(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼線の表面上に溶融アルミニウムめっき被膜を有する溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する方法であって、ケイ素の含有率が１３質量％以下であり、ニッケルの含有率が０．３質量％以下であり、当該ケイ素およびニッケルの残部がアルミニウムおよび不可避不純物である溶融アルミニウムめっき浴に鋼線を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から鋼線を連続して引き上げることによって溶融アルミニウムめっき鋼線を製造するにあたり、当該鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させる前に当該鋼線を６０〜１０００℃に加熱するための環状の加熱装置と、溶融アルミニウムめっき浴に浸漬された浸漬領域を有する管状体からなる浴面制御装置とを有する鋼線導入部制御装置に当該鋼線を通過させ、当該溶融アルミニウムめっき浴の浴温をめっき浴の融点〜７００℃に調整し、当該溶融アルミニウムめっき浴における鋼線の浸漬時間を５．８秒以下に調整することを特徴とする溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法。
【請求項２】
溶融アルミニウムめっき浴から引き上げられた溶融アルミニウムめっき鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部で安定化部材を当該溶融アルミニウムめっき浴の浴面および当該溶融アルミニウムめっき鋼線と接触させる請求項１に記載の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融アルミニウムめっき鋼線およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる溶融アルミニウムめっき鋼線およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステンレス鋼板に溶融アルミニウムめっきを施す方法として、例えば、１６〜３５重量％のＣｒを含有するフェライト系ステンレス鋼板をプレめっきして２４時間以上放置した後、水素ガス濃度が５０体積％以下で露点が−３０℃以下の水素−窒素雰囲気中で加熱し、引き続いて溶融アルミ浴又は溶融アルミニウム合金浴に導入することを特徴とする高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板の溶融アルミめっき方法が提案されている（例えば、特許文献１の請求項１参照）。前記高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板の溶融アルミめっき方法によれば、不めっき等の欠陥を発生させることなく、加工性に優れた溶融アルミニウムめっき高Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板を製造することができるという優れた効果が奏される。
【０００３】
しかし、溶融アルミニウムめっき鋼線においては、溶融アルミニウムめっきが施されたステンレス鋼板と相違して、溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する際に、鋼線にＦｅ−Ｂプレめっきを施さずに、鋼線に直接、溶融アルミニウムめっきを施すことが、溶融アルミニウムめっき鋼線の生産性の観点から望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９５１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋼線に直接、溶融アルミニウムめっきを施す際に、鋼線におけるめっき層の付着性を向上させるために、溶融アルミニウムめっき浴の温度を高くした場合、あるいは鋼線の浸漬時間を長くした場合には、鋼線としてステンレス鋼線などのようにニッケルが含まれている鋼線を用いたときに当該鋼線に含まれているニッケルが溶融アルミニウムめっき浴中に溶出し、溶出したニッケルが鋼線の表面上で形成される溶融アルミニウムめっき被膜に含まれることにより、溶融アルミニウムめっき鋼線の耐食性が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、耐食性に優れた溶融アルミニウムめっき鋼線およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（１）  鋼線の表面上に溶融アルミニウムめっき被膜を有する溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する方法であって、ケイ素の含有率が１３質量％以下であり、ニッケルの含有率が０．３質量％以下であり、当該ケイ素およびニッケルの残部がアルミニウムおよび不可避不純物である溶融アルミニウムめっき浴に鋼線を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から鋼線を連続して引き上げることによって溶融アルミニウムめっき鋼線を製造するにあたり、当該鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させる前に当該鋼線を６０〜１０００℃に加熱するための環状の加熱装置と、溶融アルミニウムめっき浴に浸漬された浸漬領域を有する管状体からなる浴面制御装置とを有する鋼線導入部制御装置に当該鋼線を通過させ、当該溶融アルミニウムめっき浴の浴温をめっき浴の融点〜７００℃に調整し、当該溶融アルミニウムめっき浴における鋼線の浸漬時間を５．８秒以下に調整することを特徴とする溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法、および
（２）  溶融アルミニウムめっき浴から引き上げられた溶融アルミニウムめっき鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部で安定化部材を当該溶融アルミニウムめっき浴の浴面および当該溶融アルミニウムめっき鋼線と接触させる前記（１）に記載の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法
に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐食性に優れた溶融アルミニウムめっき鋼線およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造装置の一実施態様を示す概略説明図である。
【図２】図１に示される鋼線導入部制御装置の一実施態様を示す概略断面図である。
【図３】図１および図２に示される鋼線導入部制御装置に用いられる浴面制御装置の一実施態様を示す概略断面図である。
【図４】本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法において、鋼線を溶融アルミニウムめっき浴から引き上げる際の鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部の一実施態様を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線は、前記したように、鋼線の表面上に溶融アルミニウムめっき被膜を有する溶融アルミニウムめっき鋼線であり、前記溶融アルミニウムめっき被膜が、ケイ素の含有率が１３質量％以下であり、ニッケルの含有率が０．３質量％以下であり、当該ケイ素およびニッケルの残部がアルミニウムおよび不可避不純物である溶融アルミニウムめっき被膜であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に用いられる鋼線を構成する鋼材としては、例えば、ステンレス鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００１２】
ステンレス鋼は、ニッケルおよびクロム（Ｃｒ）を含有する合金鋼である。ステンレス鋼としては、例えば、ＪＩＳ  Ｇ４３０９に規定されているオーステナイト系の鋼材、フェライト系の鋼材、マルテンサイト系の鋼材などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ステンレス鋼の具体例としては、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４などの一般にオーステナイト相が準安定であるとされるステンレス鋼；ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６などの安定オーステナイト系ステンレス鋼；ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ４２０、ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４４０などのマルテンサイト系ステンレス鋼などをはじめ、ＳＵＳ２００番台に分類されるクロム−ニッケル−マンガン系のステンレス鋼などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００１３】
鋼線の線径は、特に限定されず、溶融アルミニウムめっき鋼線の用途に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、溶融アルミニウムめっき鋼線を自動車のワイヤーハーネスなどの用途に用いる場合には、鋼線の線径は、通常、０．０５〜０．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１４】
鋼線は、溶融アルミニウムめっきが施される前に、脱脂されていてもよい。鋼線の脱脂は、例えば、鋼線をアルカリ脱脂液に浸漬した後、水洗し、鋼線に付着している水分を中和し、再び水洗することによって脱脂を行なう方法、鋼線をアルカリ脱脂液に浸漬した状態で鋼線に通電することによって電解脱脂を行なう方法などによって行なうことができる。前記アルカリ脱脂液には、脱脂力を向上させる観点から、界面活性剤を含有させてもよい。
【００１５】
溶融アルミニウムめっき鋼線の表面には、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる被膜（以下、溶融アルミニウムめっき被膜という）が形成されている。本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線は、その表面上に溶融アルミニウムめっき被膜が形成されているので、アルミニウム素線との密着性に優れ、引張強度および電気抵抗の経時的安定性にも優れている。
【００１６】
また、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の溶融アルミニウムめっき被膜は、ケイ素の含有率が１３質量％以下であり、ニッケルの含有率が０．３質量％以下であり、当該ケイ素およびニッケルの残部がアルミニウムおよび不可避不純物である溶融アルミニウムめっき被膜であることから、耐食性に優れている。
【００１７】
溶融アルミニウムめっき鋼線の溶融アルミニウムめっき被膜におけるケイ素の含有率は、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の電気抵抗を低下させ、伸線加工性を向上させる観点から、１３質量％以下であり、当該ケイ素の含有率の下限値は０質量％である。
【００１８】
溶融アルミニウムめっき鋼線の溶融アルミニウムめっき被膜におけるニッケルの含有率は、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の耐食性を向上させる観点から、０．３質量％以下であり、その下限値は０質量％である。
【００１９】
溶融アルミニウムめっき鋼線の溶融アルミニウムめっき被膜におけるケイ素およびニッケルの残部は、アルミニウムおよび不可避不純物である。
【００２０】
不可避不純物は、通常、溶融アルミニウムめっき工程で不可避的に混入する不純物である。不可避不純物としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。不可避不純物の含有率は、当該不可避不純物の種類によって異なることから一概には決定することができず、本発明の目的が阻害されない範囲内であればよいが、例えば、銅については、０．０３質量％以下であればよい。
【００２１】
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線は、例えば、溶融アルミニウムめっき浴に鋼線を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴から鋼線を連続して引き上げることによって溶融アルミニウムめっき鋼線を製造する際に、当該溶融アルミニウムめっき浴の浴温をめっき浴の融点〜７００℃に調整し、当該溶融アルミニウムめっき浴における鋼線の浸漬時間を５．８秒以下に調整することによって製造することができる。
【００２２】
以下に、本発明の溶融アルミニウムめっきの製造方法を図面に基づいて説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様のみに限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法の一実施態様を示す概略説明図である。
【００２４】
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法では、溶融アルミニウムめっき浴１に鋼線２を浸漬させた後、当該溶融アルミニウムめっき浴１から鋼線２を連続して引き上げることにより、溶融アルミニウムめっき鋼線３が製造される。
【００２５】
鋼線２は、耐食性に優れた溶融アルミニウムめっき鋼線３を得る観点から、鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬させる前に、鋼線２をアルカリ脱脂および酸洗処理を施すことが好ましい。アルカリ脱脂および酸洗処理の方法には、常法を用いることができる。
【００２６】
図１において、鋼線２は、当該鋼線２の送出装置４から送り出され、矢印Ａ方向に連続的に搬送され、めっき浴槽５内の溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬される。
【００２７】
溶融アルミニウムめっき浴１には、アルミニウムのみが用いられていてもよく、必要により、本発明の目的を阻害しない範囲内で他の元素が含有されていてもよい。
【００２８】
前記他の元素としては、例えば、クロム、亜鉛、ケイ素、銅、鉄などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの他の元素をアルミニウムに含有させた場合には、被膜の機械的強度を高めることができ、ひいては溶融アルミニウムめっき鋼線３の引張強度を高めることができる。前記他の元素のなかでは、鋼線の種類にもよるが、鋼線に含まれている鉄と被膜に含まれているアルミニウムとの間で脆性を有する鉄−アルミニウム合金層の生成を抑制し、めっき被膜の機械的強度を高めるとともに、溶融アルミニウムめっき浴１の融点を低下させることにより、鋼線２を効率よくめっきさせる観点から、ケイ素が好ましい。
【００２９】
溶融アルミニウムめっき浴１におけるケイ素の含有率は、溶融アルミニウムめっき鋼線３の電気抵抗を低下させ、伸線加工性を向上させる観点から、１３質量％以下である。
【００３０】
溶融アルミニウムめっき浴１におけるニッケルの含有率は、溶融アルミニウムめっき鋼線３の耐食性を向上させる観点から、０．３質量％以下である。
【００３１】
溶融アルミニウムめっき浴１の浴温は、めっき浴１の融点〜７００℃に調整される。本発明においては、溶融アルミニウムめっき浴１の浴温が前記温度範囲に調整されていることから、耐食性に優れた溶融アルミニウムめっき鋼線３を得ることができる。溶融アルミニウムめっき浴１の浴温は、平滑なアルミニウムめっき被膜（図示せず）を効率よく形成させる観点から、大気圧下でのめっき浴１の融点以上の温度、好ましくは６６５℃以上、より好ましくは６７０℃以上であり、耐食性に優れた溶融アルミニウムめっき鋼線３を得る観点から、７００℃以下である。
【００３２】
本発明においては、溶融アルミニウムめっき浴１に鋼線２を浸漬させる時間（浸漬時間）を５．８秒以下に調整する点にも、１つの大きな特徴がある。鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬させる浸漬時間は、平滑なめっき被膜を有する溶融アルミニウムめっき線３を効率よく製造する観点から、好ましくは０．１秒間以上、より好ましくは０．２秒間以上、さらに好ましくは０．３秒間以上であり、溶融アルミニウムめっき鋼線３の耐食性を向上させる観点から、５．８秒間以下である。
【００３３】
なお、鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬させる前に、鋼線２の表面に酸化膜が付着することを防止するために、鋼線２をあらかじめ鋼線導入部制御装置８に通過させることが好ましい。
【００３４】
鋼線導入部制御装置８としては、例えば、図２に示される鋼線導入部制御装置８などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。図２は、鋼線導入部制御装置８の一実施態様を示す概略断面図である。鋼線導入部制御装置８は、加熱装置６および浴面制御装置７を有する。
【００３５】
加熱装置６は、例えば、ステンレス鋼などの管状の加熱装置本体６ａを有する。加熱装置本体６ａの内部６ｂは空洞となっている。鋼線２は、加熱装置本体６ａの内部６ｂに矢印Ｂ方向に通線される。加熱装置本体６ａの側面には、加熱ガス通気口６ｃが配設されている。
【００３６】
加熱ガスとしては、例えば、空気をはじめ、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。加熱ガスの温度は、鋼線２の種類およびその線径、通線速度、加熱ガスの流量などによって異なるので一概には決定することができない。
【００３７】
鋼線２の加熱温度は、溶融アルミニウムめっき鋼線３を効率よく製造する観点から、好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上、さらに一層好ましくは２００℃以上であり、エネルギー効率を考慮して、好ましくは１０００℃以下、より好ましくは９００℃以下、さらに好ましくは８００℃以下である。
【００３８】
加熱装置本体６ａの長さは、鋼線２が所定温度に加熱されるように調整することができる長さであればよく、特に限定されないが、その一例を挙げれば、例えば、１〜５ｍ程度である。加熱装置本体６ａの内径は、使用される鋼線２の線径および種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、鋼線２の線径の１．５〜５０倍程度である。例えば、線径が０．２ｍｍの鋼線２を用いる場合には、加熱装置本体６ａの内径は、０．３〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３９】
加熱装置本体６ａの側面には、枝管６ｅが配設されている。枝管６ｅから加熱ガスを通気することにより、加熱装置６内に通線される鋼線２を加熱することができるほか、枝管６ｅ内にヒーター（図示せず）を配設し、当該ヒーターによって枝管６ｅ内に通気される加熱ガスを加熱してもよい。図２に示される実施態様では、枝管６ｅが７本配設されているが、枝管６ｅの本数には特に限定がなく、当該本数は、１本だけであってもよく、あるいは２〜１０本程度であってもよい。
【００４０】
加熱装置６と当該加熱装置６の下方に配設されている浴面制御装置７との間には、間隙Ｄが設けられている。間隙Ｄは、３〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。なお、間隙Ｄは、必ずしも設けられている必要がなく、加熱装置６と浴面制御装置７とを一体化させてもよい。
【００４１】
なお、加熱装置６として、図２に示される加熱装置６ではなく、例えば、通電加熱装置、誘導加熱装置などを用いることができる。
【００４２】
浴面制御装置としては、例えば、図３に示される浴面制御装置７などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。図３は、浴面制御装置７の一実施態様を示す概略断面図である。
【００４３】
浴面制御装置７は、鋼線２を内部に貫通させるための貫通孔９ａを有する管状体９からなる。管状体９は、その一端に鋼線２を導入するための導入口９ｂを有し、他端に鋼線２を排出するための排出口９ｃを有する。管状体９は、さらに排出口９ｃの端部から管状体９の長手方向に沿って溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬させるための浸漬領域９ｄを有する。浸漬領域９ｄの長さは、通常、好ましくは２〜２０ｍｍ、より好ましくは５〜１５ｍｍ以上である。
【００４４】
浴面制御装置７の全長は、通常、好ましくは３０〜５００ｍｍ、より好ましくは４０〜３００ｍｍ、さらに好ましくは５０〜１００ｍｍである。
【００４５】
管状体９の導入口９ｂにおける開口部の面積と溶融アルミニウムめっきに使用される鋼線２の横断面（いわゆる鋼線２の断面）における面積との比〔管状体が有する貫通孔の開口部の面積／鋼線の横断面における面積〕の値は、鋼線２を管状体９の貫通孔９ａ内に円滑に導入する観点から、好ましくは３以上であり、鋼線２に酸化膜が付着することを防止する観点から、好ましくは４０００以下、より好ましくは３０００以下、さらに好ましくは２０００以下、さらに一層好ましくは１０００以下である。
【００４６】
管状体９の導入口９ｂにおける開口部の形状は、任意であり、円形であってもよく、その他の形状であってもよい。管状体９の導入口９ｂにおける開口部と鋼線２の間隙（クリアランス）は、管状体９の内壁と鋼線２との摺動を防止する観点から、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上、さらに一層好ましくは１００μｍ以上である。
【００４７】
必要により鋼線導入部制御装置８を通過した鋼線２は、溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬される。
【００４８】
鋼線２の通線速度は、溶融アルミニウムめっき鋼線３を効率よく製造する観点から、１００ｍ／ｍｉｎ以上であり、酸化膜が飛散し難く、表面に酸化膜が付着し難い溶融アルミニウムめっき鋼線３を効率よく製造する観点から、好ましくは１０００ｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは８００ｍ／ｍｉｎ以下である。
【００４９】
溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬される時間（めっき時間）は、鋼線２の表面上に形成されるめっき被膜の厚さが所定の厚さとなるように調整される。溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬される時間（めっき時間）は、要求されるめっき被膜の厚さ、溶融アルミニウムめっき浴１の浴温などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、１〜３秒間程度である。
【００５０】
次に、溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬された鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０から引き上げることにより、鋼線２の表面に溶融アルミニウムめっき浴１が付着した溶融アルミニウムめっき鋼線３が得られる。
【００５１】
鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１から引き上げる際には、図１および４に示されるように、溶融アルミニウムめっき浴１から引き上げられた溶融アルミニウムめっき鋼線３と溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０との境界部で安定化部材１１を当該溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０および当該溶融アルミニウムめっき鋼線３と接触させ、当該溶融アルミニウムめっき鋼線３を介して当該安定化部材１１と対向する位置に不活性ガスを吹き付けるためのノズル１２が配設される。なお、図４は、本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法において、鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１から引き上げる際の鋼線２と溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０との境界部の概略断面図である。
【００５２】
安定化部材１１としては、例えば、表面に耐熱クロス材１１ａが巻かれたステンレス鋼製の角棒などが挙げられる。安定化部材１１に巻かれている耐熱クロス材１１ａは、溶融アルミニウムめっき鋼線３の表面にアルミニウム塊が付着することを抑制する観点から、当該安定化部材１１の新しい面（新生面）を溶融アルミニウムめっき鋼線３と接触させることが好ましい。安定化部材１１の新しい面（新生面）は、例えば、耐熱クロス材１１ａがあらかじめ巻回されている安定化部材１１を用い、安定化部材１１を溶融アルミニウムめっき鋼線３と接触させながら、溶融アルミニウムめっき鋼線３を引き上げているときに、当該耐熱クロス材１１ａを順次巻き取ることによって形成させることができる。
【００５３】
安定化部材１１は、溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０と溶融アルミニウムめっき鋼線３との双方に同時に接触させることが好ましい。このように安定化部材１１を溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０と溶融アルミニウムめっき鋼線３との双方に同時に接触させた場合には、溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０の脈動が抑制され、溶融アルミニウムめっき鋼線３を安定化部材１１と接触させた状態で引き上げた際に溶融アルミニウムめっき鋼線３が微小振動することが抑制され、ひいては鋼線２の表面に溶融アルミニウムめっき浴１の被膜を均一に形成させることができる。安定化部材１１を溶融アルミニウムめっき鋼線３に接触させる際には、溶融アルミニウムめっき鋼線３が微小振動することを抑制する観点から、必要により、溶融アルミニウムめっき鋼線３に張力が加わるようにするために安定化部材１１を溶融アルミニウムめっき鋼線３に軽く押し付けてもよい。
【００５４】
溶融アルミニウムめっき鋼線３を介して安定化部材１１と対向する位置に不活性ガスを吹き付けるためのノズル１２が配設されるが、ノズル１２の先端１２ａは、溶融アルミニウムめっき鋼線３と溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０との境界部に不活性ガスを吹き付けられるように配設することが好ましい。溶融アルミニウムめっき鋼線３からノズル１２の先端１２ａまでの距離（最短距離）は、溶融アルミニウムめっき鋼線３との接触を回避し、溶融アルミニウムめっき鋼線３を効率よく製造する観点から、好ましくは１ｍｍ以上であり、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線３を得る観点から、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは４０ｍｍ以下、より一層好ましくは３０ｍｍ以下、さらに好ましくは１０ｍｍ以下、さらに一層好ましくは５ｍｍ以下である。
【００５５】
ノズル１２の先端１２ａの内径は、ノズル１２の先端１２ａから吐出された不活性ガスを的確に溶融アルミニウムめっき鋼線３と溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０との境界部に吹き付けることにより、溶融アルミニウムめっき鋼線３を効率よく製造する観点から、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上であり、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線３を得る観点から、好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、さらに好ましくは５ｍｍ以下である。
【００５６】
不活性ガスは、例えば、不活性ガス供給装置１３から配管１４を介してノズル１２に供給することができる。不活性ガス供給装置１３内または配管１４に不活性ガスの流量を調整するために、例えば、バルブなどの流量制御装置（図示せず）が設けられていてもよい。
【００５７】
不活性ガスは、溶融しているアルミニウムに対して不活性であるガスを意味する。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。不活性ガスのなかでは、窒素ガスが好ましい。不活性ガスには、本発明の目的を阻害しない範囲内で、例えば、酸素ガス、炭酸ガスなどが含まれていてもよい。
【００５８】
ノズル１２の先端１２ａから吐出される不活性ガスの体積流量は、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線３を得る観点から、好ましくは２Ｌ（リットル）／ｍｉｎ以上、より好ましくは５Ｌ／ｍｉｎ以上、さらに好ましくは１０Ｌ／ｍｉｎ以上であり、溶融アルミニウムめっき浴１の飛散によって溶融アルミニウムめっき鋼線３の表面にアルミニウム塊が付着することを抑制する観点から、好ましくは２００Ｌ／ｍｉｎ以下、より好ましくは１５０Ｌ／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは１００Ｌ／ｍｉｎ以下である。
【００５９】
ノズル１２の先端１２ａから吐出される不活性ガスの温度は、線径が均一であり、表面にアルミニウム塊がほとんど付着しない溶融アルミニウムめっき鋼線３を得る観点から、好ましくは２００℃以上、より好ましくは３００℃以上、さらに好ましくは４００℃以上であり、あまりにも高い場合には熱効率が低下することから、好ましくは８００℃以下、より好ましくは７８０℃以下、さらに好ましくは７５０℃以下である。
【００６０】
ノズル１２の先端１２ａから吐出される不活性ガスの温度は、ノズル１２の先端１２ａから吐出されるノズル１２の先端１２ａ部における不活性ガスのなかに、例えば、直径が１．６ｍｍであるシース熱電対などの測温用熱電対を差し込むことによって測定したときの値である。
【００６１】
溶融アルミニウムめっき浴１の浴面１０から溶融アルミニウムめっき鋼線３を引き上げる際の引き上げ速度は、特に限定されず、当該引き上げ速度を適宜調整することにより、溶融アルミニウムめっき鋼線３の表面に存在している溶融アルミニウムめっき被膜の平均厚さを調整することができることから、当該溶融アルミニウムめっき被膜の平均厚さに応じて適宜調整することが好ましい。
【００６２】
溶融アルミニウムめっき鋼線３が引き上げられる過程で冷却し、表面に形成されているアルミニウムめっき被膜を効率よく凝固させるために、図１に示されるように、必要により、冷却装置１５が配設されていてもよい。冷却装置１５では、溶融アルミニウムめっき鋼線３に、例えば、ガス、液体のミストなどを吹き付けることにより、当該溶融アルミニウムめっき鋼線３を冷却することができる。
【００６３】
以上のようにして製造された溶融アルミニウムめっき鋼線３は、例えば、巻取装置１６などで回収することができる。
【００６４】
溶融アルミニウムめっき鋼線３の表面に存在している溶融アルミニウムめっき被膜の平均厚さは、撚り線加工、かしめ加工などの際に素地の鋼線２が露出することを抑制するとともに、単位線径あたりの機械的強度を高める観点から、５〜１０μｍ程度であることが好ましい。
【００６５】
鋼線２には、平滑なアルミニウムめっき被膜を効率よく形成させる観点から、鋼線２を溶融アルミニウムめっき浴１に浸漬させる前に、鋼線２の表面にプレめっき処理が施されていてもよい。プレめっき処理を構成する金属としては、例えば、亜鉛、ニッケル、クロム、これらの合金などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００６６】
前記で得られた溶融アルミニウムめっき鋼線３には、必要により、所望の線径を有するようにするために、ダイスなどを用いて伸線加工を施してもよい。
【００６７】
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線３は、耐食性に優れているので、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる。
【実施例】
【００６８】
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００６９】
実施例１〜２５および比較例１〜７
実施例１〜２５および比較例１〜７では、図１に示される溶融アルミニウムめっき鋼線の製造方法の実施態様に基づいて溶融アルミニウムめっき鋼線を製造した。
【００７０】
鋼線として、表１および２に示す線径を有し、表１および２に示す鋼種からなる鋼線を用い、当該鋼線の表面に亜鉛めっき処理を施していないもの（表１および２の「プレＺｎ」の欄に「無」と表記）または平均厚さが５μｍ以下の亜鉛めっき被膜を有するもの（表１および２の「プレＺｎ」の欄に「有」と表記）を用いた。
【００７１】
なお、前記亜鉛めっきを施していない鋼線には、溶融アルミニウムめっき浴に浸漬する前に、界面活性剤を添加したオルソケイ酸ナトリウムの脱脂液に浸漬することにより、脱脂を施した。
【００７２】
また、鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させる前に、図２に示される鋼線導入部制御装置に通過させ、加熱装置で鋼線を約４００℃に予備加熱した。なお、予備加熱温度は、鋼線に熱電対を接続させたものを用意し、当該鋼線を所定の温度に維持した予熱帯の中を熱電対とともに通過させることによって測定した。
【００７３】
また、図２に示される鋼線導入部制御装置の浴面制御装置を用い、管状体の導入口における開口部の面積と鋼線の横断面における面積との比〔管状体が有する貫通孔の開口部の面積／鋼線の横断面における面積〕を５７に設定し、当該浴面制御装置を介して鋼線を溶融アルミニウムめっき浴に浸漬させた。
【００７４】
溶融アルミニウムめっき浴として、表１および２に示す含有率のニッケルを含有する溶融アルミニウムめっき浴（アルミニウムの純度：９９．７％以上、表１および２の「溶融アルミニウムめっきの種類」の欄に「Ａｌ」と表記、４質量％のケイ素を含有する溶融アルミニウムめっき浴：表１および２の「溶融Ａｌめっきの種類」の欄に「４％Ｓｉ」と表記、８質量％のケイ素を含有する溶融アルミニウムめっき浴：表１および２の「溶融Ａｌめっきの種類」の欄に「８％Ｓｉ」と表記、１０質量％のケイ素を含有する溶融アルミニウムめっき浴：表１および２の「溶融Ａｌめっきの種類」の欄に「１０％Ｓｉ」と表記または１３質量％のケイ素を含有する溶融アルミニウムめっき浴：表１および２の「溶融Ａｌめっきの種類」の欄に「１３％Ｓｉ」と表記）を用い、表１および２に示す浴温で表１および２に示す浸漬時間にて鋼線を溶融アルミニウムめっき浴中に浸漬させた後、表１および２に示す通線速度（鋼線の引き上げ速度）で当該溶融アルミニウムめっき浴から引き上げた。
【００７５】
なお、表１および２の「Ｎｉ含有率（％）」の欄に記載の「％」は、「質量％」を意味する。
【００７６】
その際、溶融アルミニウムめっき浴から引き上げられた溶融アルミニウムめっき鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部で浴面および当該溶融アルミニウムめっき鋼線に幅４０ｍｍの安定化部材（表面に耐熱クロス材が巻かれたステンレス鋼製の角棒）を接触させた。
【００７７】
また、前記溶融アルミニウムめっき鋼線から２ｍｍ離れた箇所にノズルの先端が位置するように、表１および２に示す先端の内径を有するノズルを配設し、当該ノズルの先端から表１および２に示す温度を有する不活性ガス（窒素ガス）を表１および２に示す体積流量および表１および２に示すガス圧力で溶融アルミニウムめっき鋼線と溶融アルミニウムめっき浴の浴面との境界部に吹き付けた。
【００７８】
以上の操作を行なうことにより、平均厚さ３〜１５μｍのめっき被膜を有する溶融アルミニウムめっき鋼線を得た。
【００７９】
なお、めっき被膜の平均厚さは、長さが１００ｍの溶融アルミニウムめっき鋼線を１００ｍ／ｍｉｎの通線速度で通線させながら、任意の２カ所に設置した光学式外径測定器［（株）キーエンス製、品番：ＬＳ−７０００］を用いて約１．４ｍｍ間隔で溶融アルミニウムめっき鋼線の線径を測定し、測定された溶融アルミニウムめっき鋼線の線径の平均値を求め、当該平均値からアルミニウム被膜を形成する前の鋼線の線径を減算し、得られた値を２で除することによって求めた。
【００８０】
次に、鋼線を表１および２に示す通線速度で６０秒間走行させることにより、前記溶融アルミニウムめっき鋼線を連続して製造した後、当該溶融アルミニウムめっき鋼線における溶融アルミニウムめっき被膜の付着量および溶融アルミニウムめっき被膜中のニッケル含有率を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表１および２に記載する。
【００８１】
〔溶融アルミニウムめっき被膜の付着量〕
溶融アルミニウムめっき鋼線から１ｍの試験片を切り出し、当該試験片の質量（試験前）を測定した。
【００８２】
前記試験片を常温の１０％塩酸水溶液に浸漬し、溶融アルミニウムめっき被膜を完全に溶解させた後、当該水溶液から取り出し、水分を十分に拭き取り、当該試験片の質量（試験後）を前記と同様にして測定し、式：
［溶融アルミニウムめっき被膜の付着量（ｇ／ｍ）］
＝［試験前の質量（ｇ／ｍ）］−［試験後の質量（ｇ／ｍ）］
に基づいて鋼線１ｍあたりの溶融アルミニウムめっき被膜の付着量を求めた。
【００８３】
〔溶融アルミニウムめっき被膜中のニッケル含有率〕
前記試験後の水溶液をＩＣＰ発光分析装置〔（株）島津製作所、品番：ＩＣＰＳ−８１００〕で溶融アルミニウムめっき被膜中のニッケル含有率を測定した。
【００８４】
次に、前記で得られた試験片の耐食性を以下の方法に基づいて調べたその結果を表１および２に記載する。
【００８５】
〔耐食性〕
溶融アルミニウムめっき鋼線から１３０ｍｍの試験片を切り出すことにより、試験片を作製した。
【００８６】
次に、ＪＡＳＯ  Ｍ６０９−９１（ＪＩＳ  Ｈ  ８５０２）に準拠し、３５℃の０．１％食塩水（ｐＨ４）を１時間噴霧した後、５０℃の温度の空気中で４時間乾燥させ、次いで５０℃の温度で相対湿度が９８％の湿潤空気中で３時間暴露する一連の操作を１サイクルとする耐食性試験を前記試験片に対して１２サイクル行なった後、当該試験片の白さび発生長さを測定し、式：
［白さび発生率（％）］＝｛［白さび発生長さ（ｍ）］／［観察長さ（ｍ）］｝×１００
に基づいて白さび発生率を求め、以下の評価基準に基づいて耐食性を評価した。
【００８７】
（評価基準）
◎：白さびの発生率が２０％以下
○：白さびの発生率が２０％を超え、５０％以下
×：白さびの発生率が５０％を超過
【００８８】
【表１】
0006746349.tif 000002
【００８９】
【表２】
0006746349.tif 000003
【００９０】
表１および２に示された結果から、各実施例によれば、各比較例と対比して、耐食性に優れた溶融アルミニウムめっき鋼線を効率よく製造することができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の溶融アルミニウムめっき鋼線は、例えば、自動車のワイヤーハーネスなどに好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１      溶融アルミニウムめっき浴
２      鋼線
３      溶融アルミニウムめっき鋼線
４      送出装置
５      めっき浴槽
６      加熱装置
７      浴面制御装置
８      鋼線導入部制御装置
９      管状体
１０    溶融アルミニウムめっき浴の浴面
１１    安定化部材
１１ａ  耐熱クロス材
１２    ノズル
１２ａ  ノズルの先端
１３    不活性ガス供給装置
１４    配管
１５    冷却装置
１６    巻取装置
【図１】
0006746349.tif 000004
【図２】
0006746349.tif 000005
【図３】
0006746349.tif 000006
【図４】
0006746349.tif 000007