(57)【要約】金属線、特に着色塗装めっき鉄線（鋼線）に使用する合成樹脂塗料（例えば、ポリエステル塗料）や樹脂被覆めっき鉄線（鋼線）に使用する塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂は高価な材料である上に、顔料、染料などを使用するため製造コストが高いという課題を解決するために、本発明は、前記の高価な材料を全く使うことなく、比較的安価な化成処理液だけで着色を呈するカラー金属線を提供することを目的とする。  本発明は、母材となる金属線の表面にめっき処理によるめっき層を形成する工程と、その後化成処理による呈色層を形成する工程により、金属線の表面にめっき層を有し、更にその上層に、化成処理による呈色層が形成されていることを特徴とするカラー金属線を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線の表面にめっき層を有し、更にその上層に、化成処理による呈色層が形成されていることを特徴とするカラー金属線。
【請求項２】
前記めっき層が亜鉛めっき層であることを特徴とする請求項１に記載のカラー金属線。
【請求項３】
前記呈色層の上層に防錆被膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー金属線。
【請求項４】
最外層に、フッ素コーティング剤、合成ワックス、パラフィン、ベンゼン核を有する有機物のうち１種類又は２種類以上を塗布することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラー金属線。
【請求項５】
請求項１に記載のカラー金属線を製造する方法において、母材となる金属線の表面にめっき処理によるめっき層を形成する工程と、その後化成処理による呈色層を形成する工程を有することを特徴とするカラー金属線の製造方法。
【請求項６】
前記化成処理に用いる化成処理液は、めっき層に含む金属と有機金属化合物を形成することを特徴とする請求項５に記載のカラー金属線の製造方法。
【請求項７】
前記めっき層を形成する工程の後、化成処理による呈色層を形成する工程の前に、表面の活性化を目的に塩酸、硫酸、硝酸のうち１種類又は２種類以上の混酸を用いて表面活性化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のカラー金属線の製造方法。
【請求項８】
前記めっき層を形成する工程の後、化成処理による呈色層を形成する工程の前に、表面の活性化を目的に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛アンモニウムのうち１種類又は２種類以上のアルカリ性溶液を用いて表面活性化処理を行う工程を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のカラー金属線の製造方法。
【請求項９】
前記めっき層を形成する工程と呈色層を形成する工程を連続して行うことを特徴とする請求項５又は６に記載したカラー金属線の製造方法。
【請求項１０】
前記めっき層を形成する工程、表面活性化処理を行う工程、及び呈色層を形成する工程を連続して行うことを特徴とする請求項７又は８に記載したカラー金属線の製造方法。
【請求項１１】
前記呈色層を形成する工程の後、防錆層を形成することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１項に記載のカラー金属線の製造方法。
【請求項１２】
最外層に、フッ素コーティング剤、合成ワックス、パラフィン、ベンゼン核を有する有機物のうち１種類又は２種類以上を塗布することを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１項に記載のカラー金属線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属線の表面を化学反応により呈色することにより得られるカラー金属線とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属線、特に鉄線（鋼線）およびめっき線に色を施すには、目的に応じて表面を処理した後、合成樹脂塗料を塗装し、焼付けした工程を１〜２回繰り返して製造する方法（着色塗装めっき鉄線）と、塩化ビニール樹脂およびポリエチレン樹脂を顔料（あるいは染料）で色を調合したものを溶着（融着）した後冷却し製造する方法（樹脂被覆めっき鉄線）等が一般的に行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、合成樹脂塗料を塗装する方法や、色を調合した樹脂を溶着（融着）する方法では、大がかりな設備が必要となる。【０００４】
また、着色塗装めっき鉄線に使用する合成樹脂塗料（例えば、ポリエステル塗料）や樹脂被覆めっき鉄線に使用する塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂は高価な材料である上に、顔料、染料などを使用するため製造コストが高い。【０００５】
このような課題を解決するために、本発明は、前記の高価な材料を全く使うことなく、比較的安価な化成処理液だけで着色を呈するカラー金属線を提供することを目的とする。【０００６】
更に、簡便な処理により表面耐食性を向上させたカラー金属線を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、めっき処理を施した金属線のめっき層に含まれる金属の化学反応により色を呈する反応（呈色反応）を応用することにより、安価で、均一な着色を呈するカラー金属線が得られることを見出し、本発明を成すに至った。【０００８】
また、化学反応のみで良好な表面を形成できるようになるため、めっき処理から呈色処理までの連続一貫工程で製造することも可能となり、生産性の面や品質管理の面でも有利な加工法も見出し、製造方法に関する本発明を成すに至った。【０００９】
以下に本発明の要旨を示す。
（１）金属線の表面にめっき層を有し、更にその上層に、化成処理による呈色層が形成されていることを特徴とするカラー金属線。【００１０】
（２）前記めっき層が亜鉛めっき層であることを特徴とする（１）に記載のカラー金属線。【００１１】
（３）前記呈色層の上層に防錆被膜を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載のカラー金属線。
（４）最外層に、フッ素コーティング剤、合成ワックス、パラフィン、ベンゼン核を有する有機物のうち１種類又は２種類以上を塗布することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のカラー金属線。【００１２】
（５）（１）に記載のカラー金属線を製造する方法において、母材となる金属線の表面にめっき処理によるめっき層を形成する工程と、その後化成処理による呈色層を形成する工程を有することを特徴とするカラー金属線の製造方法。【００１３】
（６）前記化成処理に用いる化成処理液は、めっき層に含む金属と有機金属化合物を形成することを特徴とする（５）に記載のカラー金属線の製造方法。【００１４】
（７）前記めっき層を形成する工程の後、化成処理による呈色層を形成する工程の前に、表面の活性化を目的に塩酸、硫酸、硝酸のうち１種類又は２種類以上の混酸を用いて表面活性化処理を行う工程を有することを特徴とする（５）又は（６）に記載のカラー金属線の製造方法。
（８）前記めっき層を形成する工程の後、化成処理による呈色層を形成する工程の前に、表面の活性化を目的に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛アンモニウムのうち１種類又は２種類以上のアルカリ性溶液を用いて表面活性化処理を行う工程を有することを特徴とする（５）又は（６）に記載のカラー金属線の製造方法。【００１５】
（９）前記めっき層を形成する工程と呈色層を形成する工程を連続して行うことを特徴とする（５）又は（６）に記載したカラー金属線の製造方法。【００１６】
（１０）前記めっき層を形成する工程、表面活性化処理を行う工程、及び呈色層を形成する工程を連続して行うことを特徴とする（７）又は（８）に記載したカラー金属線の製造方法。【００１７】
（１１）前記呈色層を形成する工程の後、防錆層を形成することを特徴とする（５）〜（１０）のいずれか１項に記載のカラー金属線の製造方法。
（１２）最外層に、フッ素コーティング剤、合成ワックス、パラフィン及びベンゼン核を有する有機物のうち１種類又は２種類以上を塗布することを特徴とする（５）〜（１１）のいずれか１項に記載のカラー金属線の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、従来の塗料、染料、顔料、色付き樹脂等をまったく使用することなく、安価で、均一な着色を呈する表面美麗なカラー金属線を提供することが可能となる。【００１９】
また、化成処理による呈色のため、めっき層を形成する工程から連続的一貫工程による生産が可能となり、品質の向上だけでなく、生産性の向上にも貢献する。【００２０】
更に、既存の防錆層を形成する工程も、そのまま適用できるため、簡便な処理により、防錆性が高く、高品質、高生産性のカラー金属線が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
図１は、本発明の実施形態１に係わるカラー鉄線の断面図を示す。
図２は、同カラー鉄線の製造工程の概略図を示す。
図３は、塩水噴霧試験結果（腐食減量指数）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明においては、金属線やめっき材料を特に限定しない。めっき層に含まれる金属元素と化成処理液により、有機金属化合物を含む層を形成し、それにより呈色できるものであれば、いろいろな組み合わせが可能である。
【００２３】
例えば、金属線の母材としては金属単体でも合金でもよく、鉄、鋼、アルミ、亜鉛等が採用される。
【００２４】
めっきも、いろいろな種類のめっきに適用できる。通常実施されているめっきの例では、亜鉛めっき、亜鉛−アルミニウム合金、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金、錫めっき、クロムめっき、アルミニウムめっき等がある。
【００２５】
以下、カラー金属線の一例として、カラー鉄線（鋼線を母材として表面を呈色させたものの呼称。以下同じ。）を用いて、本発明を説明する。即ち、母材とする金属線は一般的に広く使用されている鋼を使用し、その金属線（鋼線）の表面に亜鉛めっき層を形成し、本発明による呈色をしたカラー鉄線について説明する。いうまでもなく、金属線は特に限定することはなく、亜鉛めっきが可能なものは採用することができる。
【００２６】
本発明は、化成処理することにより、めっき層中に含まれる金属との反応により有機金属化合物を生成し、これにより呈色するものである。そのため、めっきの種類と化成処理液の組合せが重要となる。鋼線上に亜鉛めっき層を形成する工程は、従来から亜鉛めっき線の製造工程をそのまま活用できる。
【００２７】
めっきを施すためには合金層の生成が必要である場合がある。しかし、この合金層が厚くなると、非常に硬く脆い層のため、得られるめっき線の特性を著しく低下させる。このため、めっき浴温度、めっき浴通過速度（以下、線速という）およびめっき後の冷却等の条件を調整し、目的とする亜鉛めっき線を得る。例えば、めっき浴温度は４５０±１０℃、線速１０〜５０ｍ／ｍｉｍ程度（線径や付着量により調整される）とするとよい。冷却水量や冷却位置も適宜調整される。
【００２８】
特に、亜鉛めっき層の健全化のためには、合金層である金属間化合物の固溶体を形成しているＦｅ−Ｚｎの合金層を極力薄くし（例えば、数十μｍ以下が望ましい）、加工性に富んだめっき層の割合を高めることが望ましい。
【００２９】
めっき処理が終わった後、連続的に、化成処理により呈色層を形成する工程（呈色工程）へ亜鉛めっき線を導入する。
【００３０】
呈色工程は、めっき工程と連続である必要はない。一旦めっき工程後で巻取った後、めっき工程とは別ラインに設置した化成処理専用ラインで呈色を行うこともできる。
【００３１】
化成処理液での呈色するための前処理として、めっき層表面の活性化および異物、付着物等の除去のため、塩酸、硫酸、又は硝酸、およびそれらの混酸（これらを総称して、以下、酸とよぶ）を用いて表面活性化処理を行ってもよい。表面を活性化する目的のため、用いる酸の濃度は０．５〜１０ｗｔ％であればよく、１〜１０ｗｔ％であればさらに望ましい。
酸以外にも、アルカリ性溶液により、表面の脱脂、異物・付着物除去等による表面活性化処理を行ってもよい。アルカリ性を示す溶液であれば特に溶液の種類は問わない。例えば水酸化ナトリウム溶液や水酸化カルシウム溶液であればよい。特に亜鉛めっき金属線の場合、表面の亜鉛は酸性（ＰＨ６以下）でもアルカリ性（ＰＨ１２以上）でも急激に溶解するため、酸と同様に表面の酸化皮膜除去効果もある。アルカリ溶液の濃度は、０．５〜１０ｗｔ％であればよく、１〜１０ｗｔ％であればさらに望ましい。
なお、めっき浴前処理で使用している塩化亜鉛アンモニウム又は塩化アンモニウム（いずれも５〜２０ｗｔ％）の使用も可能である。
【００３２】
亜鉛めっき金属線の場合、めっきの表面性状により、酸による前処理と、アルカリ溶液による前処理で、呈色の状態（発色、色合い等）が変化する。例えば、めっき時の冷却条件により光沢表面とダル（光沢のない）表面を作ることができる。光沢表面の金属線にアルカリ溶液による前処理を行うと、光沢のあるカラー鉄線が得られる。これは、アルカリ溶液での前処理時に、亜鉛の溶解速度が遅いため、表面を荒らすことがないためと推測される。
【００３３】
この表面活性化処理は化成処理での呈色のムラを生じさせないために有効なものである。連続処理においては、めっき直後の状態で、呈色工程を行えるため、この活性化処理を省略してもよい。しかし、前述したようにめっき工程後に一旦巻き取り、時間を置いて呈色工程を通す場合は、活性化処理をすることが望ましい。
【００３４】
次に、亜鉛めっき層を形成した亜鉛めっき線を呈色工程に通し、呈色反応を生じせしめる。化成処理液としては、有機金属化合物を生成させるものを選択する必要がある。例えば、酒石酸、クエン酸、タンニン酸などの有機酸にアンチモン、マンガン、モリブデンがいずれも１〜５ｗｔ％含有されたものであれば、これが亜鉛と反応して有色の有機金属化合物を生成させる。具体的な化成処理液の例として、酒石酸アンチモンカリウム（ＫＳｂ（Ｃ４Ｈ２Ｏ６）１．５Ｈ２Ｏ）がある。
【００３５】
化成処理液は化学反応を主目的としているため、適正な反応速度を得るため温度は２０〜４０℃が望ましく、反応時間は亜鉛めっき線の大きさにより変わるが、直径４．０ｍｍ（φ４．０）で３分以下が望ましい。
【００３６】
化成処理により呈色したカラー鉄線の耐食性を更に高めるためと、製網等の製品加工時の加工性を高めるために、必要に応じて、呈色層の上層に防錆層を形成する。これは、既存の防錆処理技術を適用することが可能であり、既存の設備、既存の処理技術により、防錆層の形成を行うことができる。防錆処理として、例えばＳｉ系の防錆処理液を呈色層の上に塗布する。この場合、処理液の温度は１０〜３０℃が好ましい。濃度は１〜３０ｗｔ％がよく、３〜１０ｗｔ％であればさらに好ましい。
【００３７】
さらに、カラー鉄線の呈色層の耐候性向上（褪色防止）や金属線の擦れによる呈色層の疵・剥離防止を図るために、フッ素コーティング剤、合成ワックス、パラフィン、ベンゼン核を有する有機物等を、最外層に塗布して使用することが効果的である。
【００３８】
以下、図に基づいて説明する。
図１には本発明の一例としてカラー鉄線１の断面が示されている。このカラー鉄線１において２は鋼線（母材となる金属が鋼である線）であり、３はめっき工程において形成された亜鉛めっき層である。４は亜鉛めっき層と化成処理液が反応して生成した呈色層である。
【００３９】
カラー鉄線の基本的構造は４の呈色層までであるが、必要に応じて、更に耐食性を向上させるため防錆処理を行って防錆層５を形成させたものを図１には示している。
【００４０】
鋼線からめっき工程を経て製造されためっき線３は直径２〜８ｍｍ程度、めっき層の厚さは３〜９０μｍ程度である。
【００４１】
次に上記カラー鉄線の製造方法の一例を説明する。
図２は製造工程の概略を示すものである。同図において、６は素線となる線材６で、直径５〜１０ｍｍ程度の鋼線である。この線材を冷間で引き抜き所定のサイズに伸線７し、巻取ったものが鋼線８である。
【００４２】
鋼線８は脱潤滑剤処理を行った後、焼鈍９される。用途によってはこの焼鈍９が省略されることがある。その後、酸洗槽で酸洗１０され、めっき前処理を施してから、めっき浴でめっき１１される。めっき１１が終了したものは巻取り装置で巻取られめっき線１２となる。
【００４３】
めっき後直ちに表面活性化処理（前処理ともいう）１３や呈色工程１４に行くものと、一旦巻取られてめっき線１２として表面活性化処理（前処理）１３や呈色工程１４に行くものとがある。
【００４４】
続いて呈色工程１４での製造方法を説明する。めっき線１２の表面活性化処理（前処理）１３で表面を活性化させる。
【００４５】
めっき線は、前処理後直ちに水洗、乾燥した後、化成処理１４される。得たい色に応じて化成処理液を選択し、呈色反応により所定の呈色を行う。その後、水洗、乾燥を行い、カラー鉄線１５となり、巻き取られる。
【００４６】
耐食性を更に向上させるために、呈色工程終了後水洗、乾燥を行った後、防錆処理液を通して防錆膜を形成させ、乾燥後巻取る。こうして、カラー鉄線１５が得られる。
最後に、必要に応じて、Ｓｉ系の防錆処理液や、フッ素コーティング材、合成ワックス、パラフィン、ベンゼン核を有する有機物等を最外層に塗布する。
【実施例１】
【００４７】
亜鉛めっき鉄線１２を用いて表面活性化処理１３後に化成処理を行った。
目的色はダークブラウンである。
化成処理Ａ液：Ｓｂ（４％）、Ｍｎ（４％）、タンニン酸（微量）、クエン酸（微量）、硫酸マンガン（微量）含有、酒石酸アンチモンカリウム【００４８】
【表１】
2010071184.tif 000003
【００４９】
表１に実施例１で使用した亜鉛めっき鉄線と化成処理条件を示す。亜鉛めっき鉄線（Ｓ）３種φ４．０を使用した。目的色がダークブラウンであることから化成処理Ａ液（Ｓｂ（４％）、Ｍｎ（４％）、タンニン酸（微量）含有）を使用した。化成処理条件は、色調の点から液温３０℃、線速１０ｍ／ｍｉｎとした。
表面活性化処理は、塩酸と硝酸の混酸（５ｗｔ％）と水酸化ナトリウム溶液（５ｗｔ％）を準備した。実施例１−１、１−２は混酸により、実施例１−３、１−４は水酸化ナトリウム溶液により表面活性化処理を行った。【００５０】
【表２】
2010071184.tif 000004
【００５１】
表２に、実施例１で製造したカラー鉄線の巻付試験、鉛筆硬度試験結果示す。カラー鉄線は、全実施例とも、ＪＩＳＧ３５４２に規定されている巻付試験（巻付回数６回）の目視検査でひび割れ等全くなく良好であった。色剥離はＪＩＳの規定にはないが自社検査で行った。前述したように、呈色層は化学反応で生成した有機金属化合物であるため、色剥離は全く認められなかった。鉛筆硬度試験の目視検査でかき疵、すり疵も全く認められず良好であった。以上のように、全実施例とも、良好な結果を得た。しかし、酸による表面活性化処理をした実施例１−１、１−２と、アルカリ溶液による表面活性化処理をした実施例１−３、１−４とでは、その色合いが異なり、実施例１−３、１−４のほうが、光沢を帯びたダークブラウンとなった。
【実施例２】
【００５２】
実施例１にて製造したカラー鉄線の耐食性について評価した。評価は、ＪＩＳＺ２３７１に規定されている塩水噴霧試験で行った。【００５３】
【表３】
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【００５４】
なお、実施例２−１、実施例２−２に使用した亜鉛めっき鉄線は比較例２に示したものと同一コイルを分割したものである。【００５５】
表３に塩水噴霧試験を行った供試材を示す。供試材は３種類で、実施例２−１は実施例１−１で製造したカラー鉄線を、実施例２−２は実施例１−２にＳｉ系防錆処理液（５ｗｔ％）を塗布したものを使用した。比較例２は、実施例２−１、２−２の母線である亜鉛めっき鉄線（Ｓ）３種φ４そのものである。【００５６】
供試材の評価は腐食減少量の比較で行った。亜鉛めっき鉄線（Ｓ）３種は経験的に４日経過後で付着量がほぼ消失することから４日経過後の腐食減少量で対比した。【００５７】
図３にその結果を示す。亜鉛めっき鉄線の腐食減少量を１．０として指数化すると、カラー鉄線の腐食減少量は０．９、防錆処理カラー鉄線の腐食減少量は０．３となり、防錆処理カラー鉄線の耐食性はきわめてよい。【００５８】
カラー鉄線も、化成処理の関係で亜鉛めっき鉄線より耐食性は良くなる。防錆処理カラー鉄線の耐食性は亜鉛めっき鉄線に比べると大幅に改善されることがわかる。【００５９】
以上の実施例に基づく効果は本実施例の材料に限定されるものではない。前述したように、母材となる金属はいろいろな種類の金属が適用でき、そのめっき層に含まれる金属元素と化成処理液により有機金属化合物を含む層を形成し、それにより呈色できるものであれば、いろいろな組み合わせが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、金属線に着色したカラー金属線に利用することができる。本発明により、耐久性があり、安価で、均一な着色を呈する表面美麗なカラー金属線を提供することが可能となる。
また、化成処理による呈色のため、めっき層を形成する工程から連続的一貫工程による生産が可能となり、品質の向上だけでなく、生産性の向上にも貢献する。
【符号の説明】
【００６１】
１          カラー金属線
２          金属線（鉄線）
３          めっき層
４          呈色層
５          防錆層
６          線材
７          伸線工程
８          金属線（鉄線）
９          焼鈍工程
１０        酸洗工程
１１        めっき層形成工程
１２        めっき線（めっき鉄線）
１３        表面活性化処理工程
１４        化成処理による呈色層形成工程
１５        カラー金属線（カラー鉄線）
【図１】
2010071184.tif 000006
【図２】
2010071184.tif 000007
【図３】
2010071184.tif 000008
【国際調査報告】
2010071184.tif 000009
2010071184.tif 000010