錫メッキ

錫メッキは、錬鉄または鋼のシートに錫を薄くコーティングするプロセスであり、結果として得られる製品はブリキ板として知られています。この用語は、はんだ付けの前に金属をはんだでコーティングする別のプロセスにも広く使用されています。^[1]

これは主に錆びを防ぐために使われますが、電気導体として使われる撚線の端に酸化（電気抵抗の増加）を防ぐために使われることも多く、またツイストオン、バインディングポスト、端子台などのさまざまな電線コネクタに使われるときにほつれたり解けたりして、撚り線がはみ出して短絡を引き起こすのを防ぐためにも使われます。

かつては広く使われていましたが、現在ではブリキの主な用途はブリキ缶の製造です^。以前は、ブリキは安価な鍋やフライパン、その他の空洞の製品に使用されて^{いました。この種の空洞の製品は}ブリキ製品とも呼ばれ、それを作ったのはブリキ職人でした。

製造に使用された、錫メッキされていない板は、黒板と呼ばれています。現在では、ベッセマー鋼または平炉鋼で作られています。以前は鉄が使用されていましたが、コークス鉄とチャコール鉄の2種類がありました。後者の方が良質で、より厚い錫のコーティングが施されていました。この状況が、コークス板とチャコール板という用語の由来であり、鉄はもう使用されていませんが、ブリキの品質は今でもこれらの用語で表されます。ブリキは、保存された肉、魚、果物、ビスケット、タバコ、その他多くの製品を詰めたブリキ缶の製造や、ブリキ職人が作るさまざまな家庭用品の製造に大量に消費されました。^[2]

鉄器を錆から守るために錫メッキする習慣は古くからある。大プリニウスによれば、錫メッキはガリアの ビトゥリゲス族（現在のブールジュ近郊に居住）によって発明された。彼らは銅製品を錫溶液で煮沸し、銀で作られたように見せかけた。^[3]このプロセスに関する最初の詳細な記述は、紀元300年頃にローマ帝国のエジプトで書かれた錬金術に関する著作の一部であるパノポリスのゾシモス、第6巻62に見られる。14世紀のイギリスでの証言を除けば、このプロセスはラザロ・エルカーの小論文（1556年）^[4]で説明されるまでヨーロッパで再び証明されていない。

ブリキの製造は長い間ボヘミアの独占であったが、1620年頃にはザクセンにも広がった。^[2]ブリキは1620年代にサウサンプトン伯爵の工場で（またはその後援の下で）生産されていたようだが、それがどのくらい続いたかは明らかではない。

イギリスの技術者で農学者のアンドリュー・ヤラントンと、アンブローズ・クロウリー（ストゥアブリッジの鍛冶屋で、より有名なサー・アンブローズ・クロウリー3世の父）は、ザクセンに行って、可能であればそこで使われていた方法を発見するように依頼された。^[2]彼らは1667年にドレスデンを訪れ、その製造方法を発見した。そうする際に、彼らは様々な地元の鉄工所や、ストゥア川を航行可能にするプロジェクトに関係する人々から資金援助を受けた。ザクセンでは板金は鍛造されたが、イギリスに戻って実験を行った際、彼らは鉄を圧延しようとした。これがきっかけで、資金援助者の2人、鉄工所のフィリップ・フォーリーとジョシュア・ニューボローは、1670年に新しい工場、ウォルヴァリー・ローワー・ミル（または鍛冶場）を建設した。これには3つの工場があり、1つは圧延工場としても機能するスリット工場、他の2つは鍛冶場であった。 1678年、このうちの1人はフライパンを製造し、もう1人は他の場所の精錬所で作られた鋳型から鋳型を取り出していた。おそらく、皿を丸めてハンマーで仕上げるつもりだったのだろうが、ウィリアム・チェンバレンという人物が1662年に彼とダッド・ダドリーに与えられた特許を更新したため、この計画は頓挫した。ヤラントンはこの特許を「でっちあげ」と評した。^{[5] [6]}

ウォルヴァリーのスリッターはトーマス・クックだった。もう一人のトーマス・クック、おそらく彼の息子はポンティプールに移り、ジョン・ハンバリー（1664-1734）のために働いた。^[7]エドワード・リュイドによると、1697年までにジョン・ハンバリーはポンティプールに「ポンティプール・プレート」マシンを作るための圧延工場を持っていた。 ^{[8] [9]}これはブリキ工場だと言われているが、おそらく（ブリキ加工されていない）黒板だけを生産していたのだろう。しかし、シリンダーを使って鉄板を圧延するこの方法は、古い方法であるハンマーで叩く方法よりも均一な黒板を生産することを可能にし、その結果、イギリスのブリキ板はドイツのものより優れていると認識されるようになった。^[2]

ブリキが初めて登場するのは1725年のグロスター港湾記録（グロスターを通る貿易、主にブリストル海峡の港からの貿易を記録するもの）である。ブリキはモンマスシャーのニューポートから船積みされた。^{[10]これはレオ}ミュールの『白鉄工の原理』が（フランス語で）初めて登場した直後であり、イギリスで出版されたという報告より前のことである。

数年後にはさらに多くの製鉄所が建設され、最初はイングランドとウェールズの多くの製鉄地域で、後に主に南ウェールズで建設されました。1805年には8万箱が製造され、5万箱が輸出されました。この産業はイングランド、特にウェールズで着実に広がり続け、1834年以降は急速に拡大し、イギリスは世界の主要な供給元となりました。その年の総生産量は108ポンド（約50kg、アメリカでは1箱は100ポンド）の箱が18万箱で、1848年には42万箱、1860年には170万箱に達しました。しかしその後は急速に進歩し、1891年には生産量は約2,236,000ポンドに達した。 ^[2]最大の市場の一つはアメリカ合衆国であったが、1891年にマッキンリー関税が施行されたため、その市場は遮断された。これによりイギリスの産業は大幅に縮小し、生き残ったブリキ工場で雇用できなくなった多くの人々がアメリカに移住した。^[要出典]

1891年に米国は11,000トンのブリキ板を生産し、325,100トンを輸入したが、1899年には360,900トンを生産し、輸入は63,500トンにとどまった（ほとんどが再輸出用）。イギリスの輸出は、アメリカの太平洋岸におけるウェールズ産の板の利点を排除したディングリー関税によってさらに妨げられ、^[11] 1900年までに8億4900万ポンド以上に増加し、そのうち1億4100万ポンド以上がターン板であった。その年の輸入総量はわずか1億3526万4881ポンドであった。後年、アメリカの生産量は再び減少し、1907年にはアメリカのブリキ工場のわずか20%が稼働していたのに対し、イギリスの生産量は1400万箱に達した。^[2]

この打撃にもかかわらず、産業は規模は縮小しながらも存続しました。それでも、1937 年には 518 の工場が稼働しており、そのうち 224 はリチャード トーマス & カンパニーのものでした。しかし、従来の「パック ミル」は、改良された「ストリップ ミル」に取って代わられました。ストリップ ミルは、1930 年代後半にリチャード トーマス & カンパニーによってイギリスで初めて建設されました。ストリップ ミルによって古いパック ミルは時代遅れとなり、最後のパック ミルは 1960 年代頃に閉鎖されました。

パックミルの工程は、通常は製鉄所や製鋼所から購入される引き抜き平棒であるスズ棒から始まります。スズ棒は錬鉄または軟鋼です。棒の断面のサイズは正確である必要があり、これによって最終的なプレートの長さと厚さが決まります。棒は、必要なサイズのプレートを作るために正しい長さに切断されます。たとえば、14 インチ × 20 インチ (360 mm × 510 mm) のプレートが必要な場合、スズ棒は 14 と 20 で割り切れる長さと幅に切断されます。次に棒は巻かれ、2 つ折りになります。2 つ折りにする回数は、スズ棒の大きさと最終的な厚さによって異なります。出発の錫棒が20インチ×56インチ（510 mm×1,420 mm）の場合、少なくとも4つ折りに仕上げるか、2回折り返さなければなりません。また、薄いゲージが必要な場合は、 8つ折りに仕上げるか、3回折り返します。次に、錫棒は鈍い赤色に加熱され、荒削りロールに5〜6回通されます。各パスの間に、プレートはロールの上（または周り）に通され、ロール間の隙間はスクリューによって狭められます。次に、プレートは再加熱され、仕上げロールに通されます。^[12]

プレートがシングル仕上げされていない場合、またはプレートを二重にしていない場合は、スクイザーで二重にされます。スクイザーはテーブルのようなもので、表面の半分がもう半分の上に折り重なり、プレス機が二重にされたプレートを平らにし、巻かれた端がローラーに収まるようにします。次に、別のロールセットのために再加熱されます。これは、目的の形状に達するまで繰り返されます。プレートを複数回二重にする必要がある場合は、巻かれた端がせん断されることに注意してください。次にパックを冷却します。冷却されると、パックは最終寸法よりわずかに小さいサイズにせん断され、プレートはオープナーで分離されます。^[13]

この時点で、プレートはスケールで覆われているため、酸洗いする必要があります。これは、プレートを硫酸に5分間浸すことです。酸洗いにより、スケールは緑がかった黒色のスライムに変わり、これは焼きなましによって除去されます。プレートは約10時間焼きなましされ、その後ゆっくりと冷却されます。この時点で、プレートは酸洗いおよび焼きなましされた黒プレートとして知られています。これらのプレートは、スタンプやエナメル加工の目的で一般的に販売されていました。^[14]

この後、鋼板は粗く真っ直ぐではないため、数回冷間圧延されます。圧延により鋼板は最終寸法まで伸びます。その後、ひずみ硬化を除去するために再度焼きなましが行われます。これらの鋼板は、黒色酸洗鋼板、冷間圧延鋼板、密着焼なまし鋼板（黒色酸洗鋼板および密着焼なまし鋼板）と呼ばれます。完全に清浄にするため、鋼板は弱硫酸で再度酸洗されます。最後に鋼板をすすぎ、錫メッキの準備ができるまで水中に保管します。^[15]

錫メッキセットは、少なくとも 1 つの溶融錫のポットと、その上に塩化亜鉛フラックス、およびグリース ポットで構成されています。フラックスはプレートを乾燥させ、錫が付着する準備をします。ウォッシュ ポットと呼ばれる 2 番目の錫ポットを使用する場合は、低温の錫が入っています。その後にグリース ポットがあり、油と錫メッキ機が続きます。錫メッキ機には、バネ仕掛けの小さなローラーが 2 つあり、錫メッキされたプレートを挿入すると、ローラーが余分な錫を絞り出します。錫メッキ機のバネは、異なる力に設定できるため、異なる厚さの錫を作ることができます。最後に、油を細かいふすまで洗浄し、きれいに拭き取ります。^{[16] [17]}

ここで説明されているのは、20 世紀に採用されていたプロセスです。プロセスは時間の経過とともにやや複雑になりました。追加の手順を含めると品質が向上することがわかったためです。熱間圧延と冷間圧延の慣行は明らかに初期にさかのぼります。ナイト家のブリキ工場には (1740 年頃の設立当初から) 2 つの圧延工場があり、1 つはブリンジウッド (ラドローの西) にあり、黒板を製造していました。もう 1 つはミットン (現在はストゥアポートの一部) のブリキ工場で、明らかに後期に使用されました。^{[18] [ページが必要]}

初期の熱間圧延鋼板工場では錫メッキに適した鋼板は生産されなかったが、1929 年に冷間圧延によってさらに厚さが薄くなり、錫メッキが可能になった。その後、上記のプロセスを使用して鋼板を錫メッキした。^{[引用が必要]}

黒色めっきの錫メッキには、熱浸漬と電気めっきの 2 つのプロセスがあります。

高温錫浸漬は、部品を 450 °F (232 °C) を超える温度の純粋な溶融錫の浴槽に浸すプロセスです。

溶融スズめっきによるブリキ板は、鋼または鉄を冷間圧延し、スケールを除去するために酸洗し、歪み硬化を除去するために焼きなましを行い、次に薄いスズ層でコーティングすることによって作られます。もともとこれは、プレートを個別に、または小さなパックにして製造することで行われ、パック ミル プロセスとして知られるようになりました。1920 年代後半には、ストリップ ミルがパック ミルに取って代わり始めました。これは、ストリップ ミルの方がより大量に、より経済的に生のプレートを製造できるためです。

電気メッキでは、コーティングする対象物を、1 種類以上のスズ塩の溶液が入った容器に入れます。対象物は電気回路に接続され、回路の陰極(負極) を形成します。一方、メッキする金属と同じ金属の電極が陽極(正極)を形成します。電流が回路を流れると、溶液内の金属イオンが対象物に引き付けられます。滑らかで光沢のある表面を作るために、電気メッキされたシートは、次に、スズの融点を超える温度で短時間加熱されます。今日製造されるスズメッキ鋼のほとんどは、スズの酸化による表面の鈍化を防ぐために、さらに非常に薄いクロム層で電気メッキされています。

• テルネプレートはブリキ板に似た製品だが、浴は錫ではなく錫と鉛の混合物で、後者の金属は全体の 7.59% を占める。名前は「鈍い」または「変色」を意味する「テルネ」に由来する。テルネプレートは19 世紀中頃にイギリスで生産され始め、米国では屋根材として広く使用されるようになった。^[2]その他の用途には、燃料タンクやガスメーターなどがある。英国ウェストミッドランズ州ブロックムーアの最後のテルネプレート工場は 2006 年に閉鎖された。[1]
• 多くの用途で、ブリキは亜鉛メッキ（亜鉛コーティング）された容器に置き換えられてきましたが、亜鉛は有毒な場合があるため、調理には使用されていません。亜鉛は鉄を電気分解で保護します。つまり、亜鉛は鉄を保護するために酸化して白い粉に変わります。一方、スズは、保護されていない鉄を電気分解で分解して保存するため、スズの表面が破損していない場合にのみ鉄を保護します。

• ブラックプレート
• カライ（プロセス）は、インドで行われている錫メッキの一種である。
• 金属めっきのその他のプロセスのためのめっき
• シェラダイジング
• ブリキ職人
• ブリキ製品
• 黒色酸化物

• ブラウン、PJ（1988）、「アンドリュー・ヤラントンと英国のブリキ産業」、Historical Metallurgy、第22巻、第1号、pp.42-8
•  この記事には、現在パブリック ドメインとなっている出版物のテキストが組み込まれています: ヒュー・チザム編 (1911)。「ブリキ板とテルネ板」。ブリタニカ百科事典第 26 巻 (第 11 版)。ケンブリッジ大学出版局、p. 1000。
• キング、PW（1988）、「ウォルヴァリー・ローワー・ミルとブリキ産業の始まり」、Historical Metallurgy、第22巻、第2号、pp. 104-113
• ミンチントン、WW（1957）、英国のブリキ産業：歴史、クラレンドン・プレス、オックスフォード
• Tregoning, WH (1901)、「議事録 - 機械技術者協会、第 3 ～ 5 部」、機械技術者協会 (英国) (編)、ブリキ板の製造、機械工学出版株式会社発行、pp. 1273 ～ 1282
• Welter, J.-M. (2019). 「コンタクト錫メッキ：千年の歴史を持つメッキ技術」.考古学. 61 (4): 906–920. doi :10.1111/arcm.12454. S2CID  134869188.

1. FWギブス、「ブリキ産業の台頭」Annals of Science 6 (1950)、390頁以降、7(1) (1951)、25頁以降、43頁以降、113頁以降。

• P. ジェンキンス、「Twenty by Fourteen」: 1700 年から 1961 年までの南ウェールズのブリキ産業の歴史(Gomer、Llandysul、Dyfed、1995 年)。
• DA アーウィン、「19 世紀後半の米国の関税は幼稚産業を促進したか? ブリキ産業からの証拠」(NBER ワーキング ペーパー 6835 1998)