镀敷金属丝、其制造方法及制造装置 【技术领域】
本发明涉及用于提高建筑物、护岸工程、鱼网、篱笆等在户外暴露使用的金属材料的耐腐蚀性的镀敷金属丝、其制造方法及制造装置。作为镀敷金属丝，其例子有金属丝网用的铁丝、桥梁用的钢丝、PWS钢丝、PC钢丝、钢丝缆等的镀敷钢丝，螺钉、螺栓、弹簧等机械零件用的镀敷钢丝等的钢制品。背景技术
作为镀敷金属丝，特别是镀敷钢丝，可以使用镀锌钢丝或者耐腐蚀性更优良的镀锌—铝合金的钢丝。这种镀锌—铝合金的钢丝一般可以按下述方法制造，即，首先通过洗涤、脱脂等对钢丝进行清洁化处理，接着进行焊药处理，然后作为第一阶段，施加以锌为主体的热熔浸镀，进而作为第二阶段，在Al添加量为10％的Zn-Al合金浴中进行热熔浸镀，或者，直接在Al添加量为10％的Zn-Al合金浴中进行浸镀，然后将钢丝从镀浴中垂直地向上拉起，冷却后将其卷取。
这种镀敷锌—铝合金的钢丝是一种耐腐蚀性优良的产品，但是，在将钢丝向上提拉时由于表面张力的作用而使钢丝的表面变得平滑，因此，在将其加工成金属丝网、连结钢丝等地情况下，不能获得充分的表面凹凸或表面粗糙度，因此在铺设于地面等的情况下容易产生滑动，这是存在的问题。
另外，例如在镀敷钢丝的表面进而包覆树脂的情况下，如果钢丝的表面平滑，则会使其与树脂的粘结性变差，这也是存在的问题。
为了解决这一问题，人们研究采用加大表面粗糙度的方法，作为其类似的例子，作为在建筑工程现场的脚手架材料或作为灌注混凝土时的型框等使用的镀锌钢板，在特开平9-78216号公报中提出了下述的技术，即，在热浸镀锌之后，向镀敷表面按50～750cc/m2的水量密度吹喷20～300μm的水滴，借此来使镀敷表面粗糙化，但是该技术是以钢板作为对象的技术，它能在平面上均匀地形成凹凸，而在线材的制造方法中，如果直接采用该技术就不能确保在圆周方向上的均一性，因此不能适用，这是存在的问题。另外，由于水量少，故在表面上形成的凹凸也小，难以获得充分的摩擦，这也是存在的问题。发明内容
本发明的目的在于鉴于上述的各种问题，提供一种可作为在建筑物中使用的金属网、在护岸工程中用作笼筐的金属网、鱼网、户外篱笆等在户外暴露使用的施加了镀敷的镀敷金属丝、具有高摩擦性的镀敷钢丝及其制造方法和制造装置。
本发明是用于解决上述问题的发明，其技术要点如下。
(1)一种镀敷金属丝，其特征在于，在每1mm的圆周上存在3个或以上的高度为3μm或以上的突起的区域占圆周的10％或以上，并且存在上述突起的圆周在纵向的任意区间中占10％或以上。
(2)一种镀敷金属丝，其特征在于，镀敷金属丝圆周表面的表面粗糙度(Ra)在2.5μm或以上的区域在圆周方向上占10％或以上，而且，在金属丝纵向的任意区间中占10％或以上。
(3)如(1)或(2)所述的镀敷金属丝，其特征在于，上述镀敷金属丝的镀敷种类是铝、铝合金、锡、锡合金、锌或锌合金的热熔浸镀。
(4)如(1)或(2)所述的镀敷金属丝，其特征在于，上述镀敷金属丝的镀敷是镍、铜、铜合金、铝、铝合金、锌或锌合金的电镀。
(5)如(1)至(4)的任一项所述的镀敷金属丝，其特征在于，上述镀敷金属丝的芯线是一种按质量％计C：0.02～1.15％、Si：1％或以下、Mn：1％或以下成分的钢。
(6)如(5)所述的镀敷金属丝，其特征在于，上述镀敷金属丝的芯线是一种按质量％计C：0.02～0.25％、Si：1％或以下、Mn：0.6％或以下成分的钢。
(7)一种镀敷金属丝的制造方法，其特征在于，通过对一种由按质量％计含有C：0.02～1.15％、Si：1％或以下、Mn：1％或以下的钢构成的金属丝的芯线，施加铝、铝合金、锡、锡合金、锌或锌合金的热熔浸镀，然后向上述镀敷金属丝上吹喷雾状的致冷剂以将其冷却，从而使其具有这样一种镀敷表面，即，在每1mm圆周上存在3个以上高度为3μm或以上的突起的区域占圆周的10％或以上，并且存在上述突起的圆周在上述金属丝的纵向的任意区间中占10％或以上。
(8)如(7)所述的镀敷金属丝的制造方法，其特征在于，上述镀敷金属丝圆周的表面粗糙度(Ra)在2.5μm以上的区域占圆周的10％或以上，而且在上述金属丝纵向的任意区间中占10％或以上。
(9)一种镀敷金属丝的制造装置，它是一种通过将金属丝或施加了预镀的金属丝浸渍于热熔浸镀槽中来制造镀敷金属丝的镀敷金属丝制造装置，其特征在于，它具备
设置在为了将金属丝从上述热熔浸镀槽中取出的位置处，用于防止镀浴表面和镀覆金属丝表面被氧化的隔气装置；
用于将该镀敷金属丝的表面温度调节至预定温度的温度调节装置；
为了向已经调节至该预定温度的镀敷金属丝的表面赋予凹凸形状而向该镀敷金属丝表面吹喷致冷剂的冷却装置。
(10)如(8)所述的镀敷金属丝的制造装置，其特征在于，在金属丝的圆周方向上等间隔地设置有两个或以上用于吹喷上述冷却装置的致冷剂的喷嘴。
(11)如(8)所述的镀敷金属丝的制造装置，其特征在于，用于吹喷上述冷却装置的致冷剂的喷嘴与镀敷金属丝之间的间隔为10～500mm。对附图的简单说明
图1是表示在制造本发明的镀敷金属丝时使用的镀敷装置概略情况的图。发明的最佳实施方案
下面说明本发明的实施方案。
例如，传统的镀敷钢丝在维持表面状态的平滑性时能够提高商品的价值，因此一般都维持平滑的表面状态。这样的镀敷钢丝虽然在一般用途中可以使用，但是在上述要求耐滑性的建筑用构件、护岸工程用构件、鱼网、篱笆等在户外暴露使用的用途中就不能使用。
本发明者们发现，在每1mm圆周上存在3个或以上高度为3μm或以上的突起的区域能够带来耐滑性的效果。当突起小于3μm时，防滑效果小，因此突起的高度必须在3μm或以上。突起的尺寸越大，其效果越好，因此，突起优选在6μm或以上，更优选在9μm或以上。另外，当在每1mm圆周中存在3个以上的突起时就能显示防滑效果。突起个数少于3个时，由于突起数过少而不能获得防滑效果。突起的数目越多，防滑效果越好，因此，在每1mm的圆周中存在的突起数优选在5个或以上，更优选在10个或以上。
因此，在本发明中，为了向镀敷金属丝表面赋予耐滑性，对金属丝表面的最适宜的凹凸进行了研究。结果发现，首先，作为在镀敷表面上的凹凸，当存在表面粗糙度(Ra)在2.5μm或以上的区域时，摩擦阻力就增大，对于防止滑动是有效果的。如果Ra小于2.5μm，则不能获得充分的防滑效果。表面粗糙度越大，防滑效果也越好，因此表面粗糙度优选在5μm或以上，更优选在7μm或以上。
另外，已经查明，当具有该表面粗糙度的区域不能覆盖全部镀敷表面的情况下，例如，即使是以斑点状存在的情况下或在表面呈螺旋状存在的情况下，只要存在一定的面积率以上，就能充分地发挥防滑效果。在本发明的情况下，由于对断面呈圆形的镀敷金属丝较难取得其表面的面积率，因此，截取一定长度的区域，如果具有上述表面粗糙度的区域在沿金属丝的圆周方向测定时存在10％或以上，并且在沿长度方向测定时存在10％或以上，就可获得防滑效果。如果该面积的存在率小于10％，则不能获得防滑效果，因此将其定在10％或以上。该面积的存在率越大，防滑效果越好，优选在20％或以上，更优选在50％或以上。
作为获得该镀敷表面的粗糙度的方法，在电镀的情况下，可以通过在镀敷金属丝的表面上不均匀地析出镀层来赋予凹凸形状，另外，在热熔浸镀的情况下，可以在镀敷金属丝表面的镀层凝固的过程中使用多个喷嘴吹喷雾状的致冷剂，这样可以容易而且确实地获得表面粗糙度。虽然在使用1个喷嘴按一个方向对金属丝吹喷的情况下也能在金属丝的一侧表面上形成表面粗糙度，但是，在镀敷金属丝的制造过程中或者在对镀敷金属丝进行加工时，由于金属丝的扭曲而使得表面的粗糙度附着部分形成螺旋状。另外，通过增加喷嘴的个数从两个或以上的方向进行吹喷的情况下，可以在金属丝的全部表面上形成粗糙度，这样可以使金属丝的形状稳定。
本发明适用于金属丝的镀敷，关于金属丝的种类，除了钢丝之外，也适用于铜丝、钨丝等。另外，作为可用于该金属丝的钢的组成，按质量％计具有C：0.02～1.15％、Si：1％或以下、Mn：1％或以下的一般的钢丝用的组成是具有代表性的。特别是作为加工金属网时使用的金属丝，可以使用具有C：0.02～0.25％、Si：1％或以下、Mn：0.6％或以下的成分的钢。
通过在按照本发明获得的热浸镀锌的钢丝或热浸镀锌合金的钢丝的表面上包覆一层选自氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、氟树脂中的至少一种高分子化合物，可以进一步地提高金属丝的耐腐蚀性。另外，由于树脂无间隙地嵌入金属丝表面的凹凸处而获得了锚刺效果，从而增加了树脂的附着力，并能获得使钢丝沿纵向的抗拉强度提高的效果。
另外，由于具有本发明的适宜的表面粗糙度而使得上述镀敷钢丝没有光泽，因此其防眩性优良，特别是在作为篱芭等使用时，由于没有金属光泽，因此即使不进行涂装也容易与环境调和，这是其优点。另外，在对镀敷钢丝或由镀敷钢丝加工而成的物体进行涂装的情况下，与表面光滑的通常镀敷钢丝相比，本发明的镀敷钢丝由于在表面上具有凹凸形状而兼具涂装的附着性良好的优点。另外，在对本发明的镀敷钢丝进行加工时，由于润滑油进入表面的凹部而使其在工具等中的滑动性良好，因此可以提高镀敷钢丝在加工时的进料速度。
另外，作为本发明的镀层组成，只要是一般的镀敷金属，都具有同等的效果，但是，在专利第2732398号公报中记载的Zn-Al合金、在特愿平11-302685号说明书中记载的Zn-Al-Mg合金等的锌合金镀层的耐腐蚀性也很优良，同样适用于这种用途。
在制造本发明的镀敷金属丝时，优选使用以下的镀敷装置。
图1是本发明中所说热浸镀锌钢丝制造装置的概略构成图。在图1中，待镀敷的钢丝S，是通过在联机或脱机制造的钢丝压延成直径4～6mm后，冷拔的钢丝从线轴1上拉出，并送入镀浴槽4中。另一方面，对待镀敷的钢丝S施加镀敷纯锌、镀敷锌—铝合金、焊药处理等的预镀处理，并进行用于在钢丝表面上形成合金层的前处理。该前处理装置2把从上述开卷的线轴1中送出的用于镀敷生产线的单根或多根金属丝并列地送入镀浴槽4中。然后将该钢丝导入盛有镀浴3的热浸镀锌浴槽4内进行热浸镀锌处理。这时在镀浴中的钢丝输送速度约为10～100米/分，而在实际操作时约为50米/分。
施加了上述镀覆处理的镀敷钢丝S在镀浴的出口侧从一个箱型的隔气装置5内通过，以便将镀敷钢丝覆盖住。
该隔气装置5设计成可以利用氮气、氩气、二氧化碳气中的任一种气体或两种以上的混合气体，对把镀敷钢丝从镀敷合金浴拉上的部分吹喷，以便防止镀敷合金浴的表面和镀敷钢丝氧化。另外，利用该隔气装置5可以把上述混合气体由气体供给源(图中未示出)按任意压力输送，使其吹喷到已镀敷了的钢丝的表面上。另外，该隔气装置5的下端部优选设置成浸渍在镀浴中的状态。
通过了上述隔气装置5的镀敷钢丝S，接着被用于控制镀敷钢丝表面温度的装置5′调整其表面温度。由于该装置在上述隔气筒内具有该功能，因此也包含利用气体进行冷却的情况。作为控制表面温度的方法，例如利用低的压力控制均匀的气流来吹喷致冷剂的方法，具体地说，这是一种能在金属丝上形成薄膜状镀层的有效方法。重要的是必须将温度调整到能够使得在冷却时，镀层仍处于熔融状态，这样可以使其不变形。通过该表面温度调整将温度控制在镀敷合金的熔点+20℃左右，优选在熔点+10℃或以下，这样就有可能利用后面设置的冷却装置来形成表面粗糙度。
接着将其导入冷却装置6，在使镀层凝固的同时形成表面粗糙度。按照本发明，在该冷却装置6中，除了上述冷却功能之外，其最大的特征是具备在镀敷钢丝的圆周表面上形成粗糙度的功能。也就是说，设置一种能够利用雾状的致冷剂连续地冷却镀敷合金的冷却装置。作为本发明的致冷剂，可以使用水、油、药剂的水溶液、在液体中悬浮着粒子的悬浮液等。出于经济上的理由，多数都是使用水，为了提高水的热传导，也可以混入药剂。另外，也可以使用将微粒子悬浮于液体中以使其成为液滴核心的方法。
下面以水作为代表例进行描述。在本发明中，要使致冷剂成为雾状的理由如下，即，为了在表面上获得充分的凹凸形状，必须使水滴碰撞到未凝固的镀层表面上，如果该水滴的尺寸过大，就会成为水流而将镀层冲走或者吹飞。另外，用于吹喷致冷剂的喷嘴的数目，从沿圆周方向镀层厚度的均匀性考虑，优选在金属丝的圆周方向上等间隔地配置两个或以上的喷嘴。从镀层均匀性的观点考虑，喷嘴的数目越多越好，但从经济方面考虑，以3～4个为宜。通常喷嘴的背压为1,000～100,000Pa(0.1～10kgf/cm2G)，这一条件使得，如果喷嘴与镀敷金属丝的间隔小于10mm，则镀层就会被吹飞，而如果超过500mm，则不能形成规定的凹凸形状，因此该间隙优选为10～500mm。
另外，在本发明中，在吹喷雾状水滴之前调整温度的理由如下，即，如果上述温度高于镀敷合金的熔点，则镀敷合金不会凝固而是成为完全的液体状态，从而会被吹飞，因此，优选使镀敷合金的温度处于镀敷合金的熔点+20℃或以下。更优选是处于镀敷合金的熔点+10℃或以下。
由于采用这样的冷却方法，使得在镀敷钢丝的圆周表面上受到过冷却的部分与只是受冷却的部分一起突起，形成具有代表性的凹凸形状。具有如此凹凸形状的镀敷金属丝的粗糙度在金属丝的全部长度中，Ra的最大值为3μm，这些凹凸部分就能赋予摩擦阻力，结果使得，可以连续地制造具有耐滑性的镀敷钢丝。然后利用プラィダル辊7等的旋转装置将如此冷却了的镀敷钢丝卷取成线轴8，从而使其制品化。实施例
准备一批在钢线材JIS G 3505 SWRM6的表面上镀敷了纯Zn的直径为4mm的钢丝，镀敷时使这些钢丝的表面粗糙度作各种变化，然后对其进行耐滑性和粗糙度的评价。对其耐滑性的评价是测定该钢丝与橡胶片的摩擦系数，以摩擦系数在0.7或以上者为合格。使用表面粗糙度计来测定圆周方向的表面粗糙度(Ra)。实施例钢丝1～4处于本发明的范围内。比较例钢丝5、7属于沿圆周方向的突起区域少的情况，因此其摩擦系数小。比较例钢丝6属于沿长度方向的突起区域少的情况，因此也不能获得所需的表面粗糙度。另外，作为钢丝表面的凹凸形状的测量方法，使用粗糙度计来测量镀敷钢丝表面的凹凸，统计在每1mm圆周内存在3个或以上高度在3μm或以上的突起的数目。另外，作为表面粗糙度(Ra)的测定方法，可以使用JIS B 0601规定的方法。
表1在每1mm圆周上存在3个或以上高度在3μm或以上的突起的区域Ra在2.5μm或以上的区域 编 号 圆周方向 长度方向圆周方向长度方向摩擦系数是否符合要求 1 13％ 17％18％21％0.71○ 2 11％ 22％12％19％0.72○ 3 55％ 21％48％35％0.75○ 4 61％ 83％68％76％0.79○ 5 8％ 32％7％25％0.58× 6 100％ 5％98％8％0.63× 7 6％ 21％9％16％0.54×
如上所述，本发明可以提供在建筑物中使用的金属网、在护岸工程中用作笼筐的金属网、鱼网、户外篱笆等在户外暴露使用的施加了热浸镀锌合金的金属丝、具有耐滑性的镀敷金属丝，以及这些镀敷金属丝的制造方法和制造装置。