〕 上記数値範囲の設定理由を以下詳細に説明する。

ＣＭＣのエーテル化度＝１．０〜２．０モルＣＭＣをフ
ラックス潤滑剤として有効に活用する為には、第１の要
件としてＣＭＣ自身が水ガラス（バインダ）と馴じみの
よいものでなければならないが、種々実験の結果ＣＭＣ
のエーテル化度と水ガラスとの馴じみの間には密接な関
係があり、この馴しみはＣＭＣのエーテル化度が高い程
良好であることが判明した。そしてアルギン酸ソーダに
匹敵するフラックス潤滑性能を確保する為には、エーテ
ル化度が１．０モル以上であるＣＭＣを選択すべきであ
ることが明らかになった。尚このエーテル化度は理論的
には３．０モルまで可能であるが、２．０モルを超える
エーテル化度を得る為には、セルロースのエーテル化に
際してモノクロル酢酸やモノクロル酢酸Ｎａ塩の様な高
価々エーテル化度を多量使用しなければならず、アルギ
ン酸ソーダよりも高価なものとなるので、実用性を考え
ればエーテル化度の上限は２．０モル程度と考えられる
。

ＣＭＣの１ｑ６水溶液粘度＝１００〜１０００センチポ
イズ この粘度は前記の通り２５℃でＢ型粘度計により測定し
た値を示し、ＣＭＣの分子量を表わす指標となるが、こ
の粘度もエーテル化度と同様水ガラスとの馴じみに関係
する他、練和フラックスを鋼心線外周へ押出塗装する際
におけるフラックスの滑シ性に犬き々影響を及ぼす。そ
してこの粘度が１００センチポイズ未満である低分子量
物、或はｉ　ｏｏｏセンチボイズを超える高分子量物を
使用すると、練和フラックスの滑りが悪くなって押出塗
装時の圧力が変動し易くなり、均一に塗装し得なくなる
他、製品の被覆表面がかすれた状態となυ、外観、品質
共に劣悪となる。

ＣＭＣ添加量：０．１〜４，０重量％ 上記の要件に合致するＣＭＣを前述の様なフラックス原
料中へ少量含有させると、練和フラックスの滑りは極め
て円滑となり、押出塗装時の圧力変動が少なくなって塗
装作業性が著しく向」ニする他、被＆の表面も極めて平
滑で美麗力ものとカる。

こうした効果は０．１重量条以上含有させることによっ
て有効に発揮され、含有量を増加させるにつれて塗装性
は向上する。しかし４重量％を超えると被覆の耐脱落性
が低下して所期の目的を達成し得なく々る。即ちＣＭＣ
はアルギン酸ソーダの様にフラックス塗装後の焼付乾燥
工程で発泡することがほとんどなく、全７ラツクス中の
含有率が４０重量％以下である限り被覆の耐脱落性には
殆んど悪影響を及ぼさないが、含有率が４．０重量％を
超えると焼付乾燥時の熱分解によって微細な空孔が被覆
層内に多数形成され、フラックス粒子間の接触面積が小
さくなって固着力が低下する為と考えられる。

本発明の目的は、上記の如くエーテル化度及び１襲水溶
液粘度により特定されるＣＭＣを全７ラツクス中に０．
１〜４．０重量％含有させることによって目的を達成す
ることができるが、更に下記のアルカリ土類金属水酸化
物を適量併用することによって、Ｍｆ、和フラックスの
塗装性を一層改善することができる。

アルカリ土類金属水酸化物二０．１〜２．０重量％Ｍｇ
（ＯＨ）２．　Ｃａ（ＯＨ）ｚ　、　Ｓｒ（ＯＨ）２、
Ｈａ（ＯＨ）２で代表されるアルカリ土類金属水酸化物
は、水ガラスと接触して２価の金属イオンを遊離し水ガ
ラス及びＣＰ、４　Ｃのゲル化を促進する働きがあシ、
それにより練和フラックスの１べとつき９が少なくなっ
て塗装性が改善される。こうした効果は０．１重量％以
上の添加によって有効に発揮されるが、多すぎると練和
フラックスの固化が早くなシすぎて塗装性が逆に低下し
てくるので、全フラックス中の含有率は２．０重量％　
１３Ｊ、下に抑えなければならない。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に示す低水素系フラックスに粉末状態のＣＭＣを
添加し均一に混合した後、水ガラス（比重：１．４５、
添加量：　１６．０ｒｎｌ／　１００ｇフラックス）を
加えて混練し、被覆用フラックスを調製した。

得られた各被覆用フラックスを下記の押出試験に供し、
塗装性を調べた。押出試験は第１図（概略縦断面図）に
示す様な装置を使用し、シリンダ１内へ充填したフラッ
クスＦをピストン２によシ背面側から押してダイス３よ
り押出し、そのときの押出圧力の変動を調べると共に、
押出物の表面性状を調べた。尚押出圧力は例えば第２図
に示す様に変動するので、夫々の実験データより塗装圧
の増加速度及び塗装圧のばらつきをめる。

また耐脱落性は、常法に準じて各フラックスを鋼心線（
４ｍｍφｘ４００ｍｍ）の外周に塗布（被覆率ａｏ％）
した後、４００℃で６０分間の焼付乾燥処理を施し、放
冷後１ｍの高さから落下させたときの被覆の脱落量によ
シ比較した。

結果を第２表に一括して示す。

但し各試験における判定基準は下記の通りとした。

圧力増加速度 ○：±５０ｋｇ／分以内 △　ニー１−５０〜＋　１　５０　ｋｇ／分Ｘ：＋１５
０ｋｇ／分超 但しアルギン酸ソーダ添加品（）ｌ［１，１−２０）は
−３０〜＠−３０ｋｇ／分 圧力ばらつき ○：５０ｋｇ以下 △；５０〜１（ｌＱｋｇ Ｘ：１００ｋｇ超 但しアルギン酸ソーダ添加品（Ｎ！１ｌｌ−２０）は３
０ｋｇ以下 耐脱落性 ◎ニアルギン酸ソーダ添加品以上 ○ニアルギン酸ソーダ添加品（Ｎｏ、１−２０）と同等 ×ニアルギン酸ソーダ添加品以下 第２表より次の様に考察することができる。

実験階１−１　、１−２　、１−３　：　ＣＭ　Ｃのエ
ーテル化度が１．０モル未満である為塗装圧力のばらつ
きが大きく、また被覆の表面にはかすれ傷が生じる為、
アルギン酸ソーダ添加物の代替品として使用することが
できない。

実験ｔＶｈ１−４．１−１０．１−１７．１−１８：Ｃ
ＭＣの１チ水溶液粘度が規定範囲を外れている為、圧力
増加速度、圧力ばらつきが共に大きく、しかも被覆表面
にかすれ傷が発生している。

実験Ｎｎ　１−６．１−１２：　ＣＭ　Ｃの添加量が不
足する為、圧力増加速度、圧力ばらつきが共に著しく大
きく、フラックスの潤滑不足が端的に表われている。

実験１ｍ　１−８．１−１５　：　ＣＭＣの添加量が４
％を超える例で、圧力増加速度、圧力ばらつきが共に小
さく、押出塗装性に関する限り全く問題はガいが、被覆
の耐脱落性が劣悪である。

実験Ｎｎ１−５．１−７１１−９．１−１１１１−１３
．１−１４．１−１６　：何れも本発明の要件を満たす
実施例であシ、線和フラックスの潤滑性及び被覆の外観
、並びに耐脱落性が何れも良好な結果を与えた。

実験ＮＱｌ−１９：上記本発明の実施例と同様側れの性
能も良好であるが、ＣＭＣのエーテル化度が高くアルギ
ン酸ソーダに比べて極めて高価であるので実用的でない
。

実施例２ 前記実施例１における阻１−７の７ラツクス〔ＣＭＣの
エーテル化度：１３１モル、同１％水溶液粘度：　４５
０ＣＰ、添加量：１．２重量％〕に種々のアルカリ土類
金属水酸化物を適量添加し、以下実施例１と同様にして
押出試験及び被覆の耐脱落試験を行なった。

結果を第３表に示す、但し圧力増加速度の欄の◎印は±
２０ｋｇ／分以内、圧力ばらつきの欄の◎印は２０ｋｇ
以下のものを夫々示す。

′ＪＮ開昭ＧＯ−２５７９９２（６） 第３表からも明らかな様に、０．１〜２．０重量係のア
ルカリ土類金属水酸化物を併用すると練和フラックスの
潤滑性は一段と改善され、押出塗装性及び被覆外観は更
に良好となる。但しアルカリ土類金属水酸化物の添加量
が２，０重量係を超えると、練和フシックス中の水ガラ
ス及びＣＭＣの同化が進みすぎて塗装性が悪くなる。

実施例３ 第４表に示す低水素系フラックスに粉末状のＣＭＣを加
えて均一に混合し、これに水ガラス（比重：１．４５、
添加量：　１４　ｍｌ／１００ｇフラックス）を加えて
混練して被覆用フラックスを調製した。

得られた各被覆用７ラツクスを使用し、実施例１と同様
の方法で押出塗装性及び被覆の耐脱落性を調べた。

結果を第５表に一括して示す。

第５表からも明らかな様に、エーテル化度が１．０〜２
．０モル、１チ水溶液粘度が１００〜１０００ＣＰであ
るＣＭＣを０．１〜４．０重量多含有させた本発明例（
Ｎｕ　３−３　、３−５　、３−７）では、押出塗装性
及び被覆の耐脱落性共に良好であシ、アルギン酸ソーダ
を添加したものに比べて優るとも劣らない性能が得られ
ている。特にＣＭＣと共に適量のアルカリ土類金属水酸
化物を併用したもの（Ｎｎ３−５）は一層良好な結果を
示している。

これに対し１％水溶液粘度が適正範囲を外れるＣＭＣを
使用すると（Ｎｕ　３−２　、３−８　、３−９）、圧
力増加速度、圧力ばらつきが共に大きくなる他、被覆表
面にかすれ傷が発生する。またＣＭＣ量が０．１重量％
未満（Ｎｎ３−４）ではＣＭＣの潤滑性改善効果が有効
に発揮されず、一方４．０重量％を超えると（Ｎｎ３−
６）耐脱落性が劣悪になり、何れも本発明の目的を達成
することができない。更に（Ｎｎ３−１０）はフシック
ス潤滑性能及び耐脱落性の何れについても全く問題はな
いが、エーテル化度が２．０モルを超えておシアルギン
酸ソーダに比べて高価であるので実用性に欠ける。

〔発明の効果〕

（１）潤滑性改善剤としてアルギン酸ソーダに代えてＣ
ＭＣを使用することにより、押出塗装性を何ら阻害する
ことなく被覆の耐脱落性に優れた被覆アーク溶接棒を提
供することができる。

（２）　ＣＭ　Ｃは国内で大量且つ安価に入手すること
ができるので、アルギン酸ソーダと代替使用することに
よって被覆アーク溶接棒の低コスト化に貢献することが
できる。

（３１ＣＭ　Ｃと共に適量のアルカリ土類金属水酸化物
を併用することによって押出塗装性を一段と改善するこ
とができ、被覆アーク溶接棒の生産性向上及び品質向上
に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は押出塗装試験法を示す概略縦断面図、第２図は
押出塗装試験時における圧力変化を例示するグラフであ
る。　、・　□ １・・・シリンダ　２・・・ピストン ３・・・ダイス　４・・・フラックス １）　代 手届已補ＩＦ書（自発） 昭和５９年１２月２６目 １、事件の表示 昭和５９年特許願＠１１５２４８号 ２、発明の名称 被覆アーク溶接棒 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都千代ＬＩ（区丸の内−・Ｔ目４番５号山陽国策パ
ルプ株式会社 代表者　那　須　忠　己（ばか１名） ４、代理人〒５３０ 大阪市北区堂島２丁目３番７号 シンコービル 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第６頁第５行の「この粘度は前記の通り」
を「この粘度は」に訂正します。 （２）同第１１〜１２頁を別紙第１１〜１２頁と差替え
ます。 （３）同第１５〜１６頁を別紙第１５〜１６頁と差替え
ます。 （４）同第１８〜１９頁を別紙第１８〜１９頁と差替え
ます。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）無水グルコース単位自たシのエーテル化度が１．
   ０〜２．０モルであシ、且つ１重量％水溶液の２５℃に
   おける粘度が１００〜１ｏｏｏセンチボイズであるカル
   ボキシメチルセルロースナトリウムを０．１〜４．０重
   量％含有するフラックスを、鋼心線外周に被覆してなる
   ことを特徴とする被覆アーク溶接棒。
2. （２）無水グルコース単位当たシのエーテル化度が１．
   ０〜２．０モルであシ、且つ１重量％水溶液の２５℃に
   おける粘度が１ｏＯ〜１ｏｏｏセンチボイズであるカル
   ボキシメチルセルロースナトリウムを０．１〜４．０重
   量％、並びにアルカリ土類金属水酸化物を０．１〜２．
   ０重量％含有するフラックスを、鋼心線外周に被覆して
   なることを特徴とする被覆アーク溶接棒。