(57)【要約】【課題】めっきの均一性、作業性および安全性に優れ、かつ、構造が簡易である金属部材のめっき装置を提供する。【解決手段】めっき液を含浸させる含浸部材１と、含浸部材１を外囲する筺体２と、を有する金属部材のめっき装置１０であって、含浸部材１が、めっき処理を施すべき被めっき金属部材を内包する。電気めっき装置として用いる場合には、含浸部材１と筺体２との間に陽極電極４が配置され、かつ、金属部材を支持する支持体５を介して通電することが好ましく、陽極電極４が円筒形であり、かつ、金属部材と陽極電極４との距離が一定であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき液を含浸させる含浸部材と、該含浸部材を外囲する筺体と、を有する金属部材のめっき装置であって、
前記含浸部材が、めっき処理を施すべき被めっき金属部材を内包することを特徴とする金属部材のめっき装置。
【請求項２】
前記含浸部材と前記筺体との間に陽極電極が配置され、かつ、前記筺体を貫通して配置された前記被めっき金属部材を支持する支持体を介して通電する請求項１記載の金属部材のめっき装置。
【請求項３】
前記陽極電極が円筒形であり、かつ、前記被めっき金属部材と前記陽極電極との距離が一定である請求項２記載の金属部材のめっき装置。
【請求項４】
前記めっき液が合金めっき液である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の金属部材のめっき装置。
【請求項５】
前記被めっき金属部材が金属鋼線材である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の金属部材のめっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材のめっき装置（以下、単純に「めっき装置」とも称する）に関し、詳しくは、めっきの均一性、作業性および安全性に優れ、かつ、構造が簡易である金属部材のめっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用スチールラジアルタイヤやホース用ワイヤなどに使用されるスチールワイヤは、一般に、ブラスメッキを施した直径０．７〜２．０ｍｍ程度の金属鋼線材を湿式伸線工程に通して、最終的に直径が０．１〜０．４ｍｍ程度に伸線される。このようにして得られたワイヤは、単線、または、複数本撚り合わせたスチールコードとして用いられる。
【０００３】
得られたスチールコードの長手方向には、少なからず溶接部が存在する。この溶接部は、めっき付き金属鋼線材をつなぎ合わせる際に生じる。通常、スチールワイヤの製造は、直径が約１〜２ｍｍのめっき付き金属鋼線材を溶接によりつなぎ合わせて、これを最終伸線に供することにより、連続的に最終伸線が行われる。溶接部は溶接してからバリをとるために研摩することから、金属鋼線材のめっきが剥げる部分が生じる。めっきが剥がれた部分は金属鋼線材の時点は３ｃｍ程度であったとしても、これを最終伸線すると、めっきのない部分が１ｍを超えるスチールワイヤとなることも少なくない。
【０００４】
複数本のスチールワイヤを撚り合わせてなる撚りコードでは、めっきのない部位が混入しても大きな問題になることはないが、複数本の素線を撚り合わせずに並列に束ねたコードでは、ゴムとの接着性の低下による耐久性の低下が生じるため、めっきのない部位の混入を避けなければならない。その解決方法として、最終伸線工程に供する前に、溶接部に再度めっきを施すことが考えられる。例えば、特許文献１には、上記部位に、溶接により発生したバリや酸化物を除去した後に、銅めっき、亜鉛めっきを順次施し、次いで熱拡散処理を施すことにより、再度、銅−亜鉛合金めっきを施す技術が開示されている。また、特許文献２には、めっきが剥離した部位に銅めっきを施し、スチールコードとゴムとの接着性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８８９２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている方法は、手作業により行われるものであり、作業効率が悪く、また、通電部位が露出しており、作業上の安全性に難があった。さらに、手作業で行われているため、めっき層の均一性を確保することが困難であるという問題を有していた。また、特許文献２に記載されている手法によれば、スチールコードとゴムとの接着性を向上させることができるが、めっきの均一性や現場作業性といった観点から検討がなされておらず、さらなる検討の余地が残されていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、めっきの均一性、作業性および安全性に優れ、かつ、構造が簡易である金属部材のめっき装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討をした結果、下記構成とすることにより、上記課題を解決することができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の金属部材のめっき装置は、めっき液を含浸させる含浸部材と、該含浸部材を外囲する筺体と、を有する金属部材のめっき装置であって、
前記含浸部材が、めっき処理を施すべき被めっき金属部材を内包することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記含浸部材と前記筺体との間に陽極電極を配置し、かつ、前記筺体を貫通して配置された前記被めっき金属部材を支持する支持体を介して通電する、電気めっき装置として用いることが好ましい。また、本発明においては、前記陽極電極が円筒形であり、かつ、前記被めっき金属部材と前記陽極電極との距離が一定であることが好ましい。さらに、前記めっき液として合金めっき液を好適に用いることができる。さらにまた、本発明においては、前記被めっき金属部材は金属鋼線材であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属部材のめっき装置を上記構成としたことにより、めっきの均一性、作業性および安全性に優れ、かつ、構造が簡易である金属部材のめっき装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のめっき装置の好適な実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のめっき装置の筺体の幅方向断面図である。
【図３】本発明のめっき装置を電気めっき装置として用いた場合の、筺体の幅方向断面図である。
【図４】本発明のめっき装置の筺体の端部の長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のめっき装置の好適な実施の形態の一例を示す概略図であり、図２は、本発明のめっき装置の筺体の幅方向断面図である。本発明の金属部材のめっき装置１０は、めっき液を含浸させる含浸部材１と、含浸部材１を外囲する筺体２と、を有する。図示例においては、被めっき金属部材として金属鋼線材３を用いており、金属鋼線材３が筺体２を貫通するように配置されている。また、図示例においては、筺体２の両側に支持体５が配置され、筺体２を貫通する金属鋼線３が支持体５により支持されている。さらに、図示例においては、めっき装置１０の筺体２に、蝶番のような連結部材６を設け、筺体２を開閉部７において、図中の矢印方向に開閉自在としている。
【００１４】
本発明のめっき装置１０は、筺体２の内部で被めっき金属部材を、めっき液を含浸させた含浸部材１に内包し、金属部材の表面にめっき被膜を形成するものであり、図示例においては、金属鋼線材３を含浸部材１に内包させ、その表面にめっき層を形成する。これにより、金属鋼線材３の表面にめっき液が均一に接触し、均一なめっき層を形成することが可能となる。本発明のめっき装置１０は、スチールワイヤの製造に用いる金属鋼線材のめっきが剥がれた部分の再めっきに好適に用いることができる。この場合、最終伸線前の金属鋼線材の段階でめっき処理を施すことにより、めっき処理を行う被めっき体の被めっき部分の長さを短くすることができるという利点を有している。
【００１５】
本発明のめっき装置１０を用いることにより、金属部材に対し、化学めっき、浸漬めっき、接触めっき等の湿式めっきを容易に施すことが可能となる。本発明のめっき装置１０の含浸部材１としては、めっき溶液を含浸、保持することができるものであれば、特に制限はなく、例えば、ウレタン、フェルト、不織布、織布等を用いることができる。また、図示する本発明のめっき装置１０は、筺体２が開閉自在であるため、めっき液の補充や被めっき体である金属部材の設置、取り出しを容易に行うことができる。
【００１６】
本発明のめっき装置１０を電気めっき装置として用いる場合には、含浸部材１と筺体２との間に陽極電極４を配置し、かつ、筺体２の両端より外部に貫通して配置された被めっき金属部材（図示例では、金属鋼線材３）を支持する支持体５を介して通電することが好ましい。図３は、本発明のめっき装置１０を電気めっき装置として用いた場合における筺体２の幅方向断面図であり、図示するように、金属鋼線材３を内包するように含浸部材１が配置され、この含浸部材１の外周に陽極電極４が配置されている。本発明においては、図１に示す様に、支持体５を、筺体２を挟むように両側に配置し、この支持体５を介して通電することが好ましい。筺体２の両側に支持体５を配置することにより、めっき層の均一性を向上させることができる。
【００１７】
図４は、本発明のめっき装置の筺体の端部の長手方向の概略断面図である。本発明のめっき装置を電気めっき装置として用いる場合、筺体が導電性である場合は、図４に示す様に、筺体２と金属部材（図示例では、金属鋼線材３）とが接触しないよう絶縁体８や、含浸部材１と筺体２とが接触しないよう絶縁体１８を配置することが好ましい。なお、支持体５は、筺体２の側面の一方に配置するだけでも電気めっき処理は可能であるが、めっき厚の均一性の観点からは、やはり、筺体２の両側に支持体５を配置することが好ましい。本発明においては、陽極電極４や支持体５の材質としては、例えば、白金、鉛、チタン、グラファイト、およびフェライト等を挙げることができる。
【００１８】
本発明のめっき装置１０を電気めっき装置として用いた場合、図３に示す様に、陽極電極４が円筒形状であり、かつ、金属部材（図示例では、金属鋼線材３）と陽極電極４との距離ｒが一定になるように配置することが好ましい。本発明のめっき装置１０を用いて、金属鋼線材３にめっきを施す場合、金属鋼線材３が円筒形状の陽極電極４の中心部を通過するように配置することで、金属鋼線材３と陽極電極４の距離ｒを一定にすることができる。これにより、めっき層の均一性をさらに向上させることができる。かかる効果を良好に得るためには、陽極電極と金属部材との距離ｒを５〜５０ｍｍとし、陰極電流密度を５〜６０Ａ／ｄｍ２とすることが好ましい。
【００１９】
本発明に用いることができるめっき液としては特に制限はなく、公知の物を用いることができる。特に、本発明のめっき装置をスチールワイヤの原料である金属鋼線材のめっきに用いる場合は、銅−亜鉛合金めっき液が好ましい。従来は、まず、銅めっき層を形成し、次いで、亜鉛めっき層を形成し、その後、通電加熱することにより、銅−亜鉛合金めっき層を形成していたが、本発明によれば、以下に説明する銅−亜鉛合金めっき液のような合金めっき液を用いることで、１回で作業を完結することができる。
【００２０】
また、本発明のめっき装置を電気めっき装置として使用する場合において、被めっき体として金属鋼線材を用いた場合は、めっき液としては、例えば、銅塩と、亜鉛塩と、ピロリン酸アルカリ金属塩と、アミノ酸またはその塩から選ばれた少なくとも一種とを含有し、ｐＨが８．５〜１４である銅−亜鉛合金めっき液を好適に用いることができる。なお、本発明のめっき装置は、スチールワイヤの原料である金属鋼線以外にも使用が可能であるため、めっき液はこれに限られるものではなく、適宜変更して用いることができる。
【００２１】
上記銅−亜鉛合金めっき液に用いる銅塩としては、めっき浴の銅イオン源として公知のものであればいずれも使用可能であり、例えば、ピロリン酸銅、硫酸銅、塩化第２銅、スルファミン酸銅、酢酸第２銅、塩基性炭酸銅、臭化第２銅、ギ酸銅、水酸化銅、酸化第２銅、リン酸銅、ケイフッ化銅、ステアリン酸銅、クエン酸第２銅等を挙げることができ、これらのうち１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００２２】
上記銅−亜鉛合金めっき液に用いる亜鉛塩としては、めっき浴の亜鉛イオン源として公知のものであればいずれも使用可能であり、例えば、ピロリン酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、スルファミン酸亜鉛、酸化亜鉛、酢酸亜鉛、臭化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、リン酸亜鉛、ケイフッ化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、乳酸亜鉛等を挙げることができ、これらのうち１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００２３】
なお、上記銅−亜鉛合金めっき液に溶解している銅および亜鉛の和が、０．０３〜０．３０ｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましい。０．０３ｍｏｌ／Ｌ未満であると銅の析出が優先されてしまい、良好なめっき層を得ることが難しくなる場合がある。一方、０．３０ｍｏｌ／Ｌを超えるとめっき被膜の表面に光沢が得られなくなってしまう場合がある。
【００２４】
上記銅−亜鉛合金めっき液に用いるピロリン酸アルカリ金属塩としては、公知のものであればいずれでも使用可能であり、例えば、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム塩を好適に用いることができる。
【００２５】
上記銅−亜鉛合金めっき液に用いるアミノ酸としては、公知のものであればいずれでも使用可能であり、例えば、グリシン、アラニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、トレオニン、セリン、プロリン、トリプトファン、ヒスチジン等のα−アミノ酸若しくはその塩酸塩、ナトリウム塩等を挙げることができ、好ましくはヒスチジンである。なお、これらのうち１種のみを用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。
【００２６】
上記銅−亜鉛合金めっき液に用いるｐＨは８．５〜１４である。ｐＨが８．５未満であると、光沢のある均一なめっき層が得られず、一方、ｐＨが１４を超えると電流効率が低下してしまう。本発明の効果を良好に得るためには、好ましくは１０．５〜１１．８の範囲である。また、本発明のめっき浴のｐＨ調整には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物および水酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属水酸化物を好適に用いることができ、好ましくは水酸化カリウムである。
【００２７】
本発明における上記各成分の配合量は特に制限されず、適宜選択することができるが、工業的な取扱いを考慮すると、銅塩を銅換算で２〜４０ｇ／Ｌ、亜鉛塩を亜鉛換算で０．５〜３０ｇ／Ｌ、ピロリン酸アルカリ金属塩１５０〜４００ｇ／Ｌ、アミノ酸又はその塩を０．２〜５０ｇ／Ｌ程度とすることができる。
【００２８】
本発明のめっき装置は、その構造が単純であるため、装置の小型化が可能である。また、電気めっき装置として用いた場合、めっき液と陽極電極が筺体内で一体化されているため、めっき液が飛散するおそれがなく、さらに、めっき液に作業者が接触することや、作業者が電極を手で触れることもないため安全性に優れ、作業現場における取り扱い性にも優れている。さらにまた、本発明のめっき装置は、電気めっき装置として用いる場合には、既知の手法を用いて、所定の時間に電流が流れるようにすることにより、めっき処理の自動化を図ることもできる。
【００２９】
以上、本発明のめっき装置を、被めっき体の金属部材として金属鋼線材を例に挙げて説明してきたが、被めっき体としては、これに限られるものではない。また、めっき処理を行う前には、被めっき金属部材には、常法に従ってバフ研磨、脱脂、希酸浸漬等の通常の前処理を施すことができ、あるいは光沢ニッケルめっき等の下地めっきを施すことも可能である。また、めっき後には、水洗、湯洗、乾燥等の通常行われている操作を行ってもよい。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。
図１および３に示すタイプの電気めっき装置を用いて、金属鋼線材３に対して銅−亜鉛合金の電気めっきを施した。金属鋼線材３は、直径１．５３ｍｍのブラスめっき付き金属鋼線材を溶接したものを用い、めっき装置中の含浸部材１としてはフェルトを用いた。支持体５はめっき装置１０の筺体２の両側面に配置した。陽極電極４および支持体５の材質としては導電性カーボンを用いた。銅−亜鉛合金めっき液の組成、めっき条件は下記のとおりである。
【００３１】
硫酸銅５水和物：２７．５ｇ／Ｌ
硫酸亜鉛７水和物：１７．３ｇ／Ｌ
ピロリン酸カリウム：１４５．５ｇ／Ｌ
Ｌ−ヒスチジン：１５．５ｇ／Ｌ
ｐＨ：１１．５
めっき液の温度：３０℃
陰極電流密度：２０Ａ／ｄｍ２
陽極電極と金属鋼線材との距離ｒ：１０ｍｍ
【００３２】
上記めっき処理により得られためっき層の組成を分析したところ、Ｃｕ６３質量％、Ｚｎ３７質量％であり、良好な銅−亜鉛合金めっき層を得ることができた。本発明のめっき装置は、構造が簡易であり、作業性、安全性に優れ、また、従来のように手作業でめっきを行うものではないため、めっきの均一性にも優れている。
【符号の説明】
【００３３】
１  含浸部材
２  筺体
３  金属鋼線材
４  陽極電極
５  支持体
６  連結部材
７  開閉部
８，１８  絶縁体
１０  めっき装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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