JP2002053995A - 金属ストリップの電気めっき方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的に走行する金属ストリップに電気めっ
きする方法において、板幅方向のＣ反りの発生を防止
し、その結果電極間を狭小化することが可能、かつ均一
な付着量が得られる電気めっき方法を提供する。 【解決手段】 めっき槽内に移送される金属ストリップ
を金属製の通電ロールと弾性材料で被覆されたバックア
ップロールとの間に連続して搬送し、金属ストリップを
電気めっきする方法において、バックアップロールの表
面硬さをタイプAデュロメータ硬さ(JIA K 6253)で92以
上98以下にするとともに、通電ロールとバックアップロ
ール間の押付荷重を下記に示すバックアップロールの表
面硬さに応じた範囲内で通板する。W≦310(E-92)+400
0。ただし、W：押付荷重[kg]、E：バックアップロール
の表面硬さ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続して走行する
金属ストリップへの電気めっき方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続して水平方向に移送される金属スト
リップの一般的な電気めっき方法は、複数の通電ロール
とゴム等で被覆されたバックアップロールとの間に金属
ストリップを押付けながら通板し、２つの通電ロール間
において金属ストリップの上下に配置された電極に沿っ
て金属ストリップを移送し、通電することにより行われ
る。通電ロールは金属製のロール、バックアップロール
は例えばウレタンゴム等で被覆されたゴムロールが用い
られており、金属ストリップの上下にそれぞれ配置され
ている。

【０００３】このような電気めっき方法では、両ロール
間に押付荷重を作用させた場合、通電ロールに対してバ
ックアップロール表面の方が変形を受け易くなるため、
バックアップロール側に対して金属ストリップの長手方
向に凸の反り（Ｌ反り）が生じる。そして、このＬ反り
が張力により走行方向に束縛され、金属ストリップの幅
方向に反り（Ｃ反り）が生じる。Ｃ反りはめっき量の幅
方向不均一性を生じさせるとともに、金属ストリップが
電極に接触してスパーク疵が発生しないように、ある程
度電極間を広くしなければならず、その分の電力コスト
の増大を招くという問題がある。

【０００４】以上のようなＣ反りの発生防止策として、
例えば、特開平10-68098号公報では、バックアップロー
ルを小径化するとともに、通電ロールに対し、オフセッ
トさせて配置する方法が開示されている。また、特開昭
64-36790号公報では、板幅方向のめっき厚さの偏り、あ
るいは板幅方向の反り度合いを検出し、バックアップロ
ールの押付力を調整する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10-68098号公報に開示されている方法は、バックアップ
ロールを小径化することにより通電ロール側における金
属ストリップとの接触長さとバックアップロール側での
接触長さとの差が小さくなり、Ｌ反りが少なくなる効果
はあるが、極端にバックアップロールを小径化させなけ
ればならない。したがって、オフセット配置が実質的な
Ｌ反りの対策になり、金属ストリップのサイズ、鋼種、
あるいは初期の板形状に応じてオフセット量を算出し、
調整しなければならないため、非常に装置が大掛かりと
なり多大な設備投資が必要である。

【０００６】また、特開昭64-36790号公報に開示されて
いる方法は、板幅方向のめっき厚さ、あるいは反り量を
計測する手段が必要であり、複数の通電ロールの場合、
各めっき槽の出側毎に検出器を設け、制御しなければな
らないため、多額の設備投資が必要になる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、連続的に走行す
る金属ストリップに電気めっきする方法において、板幅
方向のＣ反りの発生を防止し、その結果電極間を狭小化
することが可能、かつ均一な付着量が得られる電気めっ
き方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の手段は、めっき槽内に移送される金属ストリップを
金属製の通電ロールと弾性材料で被覆されたバックアッ
プロールとの間に連続して搬送し、金属ストリップを電
気めっきする方法において、バックアップロールの表面
硬さをタイプＡデュロメータ硬さ(JIS K 6253)で92以上
98以下にするとともに、通電ロールとバックアップロー
ル間の押付荷重を下記に示すバックアップロールの表面
硬さに応じた範囲内で通板することを特徴とする金属ス
トリップの連続電気めっき方法である。

【０００９】W≦310(E-92)+4000 ただし、 W：押付荷重[kg] E：バックアップロールの表面硬さ なお、タイプＡデュロメータ硬さ(JIS K 6253)とは、JI
S K 6253に規定されるタイプＡデュロメータ硬さであ
り、本明細書では、バックアップロールの表面硬さは、
全てJIS K 6253に規定されるタイプＡデュロメータ硬さ
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は、本発明の実施に使用される
電気めっき設備の一構成例を示す概略図である。この装
置は、金属ストリップ１の上側に金属製の通電ロール２
と下側にウレタンゴムを被覆したバックアップロール３
とその前後にゴムライニングしたダムロール４と金属ス
トリップ１の上下にそれぞれ設置された電極５及びめっ
き槽６を備える。通電ロール２とバックアップロール３
間の押付荷重は、圧下シリンダー７を用いてバックアッ
プロール３の両端で調整可能に配設されている。

【００１１】本設備では、上下の電極５，５間にめっき
液８を流し、電極５と金属ストリップ１間に通電するこ
とによって、金属ストリップ１に電気めっきを施す。ま
た、通電ロール２とバックアップロール３の押付荷重は
圧下シリンダー７のエアー圧力及びシリンダー径から求
めることができる。

【００１２】圧下シリンダー７を用いて通電ロール２と
バックアップロール３間に押付荷重を作用させると、バ
ックアップロール３表面のウレタンゴムが変形する。両
者の間を移送される金属ストリップ１の通電ロール２側
とバックアップロール３側との接触幅の差により、金属
ストリップ１にＬ反りが生じ、このＬ反りが張力により
走行方向に束縛され、金属ストリップ１にＣ反りが生じ
る。バックアプロール３の変形量からＣ反り量が求ま
り、変形量が大きいとＣ反り量が大きくなる。

【００１３】したがって、金属ストリップ１と接触する
バックアップロール３の変形量を小さくすることにより
Ｃ反り量を低減することが可能となる。そのためには、
通電ロールを大径化すること、あるいはバックアップロ
ールを小径化すること、あるいはバックアップロールの
被覆層の厚みを薄くすることが考えられる。

【００１４】しかし、通電ロールの大径化は効果的な手
段ではあるが、設備コストがかかるとともにスペース的
にも不利であり、実用的ではない。また、バックアップ
ロールの小径化は、効果をあげるにはかなり小径化させ
なければならず、極端な小径ロールは剛性不足の問題が
あり好ましくない。バックアップロールの被覆層の厚み
を薄くすることは、効果的ではあるが、通板による摩耗
が発生することを考慮すると、極端に被覆層の厚みを薄
くすることは現実的ではない。

【００１５】バックアップロールの被覆層の厚みを薄く
することは、実質的なゴム硬さを上げることと同等であ
る。したがって、上記以外で、最も現実的な対策とし
て、被覆材の硬さを上げることが考えられる。被覆材の
硬さを上げ、Ｃ反りを防止する方法について検討したと
ころ、通電ロールとバックアップロール間の押付荷重を
被覆材の硬さに応じて適切な範囲に制限することによ
り、Ｃ反りが発生しない操業が可能になることが判っ
た。

【００１６】図２はゴムロールと金属ロールとの間に金
属ストリップを挟み、金属ストリップ中央部と端部との
高低差、つまりＣ反り量を解析し、通電ロールとバック
アップロール間の押付荷重、ゴム硬さとＣ反り量の関係
をまとめた結果を示す図である。図２において、図中の
線Ａより上方の領域はＣ反りが発生した領域、下方の領
域はＣ反りが発生しなかった領域である。Ｃ反りを発生
させないためには、ゴムロールのゴム硬さに応じて押付
荷重の上限が制限され、ゴム硬さが高くなるほど、押付
荷重の上限が高くなる。図２から、Ｃ反りが発生しない
領域は下式（１）を満足する領域である。

【００１７】W≦310(E−92)＋4000 …（１） ただし、 W：押付荷重[kg] E：バックアップロールの表面硬さ 電気めっき設備では、押付荷重が4000kg未満と低くなる
と、例えば「耳波」と呼ばれる端部における形状不良を
もつ金属ストリップの場合、通電ロールと金属ストリッ
プが十分に接触せず、スパーク疵が発生したり、あるい
はストリップの溶接部分の通過時にスパーク疵が発生す
る恐れがある。したがって、バックアップロールの表面
硬さは92以上とする必要がある。

【００１８】一方、硬さが高すぎると、バックアップロ
ールと金属ストリップ間のニップ幅が小さくなり、特
に、板厚の大きい金属ストリップの溶接部分の通過時に
スパーク疵を発生させる恐れがある。スパーク疵の発生
を防止するには、バックアップロールの表面硬さは98以
下とすることが望ましい。

【００１９】以上の検討結果から、バックアップロール
の被覆層の硬さを92以上98以下とし、かつ通電ロールと
バックアップロール間の押付荷重を硬さに応じて前記式
（１）を満足する適正な範囲に設定することによりＣ反
りの発生を防止できることになる。

【００２０】

【実施例】図１に示した電気めっき設備を用いて、板幅
1800mm×板厚1.2mmの鋼帯をライン速度150mpmにて通板
させ、電気亜鉛めっきを行った例を以下に示す。

【００２１】通電ロール２は350mmφの金属製ロールを
用い、バックアップロール３にはウレタンゴムを厚さ20
mm被覆させた300mmφのゴムロールを用いた。それぞれ
のロール胴長は2150mmである。硬さは95と98の２種類を
用いた。また、比較のために従来の硬さ90のウレタンゴ
ムを厚さ20mm被覆させたゴムロールも使用した。通電ロ
ール２とバックアップロール３間の押付荷重はエアシリ
ンダー（圧下シリンダー）７の圧力を制御することによ
り調整した。

【００２２】めっき槽内における鋼帯の形状を計測する
ために、計測するめっき槽内にはめっき液を入れず、ま
た電極も取り外した状態にし、鋼帯の幅方向に可動させ
る可動ステージ１０上にレーザ式変位計９を設置した。
設置場所は、Ｃ反り量が最大となる通電ロール間とし
た。

【００２３】図３〜５は、表面硬さ（以下、硬さ）が本
発明範囲内にある硬さ95のバックアップロールおよび硬
さ98のバックアップロールを使用した場合、さらに比較
例のために従来の硬さ90のバックアップロールを使用し
た場合について、押付荷重を4000kg、4800kg、5600kgと
変化させ、幅方向の板形状を計測した結果を示す図であ
る。

【００２４】押付荷重4000kgの場合、硬さ90のバックア
ップロール（従来法）では、バックアップロールの硬さ
に対して、押付荷重が式（１）を満足する適正範囲を外
れるため、Ｃ反り量が10mm以上発生したのに対し、本発
明法では、バックアップロールの硬さに対して、押付荷
重が式（１）を満足する適正範囲にあるので、Ｃ反りの
発生をほぼ完全に防止できた。

【００２５】押付荷重が4800kgの場合、硬さ90のバック
アップロール（従来法）では、バックアップロールの硬
さに対して、押付荷重が式（１）を満足する適正範囲を
外れるため、最大12mm程度のＣ反りが発生したのに対
し、本発明法では、バックアップロールの硬さに対し
て、押付荷重が式（１）を満足する適正範囲にあるの
で、硬さ95のバックアップロールではＣ反りが5mm以下
と大幅に低減し、さらに硬さ98のバックアップロールで
はＣ反りがほとんど発生しなった。

【００２６】さらに、押付荷重が5600kgの場合では、硬
さ90のバックアップロール（従来法）では勿論のこと、
硬さ95のバックアップロール（比較法）でも、バックア
ップロールの硬さに対して、押付荷重が式（１）を満足
する適正範囲を外れるため、Ｃ反りが発生した。硬さ98
のバックアップロール（本発明法）では、バックアップ
ロールの硬さに対して、押付荷重が式（１）を満足する
適正範囲にあるので、Ｃ反りの発生は見られなかった。

【００２７】また、前記バックアップロールを用いて前
記押付荷重で鋼帯に電気亜鉛めっきを施し、鋼帯の板幅
方向に10ヶ所サンプリングし、蛍光X線付着量分析装置
を用いて、亜鉛めっき付着量の計測を行った。表1に計
測結果を示す。

【００２８】

【表1】

【００２９】ゴム硬さ90のバックアップロールを使用し
た場合（従来法）およびゴム硬さ95のバックアップロー
ルを使用しても、押付荷重がバックアップロールの硬さ
に対して式（１）を満足する適正範囲を外れる場合（比
較法）に比べて、本発明範囲のゴム硬さ95、98のバック
アップロールを使用するとともに、該バックアップロー
ルの押付荷重がバックアップロールの硬さに対して式
（１）を満足する適正範囲にある場合（本発明法）で
は、付着量のばらつきを大幅に低減することができた。

【００３０】なお、前記はバックアップロールの表面に
ゴム硬さが92以上98以下のウレタンゴムを被覆した例で
あるが、表面に被覆する材料として、ゴム硬さが92以上
98以下の弾性材料（弾性樹脂材料）を広く使用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バッ
クアップロールのゴム硬さを92以上98以下にし、かつ押
付荷重を硬さに応じて本発明に規定する範囲に設定るこ
とで、バックアップロールが受ける変形を少なくするこ
とができ、Ｃ反りの発生を抑制することが可能となる。
したがって、スパーク疵の発生防止が防げ、歩留りを向
上させることができるとともに、めっき付着量の均一化
が図れ、品質を向上させることができる。さらに、電極
間を狭小化することにより電力コストが下がり、生産コ
ストの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施に使用される電気めっき設備の一
構成例を示す概略図。

【図2】通電ロールとバックアップロール間の押付荷
重、ゴム硬さとＣ反り量の関係を示す図。

【図3】本発明の実施例で、押付荷重が4000kgの場合の
幅方向の板形状を示す図。

【図4】本発明の実施例で、押付荷重が4800kgの場合の
幅方向の板形状を示す図。

【図5】本発明の実施例で、押付荷重が5600kgの場合の
幅方向の板形状を示す図。

【符号の説明】

１ 金属ストリップ（鋼帯） ２ 通電ロール ３ バックアップロール ４ ダムロール ５ 電極 ６ めっき槽 ７ 圧下シリンダー（エアシリンダー） ８ めっき液 ９ レーザー式変位計 １０ 可動ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 秀行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 石岡 宗浩 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K024 AA05 AB01 BA03 BC01 CB03 CB10 EA02 GA16

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき槽内に移送される金属ストリップ
   を金属製の通電ロールと弾性材料で被覆されたバックア
   ップロールとの間に連続して搬送し、金属ストリップを
   電気めっきする方法において、バックアップロールの表
   面硬さをタイプＡデュロメータ硬さ(JIS K 6253)で92以
   上98以下にするとともに、通電ロールとバックアップロ
   ール間の押付荷重を下記に示すバックアップロールの表
   面硬さに応じた範囲内で通板することを特徴とする金属
   ストリップの連続電気めっき方法。 W≦310(E-92)+4000 ただし、 W：押付荷重[kg] E：バックアップロールの表面硬さ