KR20180126495A - 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지시킨 후, 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 끌어 올려진 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 경계부에서 안정화 부재(11)를 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10) 및 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 접촉시키고, 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 통해서 안정화 부재(11)와 대향하는 위치에 불활성 가스를 분사하기 위한 노즐(12)을 설치하고, 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 상기 경계부에 불활성 가스를 0.1∼20㎪의 압력으로 분사하는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법,

Description

용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법

본 발명은 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 적합하게 사용할 수 있는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 명세서에 있어서 용융 알루미늄 도금 강선은, 용융 알루미늄 도금욕에 강선을 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 강선을 연속해서 끌어 올림으로써 알루미늄 도금이 실시된 강선을 의미한다. 또한, 용융 알루미늄 도금욕은 용융되어 있는 알루미늄의 도금액을 의미한다.

자동차의 와이어 하니스 등에 사용되는 전선에는, 종래 구리선이 사용되고 있다. 그러나, 최근 경량화가 요구되고 있기 때문에, 구리선보다 경량인 금속선이 사용된 전선의 개발이 요망되고 있다.

구리선보다 경량인 금속선으로서, 강심선에 용융 알루미늄 도금이 실시된 용융 Al 도금 강선이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1의 청구항 1 참조). 상기 용융 Al 도금 강선은 강심선으로 이루어지는 소재 강선 또는 강심선의 표면에 아연 도금층 또는 니켈 도금층을 갖는 소재 강선을 용융 알루미늄 도금욕에 침지시킨 후, 기상 공간에 연속해서 끌어 올림으로써 제조되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1의 단락 [0024] 참조).

또한, 용융 알루미늄 도금 강선을 제조하는 방법으로서, 용융 알루미늄 도금욕에 강선을 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 강선을 연속해서 끌어 올림으로써 용융 알루미늄 도금 강선을 제조하는 방법으로서, 상기 강선을 용융 알루미늄 도금욕에 침지시킨 후 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올릴 때에, 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부에서 욕면 및 강선에 안정화 부재를 접촉시키고, 상기 강선으로부터 1∼50㎜의 거리로 떨어진 개소에 노즐의 선단이 위치하도록 선단의 내경이 1∼15㎜인 노즐을 설치하고, 상기 노즐의 선단으로부터 200∼800℃의 온도를 갖는 불활성 가스를 2∼200L/min의 체적 유량으로 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부를 향해서 분사하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 상기 제조 방법에 의하면, 선지름이 균일하고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선을 효율적으로 제조할 수 있다고 하는 뛰어난 효과가 달성된다.

그러나, 상기 방법에 의해 용융 알루미늄 도금 강선을 제조했을 경우, 용융 알루미늄 도금 강선에 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생길 우려가 있다. 도금 피막의 두께가 얇은 부분을 갖는 용융 알루미늄 도금 강선은, 신선(伸線) 가공을 실시했을 때, 그 내부의 강선이 외부에 노출되거나, 신선 가공시에 용융 알루미늄 도금 강선의 인발 저항이 변동하여, 용융 알루미늄 도금 강선이 단선되거나 할 우려가 있다.

일본 특허공개 2014-185355호 공보 일본 특허공개 2015-134961호 공보

본 발명은 상기 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로서, 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생기기 어렵고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선을 효율적으로 제조할 수 있는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은,

(1) 용융 알루미늄 도금욕에 강선을 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 강선을 연속해서 끌어 올림으로써 용융 알루미늄 도금 강선을 제조하는 방법으로서, 강선을 상기 용융 알루미늄 도금욕에 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올려진 용융 알루미늄 도금 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부에서 안정화 부재를 상기 용융 알루미늄 도금욕의 욕면 및 상기 용융 알루미늄 도금 강선과 접촉시키고, 상기 용융 알루미늄 도금 강선을 통해서 상기 안정화 부재와 대향하는 위치에 불활성 가스를 분사하기 위한 노즐을 설치하고, 상기 노즐의 선단으로부터 상기 경계부에 불활성 가스를 0.1∼20㎪의 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법,

(2) 강선이 탄소강 또는 스테인레스강으로 이루어지는 강선인 상기 (1)에 기재된 용융 알루미늄 도금 강선이 제조 방법, 및

(3) 용융 알루미늄 도금욕의 욕온을 상기 용융 알루미늄 도금욕의 융점보다 20℃ 이상 높게 되도록 조정하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법

에 관한 것이다.

(발명의 효과)

본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 의하면, 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생기기 어렵고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선을 효율적으로 제조할 수 있다고 하는 뛰어난 효과가 달성된다.

도 1은 본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법의 일실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치의 일실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치에 사용되는 욕면 제어 장치의 일실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 있어서, 강선을 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올릴 때의 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부의 개략 설명도이다.
도 5는 각 실시예 및 각 비교예에서 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선의 도금 피막의 평균 두께를 측정하는 방법의 일실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.

본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법은, 상기한 바와 같이 용융 알루미늄 도금욕에 강선을 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 강선을 연속해서 끌어 올림으로써 용융 알루미늄 도금 강선을 제조하는 방법이며, 강선을 상기 용융 알루미늄 도금욕에 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올려진 용융 알루미늄 도금 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부에서 안정화 부재를 상기 용융 알루미늄 도금욕의 욕면 및 상기 용융 알루미늄 도금 강선과 접촉시키고, 상기 용융 알루미늄 도금 강선을 통해서 상기 안정화 부재와 대향하는 위치에 불활성 가스를 분사하기 위한 노즐을 설치하고, 상기 노즐의 선단으로부터 상기 경계부에 불활성 가스를 0.1∼20㎪의 압력으로 분사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 의하면, 상기 조작이 채택되고 있으므로 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생기기 어렵고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선을 효율적으로 제조할 수 있다.

이하에, 본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법을 도면에 의거하여 설명하지만, 본 발명은 해당 도면에 기재된 실시형태에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법의 일실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.

본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에서는, 용융 알루미늄 도금욕(1)에 강선(2)을 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 강선(2)을 연속해서 끌어 올림으로써 용융 알루미늄 도금 강선(3)이 제조된다.

강선(2)을 구성하는 강재로서는, 예를 들면 스테인레스강, 탄소강 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

스테인레스강은 크롬(Cr)을 10질량% 이상 함유하는 합금강이다. 스테인레스강으로서는, 예를 들면 JIS G4309에 규정되어 있는 오스테나이트계의 강재, 페라이트계의 강재, 마르텐사이트계의 강재 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 스테인레스강의 구체예로서는, SUS301, SUS304 등의 일반적으로 오스테나이트상이 준안정이라고 여겨지는 스테인레스강; SUS305, SUS310, SUS316 등의 안정 오스테나이트계 스테인레스강; SUS405, SUS410L, SUS429, SUS430, SUS434, SUS436, SUS444, SUS447 등의 페라이트계 스테인레스강; SUS403, SUS410, SUS416, SUS420, SUS431, SUS440 등의 마르텐사이트계 스테인레스강 등을 비롯해, SUS200번대로 분류되는 크롬-니켈-망간계의 스테인레스강 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

탄소강은 탄소(C)를 0.02질량% 이상 함유하는 강재이다. 탄소강으로서는, 예를 들면 JIS G3506의 경강선재의 규격으로 규정되어 있는 강재, JIS G3505의 연강선재의 규격으로 규정되어 있는 강재 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 탄소강의 구체예로서는 경강, 연강 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다.

상기 강재 중에서는 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 인장강도를 높이는 관점에서 스테인레스강 및 탄소강이 바람직하다.

강선(2)의 직경은 특별하게 한정되지 않고, 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 용도에 따라서 적당하게 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 자동차의 와이어 하니스 등의 용도로 사용할 경우에는, 강선(2)의 직경은, 통상 0.05∼0.5㎜ 정도인 것이 바람직하다.

강선(2)은 용융 알루미늄 도금이 실시되기 전에 탈지되어 있어도 된다. 강선(2)의 탈지는, 예를 들면 강선(2)을 알칼리 탈지액에 침지한 후, 수세해서 강선(2)에 부착되어 있는 알칼리분을 중화하고, 다시 수세함으로써 탈지를 행하는 방법, 강선(2)을 알칼리 탈지액에 침지한 상태에서 강선(2)에 통전함으로써 전해 탈지를 행하는 방법 등에 의해 행할 수 있다. 또한, 상기 알칼리 탈지액에는 탈지력을 향상시키는 관점으로부터 계면활성제를 함유시켜도 좋다.

도 1에 있어서, 강선(2)은 송출 장치(4)로부터 송출되어 화살표A 방향으로 연속적으로 통선되고, 도금욕조(5) 내의 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지된다.

또한, 강선(2)이 탄소강으로 이루어지는 강선(2)일 경우, 강선(2)이 탈지되어 있어도 용융 알루미늄 도금을 행하기까지의 동안에 강선(2)의 표면에 녹이 발생할 우려가 있기 때문에, 송출 장치(4)로부터 용융 알루미늄 도금욕(1)과의 사이에서 강선(2)의 탈지를 행하는 것이 바람직하다. 탄소강으로 이루어지는 강선(2)의 탈지는 상기 강선(2)의 탈지와 같은 방법에 의해 행할 수 있다.

용융 알루미늄 도금욕(1)에는 알루미늄만이 사용되어 있어도 좋고, 필요에 따라 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 원소가 함유되어 있어도 좋다. 상기 다른 원소로서는, 예를 들면 니켈, 크롬, 아연, 규소, 구리, 철 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이들 다른 원소를 알루미늄에 함유시켰을 경우에는 도금 피막의 기계적 강도를 높일 수 있고, 나아가서는 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 인장강도를 높일 수 있다. 상기 다른 원소 중에서는 강선(2)의 종류에도 의하지만, 강선(2)에 포함되어 있는 철과 도금 피막에 포함되어 있는 알루미늄 사이에서 취성을 갖는 철-알루미늄 합금층의 생성을 억제하여 도금 피막의 기계적 강도를 높임과 아울러, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 융점을 저하시킴으로써 강선(2)을 효율적으로 도금시키는 관점으로부터 규소가 바람직하다.

용융 알루미늄 도금 강선(3)의 표면에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 도금 피막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 도금 피막에 있어서의 상기 다른 원소의 함유율의 하한값은 0질량%이지만, 상기 다른 원소가 갖는 성질을 충분하게 발현시키는 관점으로부터, 바람직하게는 0.3질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1질량% 이상이며, 알루미늄 소선과의 접촉에 의한 전위차 부식을 억제하는 관점으로부터, 바람직하게는 50질량% 이하, 보다 바람직하게는 20질량% 이하, 더욱 바람직하게는 15질량% 이하이다.

또한, 용융 알루미늄 도금욕(1)에는 니켈, 크롬, 아연, 구리, 철 등의 원소가 불가피적으로 혼입될 경우가 있다.

용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온의 하한값은, 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 제조할 때의 용융 알루미늄 도금욕(1)의 용융 온도 이상의 온도이며, 통상 용융 알루미늄 도금욕(1)의 상압 하에서의 융점 이상의 온도이다.

용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온을 상기 용융 알루미늄 도금욕(1)의 융점보다 20℃ 이상 높은 온도로 조정했을 경우, 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 온도가 실온(예를 들면 0℃ 이상의 실온)이여도 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않고, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻을 수 있다. 따라서, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온의 하한값은 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스를 가열하지 않고, 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않으며, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 융점보다 20℃ 이상 높은 온도로 조정하는 것이 바람직하고, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 융점보다 25℃ 이상 높은 온도로 조정하는 것이 보다 바람직하다.

용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온의 상한값은 열효율을 향상시키는 관점으로부터, 바람직하게는 800℃ 이하, 보다 바람직하게는 780℃ 이하, 더 바람직하게는 750℃ 이하이다.

또한, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온은 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생기기 어렵고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 650∼750℃인 것이 바람직하다.

또, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온은 열전대를 보호하기 위한 보호관 속에 열전대를 삽입한 온도센서를 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면으로부터 깊이 약 300㎜의 위치에서 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 끌어 올려지는 강선(2)의 근방에 침지시켜서 측정했을 때의 값이다.

본 발명에 있어서는 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생기기 어렵고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지시키기 전에, 강선(2)을 가열하기 위한 가열 장치(6) 및 강선(2)의 표면에 산화막이 부착되는 것을 방지하기 위한 욕면 제어 장치(7)를 갖는 용융 알루미늄 도금용 강선 도입부 제어 장치(8)에 강선(2)을 통과시키는 것이 바람직하다.

강선 도입부 제어 장치(8)로서는, 예를 들면 도 2에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치(8) 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 도 2는 도 1에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치(8)의 일실시형태를 나타내는 개략 단면도이다. 강선 도입부 제어 장치(8)는 가열 장치(6) 및 욕면 제어 장치(7)를 갖는다.

도 2에 나타내어지는 바와 같이, 가열 장치(6)는, 예를 들면 스테인레스강 등의 강재로 이루어지는 관상의 가열 장치 본체(6a)를 갖는다. 가열 장치 본체(6a)의 내부(6b)는 강선(2)을 화살표B 방향으로 통선시키기 위해서 공동으로 되어 있다. 가열 장치 본체(6a)의 측면에는 가열 가스를 통기하기 위한 가열 가스 통기구(6c)를 갖는 지관(6e)이 설치되어 있다.

가열 장치(6)에 통기되는 가열 가스로서는, 예를 들면 공기를 비롯해 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨 가스 등의 불활성 가스 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 이것들 중에서는, 가열 장치(6)의 하단(6d)으로부터 배출된 가열 가스를 상기 가열 장치(6)의 하방에 배치되어 있는 욕면 제어 장치(7)의 상단(7a)의 도입구로부터 그 내부로 통기하고, 그 내부를 불활성 가스 분위기로 함으로써, 욕면 제어 장치(7) 내의 용융 알루미늄 도금욕(1)이 산화되는 것을 방지하는 관점으로부터 불활성 가스가 바람직하다. 가열 가스의 온도는, 사용되는 강선(2)의 종류 및 직경, 통선 속도, 가열 가스의 유량 등의 조건에 따라서 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없기 때문에, 상기 조건에 따라서 강선(2)이 적절하게 가열되도록 조정하는 것이 바람직하다.

강선(2)의 가열 온도는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 바람직하게는 60℃ 이상, 보다 바람직하게는 80℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150℃ 이상, 더 한층 바람직하게는 200℃ 이상이며, 그 상한은 강선(2)의 종류 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없지만, 에너지 효율을 고려하여, 통상 바람직하게는 1000℃ 이하, 보다 바람직하게는 900℃ 이하, 더욱 바람직하게는 800℃ 이하이다. 또한, 상기 가열 온도는 이하의 실시예에 기재된 방법에 의거하여 측정했을 때의 온도이다.

도 2에 나타내어지는 가열 장치 본체(6a)의 길이는, 강선(2)이 소정 온도로 가열되도록 조정할 수 있는 길이이면 되고, 특별하게 한정되지 않지만, 그 일례를 들면, 예를 들면 1∼5m 정도이다. 또한, 가열 장치 본체(6a)의 내부(6b)의 직경은 사용되는 강선(2)의 직경 및 종류 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없지만, 통상 강선(2)의 직경의 1.5∼50배 정도이다. 그 일례를 나타내면, 예를 들면 직경이 0.2㎜인 강선(2)을 사용할 경우에는, 가열 장치 본체(6a)의 내부(6b)의 직경은 0.3∼10㎜ 정도인 것이 바람직하다.

가열 장치 본체(6a)의 측면에는 가열 가스 통기구(6c)를 갖는 지관(6e)이 설치되어 있다. 상기 지관(6e)의 가열 가스 통기구(6c)로부터 가열 가스를 통기함으로써, 가열 장치(6) 내에 통선되는 강선(2)을 가열할 수 있는 것 외에, 지관(6e) 내에 히터(도시하지 않음)를 설치하고, 상기 히터에 의해 지관(6e) 내에 통기되는 가열 가스를 가열해도 좋다. 도 2에 나타내어지는 실시형태에서는, 지관(6e)이 7개 설치되어 있지만, 상기 지관(6e)의 수에는 특별하게 한정이 없고, 상기 지관(6e)의 수는 1개만이라도 되고, 또는 2∼10개 정도라도 된다.

도 2에 나타내어지는 실시형태에 있어서는, 가열 장치(6)의 하단(6d)과 상기 가열 장치(6)의 하방에 설치되어 있는 욕면 제어 장치(7)의 상단(7a) 사이에 간극(D)이 형성되어 있다. 상기 간극(D)은 상기 간극(D)으로부터 가열 가스를 효율적으로 배출하는 관점으로부터, 3㎜ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 간극(D)은 반드시 형성되어 있을 필요가 없고, 가열 장치(6)와 욕면 제어 장치(7)를 별도의 부재로 구성해 두고, 양자를 예를 들면 나사 끼워맞춤 등에 의해 일체화시켜도 좋다. 가열 장치(6)와 욕면 제어 장치(7)를 일체화시켰을 경우에는, 필요에 따라 가열 장치(6)의 내부에 통기된 가열 가스를 배출하기 위한 배출구(도시하지 않음)를 가열 장치(6) 또는 욕면 제어 장치(7)의 측면에 형성해도 된다.

또한, 본 발명에 있어서는 가열 장치(6) 대신에, 예를 들면 통전 가열 장치, 유도 가열 장치 등을 사용할 수 있다.

욕면 제어 장치(7)로서는, 예를 들면, 도 3에 나타내어지는 욕면 제어 장치(7) 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 도 3은 도 1 및 도 2에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치(8)에 사용되는 욕면 제어 장치(7)의 일실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.

도 3에 나타내어지는 바와 같이, 욕면 제어 장치(7)는 그 내부에 강선(2)을 화살표C 방향으로 관통시키기 위한 관통구멍(9a)을 갖는 관상체(9)를 갖는다. 욕면 제어 장치(7)의 전체 길이(L)는, 통상 바람직하게는 30∼500㎜, 보다 바람직하게는 40∼300㎜, 더욱 바람직하게는 50∼100㎜이다.

관상체(9)는 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지되는 측의 일단의 단부로부터 길이 방향을 따라서 도 3에 나타내어지는 가상선(P)까지 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지시키기 위한 침지영역(9b)을 갖는다. 침지영역(9b)의 길이는, 통상 바람직하게는 2∼20㎜, 보다 바람직하게는 5∼15㎜ 이상이다.

관상체(9)의 길이 방향에 있어서 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지되지 않는 부분의 길이는, 통상 바람직하게는 5㎜ 이상, 보다 바람직하게는 10㎜ 이상이다.

관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부의 면적과 용융 알루미늄 도금에 사용되는 강선(2)의 횡단면(소위 강선(2)의 단면)에 있어서의 면적의 비〔관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부의 면적/강선(2)의 횡단면에 있어서의 면적〕의 값은, 강선(2)을 관상체(9)의 관통구멍(9a) 내에 원활하게 도입하는 관점으로부터, 바람직하게는 3 이상이며, 강선(2)에 산화막이 부착되는 것을 방지하는 관점으로부터, 바람직하게는 4000 이하, 보다 바람직하게는 3000 이하, 더욱 바람직하게는 2000 이하, 더 한층 바람직하게는 1000 이하이다.

관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부의 형상은 임의이며, 원형이라도 되고, 그 밖의 형상이라도 된다. 관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부와 강선(2)의 간극(클리어런스)은, 관상체(9)의 관통구멍(9a)의 내벽과 강선(2)의 슬라이딩을 방지하는 관점으로부터, 바람직하게는 10㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상, 더 한층 바람직하게는 100㎛ 이상이다.

또한, 관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부는, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 관상체(9)의 일단에 강선(2)을 도입하기 위한 도입구(9c)에 있어서의 개구부(9d) 및 관상체(9)의 타단에 강선(2)을 배출하기 위한 배출구(9e)에 있어서의 개구부(9f)이다. 개구부(9d) 및 개구부(9f)에 있어서의 면적 및 형상은 동일하여도 되고, 달라도 되지만, 강선(2)이 관상체(9)의 관통구멍(9a) 내에서 원활하게 통선되고, 관상체(9)의 관통구멍(9a)의 내벽과 강선(2)이 슬라이딩하는 것을 회피하여 표면 전체에 도금 피막이 형성된 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 개구부(9d) 및 개구부(9f)에 있어서의 면적 및 형상이 각각 동일한 것이 바람직하다.

필요에 따라, 강선 도입부 제어 장치(8)를 통과한 강선(2)은 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지된다.

강선(2)의 통선 속도는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 100m/min 이상이며, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면에 형성된 산화막이 비산하는 것을 억제하여 표면에 산화막이 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 바람직하게는 1000m/min 이하, 보다 바람직하게는 800m/min 이하이다.

용융 알루미늄 도금욕(1)에 강선(2)이 침지되는 시간(도금 시간)은, 강선(2)의 표면 상에 형성되는 도금 피막의 두께가 소정의 두께가 되도록 조정된다. 용융 알루미늄 도금욕(1)에 강선(2)이 침지되는 시간(도금 시간)은, 요구되는 도금 피막의 두께, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕온 등에 따라 다르므로 일률적으로는 결정할 수 없지만, 통상 0.3∼1초간 정도이다.

이어서, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지된 강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)으로부터 끌어 올림으로써, 강선(2)의 표면에 용융 알루미늄 도금욕(1)의 도금 피막이 형성되어 용융 알루미늄 도금 강선(3)이 얻어진다.

도 4에 나타내어지는 바와 같이, 강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 화살표E 방향으로 끌어 올렸을 때, 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 끌어 올려지는 용융 알루미늄 도금 강선(3)에 수반해서 도금욕(1)의 욕면(10)이 들어 올려짐으로써 메니스커스(17)가 형성된다. 메니스커스(17)의 선단(17a)이 상방향으로 신장했을 때, 상기 메니스커스(17)의 선단부(17a)가 응고해서 알루미늄 덩어리로 되고, 상기 알루미늄 덩어리가 이물로서 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 도금 피막(18)에 부착될 우려가 있다.

따라서, 메니스커스(17)의 선단(17a)이 과도하게 상방향으로 신장하는 것을 억제함으로써, 알루미늄 덩어리 등의 이물이 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 표면에 부착되는 것을 억제하기 위해서, 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 끌어 올려진 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 경계부에서 안정화 부재(11)를 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10) 및 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 접촉시키고, 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 통해서 안정화 부재(11)와 대향하는 위치에 불활성 가스를 분사하기 위한 노즐(12)이 설치된다.

또한, 도 4는 본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 있어서, 강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 끌어 올릴 때의 강선(2)과 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 경계부의 개략 설명도이다.

안정화 부재(11)로서는, 예를 들면 표면에 내열 크로스재(11a)가 감긴 스테인레스강제의 각봉 등을 들 수 있다. 내열 크로스재(11a)로서는, 예를 들면 세라믹 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 이미드 섬유 등의 내열성 섬유를 함유하는 직포나 부직포 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 내열 크로스재(11a)는 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되는 것을 억제하는 관점으로부터, 상기 내열 크로스재(11a)에 있어서 알루미늄이 부착되어 있지 않은 면(신생면)을 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 접촉시키는 것이 바람직하다.

안정화 부재(11)는 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)과 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 쌍방에 동시에 접촉시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 안정화 부재(11)를 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)과 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 쌍방에 동시에 접촉시켰을 경우에는, 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 맥동이 억제됨으로써 메니스커스(17)의 맥동이 억제되기 때문에, 강선(2)의 표면에 도금 피막(18)을 균일하게 형성시킬 수 있다. 또한, 안정화 부재(11)를 용융 알루미늄 도금 강선(3)에 접촉시킬 때에는, 용융 알루미늄 도금 강선(3)이 미소 진동하는 것을 억제하는 관점으로부터, 필요에 따라 용융 알루미늄 도금 강선(3)에 장력이 가해지도록 하기 위해서 안정화 부재(11)를 용융 알루미늄 도금 강선(3)에 가볍게 압박해도 좋다.

용융 알루미늄 도금 강선(3)을 통해서 안정화 부재(11)와 대향하는 위치에 불활성 가스를 분사하기 위한 노즐(12)이 설치된다. 노즐(12)의 선단(12a)은 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 경계부에 불활성 가스를 분사하도록 설치된다. 용융 알루미늄 도금 강선(3)으로부터 노즐(12)의 선단(12a)까지의 거리(최단 거리)는, 노즐(12)의 선단(12a)과 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 접촉을 회피하여 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 바람직하게는 1㎜ 이상이며, 도금 피막(18)의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않고, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터, 바람직하게는 50㎜ 이하, 보다 바람직하게는 40㎜ 이하, 보다 한층 바람직하게는 30㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎜ 이하, 더 한층 바람직하게는 5㎜ 이하이다.

노즐(12)의 선단(12a)의 내경은 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출된 불활성 가스를 적확하게 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 경계부에 분사함으로써 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 효율적으로 제조하는 관점으로부터, 바람직하게는 1㎜ 이상, 보다 바람직하게는 2㎜ 이상이며, 도금 피막(18)의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않고, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터, 바람직하게는 15㎜ 이하, 보다 바람직하게는 10㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎜ 이하이다.

불활성 가스는, 예를 들면 도 1에 나타내어지는 불활성 가스 공급 장치(13)로부터 배관(14)을 통해서 노즐(12)에 공급할 수 있다. 또한, 불활성 가스의 유량을 조정하기 위해서, 예를 들면 밸브 등의 유량 제어 장치(도시하지 않음)가 불활성 가스 공급 장치(13) 또는 배관(14)에 설치되어 있어도 된다.

불활성 가스는 용융되어 있는 알루미늄에 대하여 불활성인 가스를 의미한다. 불활성 가스로서는, 예를 들면 질소 가스, 아르곤 가스, 헬륨 가스 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 불활성 가스 중에서는 질소 가스가 바람직하다. 또한, 불활성 가스에는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서, 예를 들면 산소 가스, 탄산 가스 등이 포함되어 있어도 된다.

노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 압력은 0.1∼20㎪로 조정되어 있다. 본 발명에서는 강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지시킨 후 용융 알루미늄 도금욕(1)으로부터 끌어 올릴 때에, 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 용융 알루미늄 도금 강선(3)과 용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)의 경계부에 분사되는 불활성 가스의 노즐(12)의 선단(12a)에 있어서의 압력이 0.1∼20㎪로 조정되어 있으므로, 도금 피막(18)의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않고, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻을 수 있다.

노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 압력은, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터 0.1㎪ 이상이며, 도금 피막(18)의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터 20㎪ 이하, 바람직하게는 10㎪ 이하, 더욱 바람직하게는 3㎪ 이하이다.

또한, 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 압력은, 노즐(12)의 선단(12a)부로부터 2㎜의 거리로 벗어난 개소에 있어서의 노즐(12) 내의 불활성 가스 중에 내경 0.5㎜의 스테인레스강제의 튜브를 상기 튜브의 선단과 노즐(12)의 선단(12a)이 대향하도록 삽입하여 넣고, 상기 튜브의 선단에 이러한 불활성 가스의 가스 압력을 압력센서로 측정했을 때의 값이다.

노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 체적 유량은, 메니스커스(17)의 표면의 산화를 효율적으로 방지하는 관점으로부터, 바람직하게는 2L(리터)/min 이상, 보다 바람직하게는 5L/min 이상, 더욱 바람직하게는 10L/min 이상이며, 도금 피막(18)의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않고, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터, 바람직하게는 200L/min 이하, 보다 바람직하게는 150L/min 이하, 더욱 바람직하게는 100L/min 이하이다.

노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 온도는, 도금 피막(18)의 두께가 얇은 부분이 거의 생기지 않고, 표면에 알루미늄 덩어리가 거의 부착되지 않는 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 얻는 관점으로부터, 바람직하게는 10℃ 이상, 보다 바람직하게는 20℃ 이상, 더욱 바람직하게는 30℃ 이상이며, 열효율을 향상시키는 관점으로부터, 바람직하게는 800℃ 이하, 보다 바람직하게는 780℃ 이하, 더욱 바람직하게는 750℃ 이하이다.

또한, 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 토출되는 불활성 가스의 온도는, 노즐(12)의 선단(12a)으로부터 2㎜의 거리로 벗어난 개소에 있어서의 불활성 가스 중에, 예를 들면 직경이 1.6㎜인 시스 열전대 등의 측온용 열전대를 집어 넣음으로써 측정했을 때의 값이다.

용융 알루미늄 도금욕(1)의 욕면(10)으로부터 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 끌어 올릴 때의 인상 속도는 특별하게 한정되지 않고, 상기 인상 속도를 적당하게 조정함으로써 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 표면에 존재하는 도금 피막(18)의 평균 두께를 조정할 수 있기 때문에, 상기 도금 피막(18)의 평균 두께에 따라 적당하게 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 용융 알루미늄 도금 강선(3)이 끌어 올려지는 과정에서 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 냉각하고, 표면에 형성되어 있는 도금 피막(18)을 효율적으로 응고시키기 위해서, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 필요에 따라 노즐(12)의 상부에 냉각 장치(15)가 설치되어 있어도 된다. 냉각 장치(15)에서는, 예를 들면 가스, 액체의 미스트 등을 용융 알루미늄 도금 강선(3)에 분사함으로써 상기 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 냉각할 수 있다.

이상과 같이 해서 제조된 용융 알루미늄 도금 강선(3)은, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 예를 들면 권취 장치(16) 등으로 회수할 수 있다.

용융 알루미늄 도금 강선(3)의 표면에 존재하는 도금 피막(18)의 평균 두께는, 꼬임선 가공, 코킹 가공 등의 때에 소지(素地)의 강선(2)이 외부에 노출되는 것을 억제함과 아울러 단위직경당의 기계적 강도를 높이는 관점으로부터, 5∼10㎛ 정도인 것이 바람직하다.

또한, 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 표면에 존재하는 도금 피막(18)의 박육부의 최소 두께는, 꼬임선 가공, 코킹 가공 등의 때에 소지의 강선(2)이 외부에 노출되는 것을 억제함과 아울러 단위직경당의 기계적 강도를 높이는 관점으로부터, 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상이다.

강선(2)에는 평활한 도금 피막(18)을 효율적으로 형성시키는 관점으로부터, 강선(2)을 용융 알루미늄 도금욕(1)에 침지시키기 전에 강선(2)의 표면에 프리도금 처리가 실시되어 있어도 된다. 프리도금 처리를 구성하는 금속으로서는, 예를 들면 아연, 니켈, 크롬, 이것들의 합금 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 프리도금 처리에 의해 강선(2)의 표면에 형성된 도금 피막(18)은, 1층만으로 형성되어 있어도 되고, 동일 또는 다른 금속으로 이루어지는 복수의 도금 피막(18)이라도 된다.

상기에서 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선(3)에는, 필요에 따라 소망의 외경을 갖도록 하기 위해서, 다이스 등을 이용하여 신선 가공을 실시해도 좋다.

본 발명의 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법에 의해 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선(3)은, 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 적합하게 사용할 수 있다.

(실시예)

이어서 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼66 및 비교예 1∼6

각 실시예 및 각 비교예에서는, 도 1에 나타내어지는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법의 실시형태에 준해서 용융 알루미늄 도금 강선을 제조했다.

강선으로서 이하의 각 표에 나타내는 직경을 갖고, 각 표에 나타내는 강종으로 이루어지는 강선을 사용하고, 상기 강선의 표면에 아연 도금 처리를 실시하고 있지 않은 것(각 표의 「프리Zn」의 란에 「무」라고 표기) 또는 평균 두께가 5㎛ 이하인 아연 도금 피막을 갖는 것(각 표의 「프리Zn」의 란에 「유」라고 표기)을 사용했다. 표 5의 강종의 란에 기재된 37A는 탄소를 0.37질량% 함유하는 경강으로 이루어지는 강선을 의미한다.

또한, 상기 아연 도금을 실시하고 있지 않은 강선에는, 용융 알루미늄 도금욕에 침지하기 전에 계면활성제를 함유하는 오르토 규산 나트륨의 탈지액에 침지시킴으로써 탈지를 실시했다.

또한, 강선을 용융 알루미늄 도금욕에 침지시키기 전에, 도 2에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치(8)에 통과시키고, 가열 장치(6)로 강선을 약 400℃로 예비가열했다. 가열 가스로서 질소 가스를 사용했다. 또한, 예비가열 온도는 강선에 열전대를 접속시킨 것을 준비하고, 소정의 온도로 유지한 가열 장치(6) 속에 상기 열전대를 강선과 함께 통과시킴으로써 측정했다.

또한, 도 2에 나타내어지는 강선 도입부 제어 장치(8)에 사용되는 욕면 제어 장치로서, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 도입구(9c)에 있어서의 개구부(9d)와 배출구(9e)에 있어서의 개구부(9f)의 형상, 크기 및 면적이 동일한 욕면 제어 장치(7)를 사용하고, 관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부의 면적과 강선의 횡단면에 있어서의 면적의 비〔관상체(9)가 갖는 관통구멍(9a)의 개구부의 면적/강선의 횡단면에 있어서의 면적〕을 57로 설정하고, 상기 욕면 제어 장치(7)를 통해서 강선을 용융 알루미늄 도금욕에 0.3∼1초간 침지시켰다.

용융 알루미늄 도금욕으로서 용융 알루미늄 도금욕(알루미늄의 순도: 99.7% 이상, 각 표의 「용융 Al 도금의 종류」의 란에 「Al」로 표기), 4질량%의 규소를 함유하는 용융 알루미늄 도금욕(각 표의 「용융 Al 도금의 종류」의 란에 「4% Si」로 표기), 8질량%의 규소를 함유하는 용융 알루미늄 도금욕(각 표의 「용융 Al 도금의 종류」의 란에 「8% Si」로 표기), 11질량%의 규소를 함유하는 용융 알루미늄 도금욕(각 표의 「용융 Al 도금의 종류」의 란에 「11% Si」로 표기) 또는 13질량%의 규소를 함유하는 용융 알루미늄 도금욕(각 표의 「용융 Al 도금의 종류」의 란에 「13% Si」로 표기)을 사용하고, 각 표에 나타내는 욕온에서 각 표에 나타내는 통선 속도(강선의 인상 속도)로 강선을 용융 알루미늄 도금욕에 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올렸다.

그 때, 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올려진 용융 알루미늄 도금 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부에서 욕면 및 상기 용융 알루미늄 도금 강선에 폭 40㎜의 안정화 부재를 접촉시켰다. 또한, 안정화 부재로서 표면에 내열 크로스재가 감긴 스테인레스강제의 각봉을 사용하고, 용융 알루미늄 도금 강선과 내열 크로스재의 접촉 길이를 5㎜로 조정했다.

또한, 상기 용융 알루미늄 도금 강선으로부터 2㎜ 떨어진 개소에 노즐의 선단이 위치하도록, 각 표에 나타내는 선단의 내경을 갖는 노즐을 설치하고, 상기 노즐의 선단으로부터 각 표에 나타내는 온도로 조정된 불활성 가스(질소 가스)를 각 표에 나타내는 체적 유량 및 압력으로 용융 알루미늄 도금 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부에 분사했다.

이상의 조작을 행함으로써, 각 표에 나타내는 평균 두께 및 박육부의 최소 두께를 갖는 도금 피막이 형성된 용융 알루미늄 도금 강선을 얻었다.

또한, 도금 피막의 평균 두께의 측정 방법을 이하에 나타낸다. 또한, 박육부의 최소 두께의 측정 방법은 이하의 「(2) 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 측정」의 란에 기재한다.

〔도금 피막의 평균 두께의 측정 방법〕

각 실시예 및 각 비교예에서 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선의 도금 피막의 평균 두께의 측정은, 도 5에 나타내어지는 실시형태에 의거해서 행했다. 도 5는 각 실시예 및 각 비교예에서 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선의 도금 피막의 평균 두께를 측정하는 방법의 일실시형태를 나타내는 개략 설명도이다.

도 5에 나타내어지는 바와 같이, 통선식 강선지름 측정 장치(19)로서 연직 방향으로 배치된 한쌍의 풀리(19c) 및 풀리(19d), 및 풀리(19c)와 풀리(19d) 사이의 중앙부에 수평 방향으로 설치된 한쌍의 발광부(19a) 및 수광부(19b)를 갖는 광학식 외경 측정기[(주)기엔스제, 품번: LS-7000]를 2대 갖는 통선식 강선지름 측정 장치(19)를 사용했다. 한쌍의 발광부(19a)와 수광부(19b)를 서로 대향시키고, 인접하는 발광부(19a)와 수광부(19b)는, 도 5에 나타내어지는 바와 같이 90°의 각도를 이루도록 배치했다.

각 실시예 또는 각 비교예에서 얻어진 길이 100m의 용융 알루미늄 도금 강선(3)을 통선 속도 100m/min의 속도로 화살표F 방향으로 풀리(19c)와 풀리(19d)의 사이를 주행시키면서, 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 길이 방향에 있어서 약 1.4㎜의 간격으로 용융 알루미늄 도금 강선(3)의 외경을 통선식 강선지름 측정 장치(19)로 측정했다. 또한, 상기 외경의 측정점 수를 약 71000점으로 했다.

이어서, 상기에서 측정한 용융 알루미늄 도금 강선의 외경의 평균값을 구하고, 상기 평균값으로부터 도금 피막을 형성하기 전의 강선의 직경(이하의 각 표에 나타내는 강선의 직경)을 감산하고, 얻어진 값을 2로 나눔으로써 도금 피막의 평균 두께를 구했다. 그 결과를 각 표에 나타낸다.

〔도금 피막의 성능의 평가〕

상기에서 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선의 성능으로서 알루미늄 덩어리의 부착성 및 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 안정성을 이하의 방법에 의거해서 조사했다. 그 결과를 각 표에 나타낸다.

(1) 알루미늄 덩어리의 부착성

길이 300m의 용융 알루미늄 도금 강선을 100m/min의 통선 속도로 주행시키고, 상기 용융 알루미늄 도금 강선의 전체 길이에 걸쳐 용융 알루미늄 도금 강선의 외경을 측정하여 국부적으로 외경이 크게 되어 있는 볼록 부분의 유무를 조사했다. 국부적으로 외경이 큰 볼록 부분에 알루미늄 덩어리가 부착되어 있는지의 여부를 육안으로 관찰하고, 이하의 평가기준에 의거하여 알루미늄 덩어리의 부착성을 평가했다. 또한, 용융 알루미늄 도금 강선의 외경은 광학식 외경 측정기〔(주)기엔스제, 품번: LS-7000〕를 사용해서 측정했다.

(평가기준)

○: 알루미늄 덩어리의 부착이 확인되지 않는다.

×: 알루미늄 덩어리의 부착이 확인된다.

(2) 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 측정

도금 피막의 박육부의 최소 두께를 구하기 위해서, 용융 알루미늄 도금 강선의 단면을 관찰했다. 보다 구체적으로는, 용융 알루미늄 도금 강선으로부터 300㎜의 시험체를 임의로 잘라내고, 또한 상기 시험체로부터 6개의 시험편을 잘라낸 후 상기 시험편을 수지에 포매시키고, 포매시킨 수지를 재단하고, 그 재단면을 연마 함으로써 용융 알루미늄 도금 강선의 단면을 노출시켰다. 이 단면을 광학 현미경(배율: 500배)으로 관찰하여 도금 피막의 박육부의 최소 두께를 측정했다. 6개의 시험편에 대해서 측정한 도금 피막의 박육부의 최소의 두께 중, 가장 작은 두께를 상기 도금 피막의 박육부의 최소 두께로 했다.

(3) 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 안정성

상기에서 구한 도금 피막의 박육부의 최소 두께로부터, 이하의 평가기준에 의거하여 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 안정성을 평가했다.

(평가기준)

◎: 도금 피막의 박육부의 최소 두께가 2㎛ 이상

○: 도금 피막의 박육부의 최소 두께가 1㎛ 이상 2㎛ 미만

×: 도금 피막의 박육부의 최소 두께가 1㎛ 미만

(4) 종합 평가

알루미늄 덩어리의 부착성 및 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 안정성의 평가 결과에 의거하여 이하의 평가기준에 의해 종합 평가를 행했다.

(평가기준)

◎: 알루미늄 덩어리의 부착성의 평가가 ○이며, 도금 피막의 박육부의 최소 두께의 안정성의 평가가 ◎이다(우수).

○: 알루미늄 덩어리의 부착성 및 도금 피막의 평가가 모두 ○이다(우량).

×: 알루미늄 덩어리의 부착성 및 도금 피막의 평가에 ×의 평가가 존재한다(불합격).

각 실시예에 의하면, 표 1∼표 5에 나타내어지는 바와 같이, 도금 피막의 두께가 얇은 부분이 생기기 어렵고, 표면에 알루미늄 덩어리가 부착되기 어려운 용융 알루미늄 도금 강선을 효율적으로 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 용융 알루미늄 도금 강선은, 예를 들면 자동차의 와이어 하니스 등에 적합하게 사용할 수 있다.

1 : 용융 알루미늄 도금욕
2 : 강선
3 : 용융 알루미늄 도금 강선
4 : 송출 장치
5 : 도금욕조
6 : 가열 장치
6a : 가열 장치 본체
6b : 가열 장치 본체의 내부
6c : 가열 장치 본체의 가열 가스 통기구
6d : 가열 장치 본체의 하단
6e : 가열 장치 본체의 지관
7 : 욕면 제어 장치
7a : 욕면 제어 장치의 상단
8 : 강선 도입부 제어 장치
9 : 관상체
9a : 관상체의 관통구멍
9b : 관상체의 침지영역
9c : 관상체의 도입구
9d : 관상체의 도입구에 있어서의 개구부
9e : 관상체의 배출구
9f : 관상체의 배출구에 있어서의 개구부
10 : 용융 알루미늄 도금욕의 욕면
11 : 안정화 부재
11a : 안정화 부재의 내열 크로스재
12 : 노즐
12a : 노즐의 선단
13 : 불활성 가스 공급 장치
14 : 배관
15 : 냉각 장치
16 : 권취 장치
17 : 메니스커스
17a : 메니스커스의 선단
18 : 도금 피막
19 : 통선식 강선지름 측정 장치
19a : 통선식 강선지름 측정 장치의 발광부
19b : 통선식 강선지름 측정 장치의 수광부
19c : 통선식 강선지름 측정 장치의 풀리
19d : 통선식 강선지름 측정 장치의 풀리

Claims (3)

1. 용융 알루미늄 도금욕에 강선을 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 강선을 연속해서 끌어 올림으로써 용융 알루미늄 도금 강선을 제조하는 방법으로서, 강선을 상기 용융 알루미늄 도금욕에 침지시킨 후, 상기 용융 알루미늄 도금욕으로부터 끌어 올려진 용융 알루미늄 도금 강선과 용융 알루미늄 도금욕의 욕면의 경계부에서 안정화 부재를 상기 용융 알루미늄 도금욕의 욕면 및 상기 용융 알루미늄 도금 강선과 접촉시키고, 상기 용융 알루미늄 도금 강선을 통해서 상기 안정화 부재와 대향하는 위치에 불활성 가스를 분사하기 위한 노즐을 설치하고, 상기 노즐의 선단으로부터 상기 경계부에 불활성 가스를 0.1∼20㎪의 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   강선이 탄소강 또는 스테인레스강으로 이루어지는 강선인 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   용융 알루미늄 도금욕의 욕온을 상기 용융 알루미늄 도금욕의 융점보다 20℃ 이상 높게 되도록 조정하는 용융 알루미늄 도금 강선의 제조 방법.

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