JP2006274410A - 鋼帯の電気めっき装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって除去できる鋼帯の電気めっき装置を提供する。
【解決手段】鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと、前記エッジマスクの鋼帯通板方向出側に、前記エッジマスクと一体に設けられ、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードを備える鋼帯の電気めっき装置において、前記ブレードは、弾性率が２０００ＭＰａ以上且つ伸びが１００％未満の樹脂板である。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋼帯の電気めっき装置、より具体的には、鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって防止できる鋼帯の電気めっき装置に関する。

鋼帯に電気めっきを施すと、鋼帯の両端部近傍にめっき電流が集中することによって、鋼帯端部近傍に過剰めっきが付着し、オーバーコートになる。特に鋼帯端部ではめっき電流の集中が大きく、デンドライト状析出物が生成する。デンドライト状析出物は、脆弱で剥離しやすく、需要家でのプレス成形等の際に剥離し、押込み疵を誘発し易いため、鋼帯端部のデンドライト状析出物の生成を防止する必要がある。

そこで、従来より、鋼帯端部近傍のオーバーコート対策として、自溶性電極を使用する場合には鋼帯幅に応じて電極幅を調整して鋼帯端部の電流集中を緩和し、鋼帯端部近傍のオーバーコートを軽減することが行われ、不溶性電極を使用する場合には、図２に示すように、鋼帯４の端部の両側に鋼帯幅に追従して動作するエッジマスク７を設置し、鋼帯幅に応じてエッジマスク７を鋼帯端部に近接する位置に移動し、電極２の実効陽極幅を制御して鋼帯端部の電流集中を緩和し、鋼帯端部近傍のオーバーコートを軽減することが行われている。

しかし、前記の鋼帯端部の電流集中を緩和する方では、鋼帯端部のデンドライト状析出物の生成を確実に防止することができない。例えば、電気亜鉛系めっきの場合、４０ｇ／ｍ^２以上（片面あたり）のめっき厚の厚い亜鉛めっきを施す場合、デンドライト状析出物の生成を防止する効果が不十分である。

このような問題点に対処するために、電気めっき設備を通過後に、鋼帯端部に追従させる蛇行追従装置を設けた金属製スクレーパーを鋼帯端部に押し付けることにより、デンドライト状析出物を除去する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２等参照。）。

しかし、前記技術では、デンドライト状析出物を確実に除去できない場合があり、またスクレーパーで除去したデンドライトが鋼帯表面に付着あるいは落下して鋼帯に押し疵を発生することがあった。付着量４０ｇ／ｍ^２以上（片面あたり）の厚めっきの電気亜鉛めっき鋼帯では、デンドライト状析出物に起因する前記問題点がさらに顕在化した。

本出願人は、厚めっきの電気亜鉛めっき鋼帯で発生するデンドライト状析出物に起因する問題点を解消すべく検討し、鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと一体に設けた可撓性の樹脂板を鋼帯端部に押し付けることで、デンドライト状析出物を効果的に除去できることを見出し、この発明について特許出願した（特許文献３参照）。
実開昭６１−１３３５６７号公報 特開平３−９４０９６号公報 特開２００２−２３５１９１号公報

特許文献３の発明において、樹脂板として安価なポリエチレン板を使用することで、デンドライト状析出部に起因する問題を大幅に減少させることが可能になった。しかし、ポリエチレン板を長時間使用すると、鋼帯端部と樹脂板の接触によって樹脂板に反りが発生し、鋼帯端部への押し付け圧が低下し、デンドライトの除去性能が低下するため、樹脂板は耐久性をさらに向上させる必要があることが明らかになった。

本発明は、前記問題点を考慮して、鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって除去できる鋼帯の電気めっき装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の手段は次の通りである。

（１）鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと、前記エッジマスクの鋼帯通板方向出側に、前記エッジマスクと一体に設けられ、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードを備える鋼帯の電気めっき装置において、前記ブレードは、弾性率が２０００ＭＰａ以上且つ伸びが１００％未満の樹脂板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置。

（２）弾性率が２０００ＭＰａ以上且つ伸びが１００％未満の樹脂板はポリアセタール板であることを特徴とする（１）に記載の鋼帯の電気めっき装置。

本発明によれば、鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって安定して除去できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電気めっき装置の要部構成例を示す概略断面図である。

図１において、１はめっきセル、２は電極、３はめっき液、４は鋼帯、５はコンダクターロール、６はダムロール、７はエッジマスクである。めっきセル１には、上下で対をなす電極２が２対配設されている。本装置において、上下に間隔をおいて水平に配設した電極２間にめっき液３を満たし、該上下の電極２間に鋼帯４を矢印の方向に走行させながら、めっきセル１の入側および出側に設置したコンダクターロール５から給電し、電極２からめっき液３を介して鋼帯４に通電することによって鋼帯４にめっきを施す。

図２は、図１の装置において、電極２、鋼帯４およびエッジマスク７の位置関係を説明する図である。エッジマスク７は、絶縁性材料製であり、鋼帯４の両端部の各々を包むように、鋼帯端部に対向する側の部分が「く」の字型の凹状が形成されている。エッジマスク７は、電極の実効電極幅（実質的に電流が流れる電極幅）を鋼帯幅に応じた幅に制御して鋼帯端部近傍のオーバーコートを緩和するために、図示されていないエッジマスク位置制御装置によって鋼帯幅に追従可能に配設されている。

本発明の実施の形態に係る電気めっき装置では、鋼帯端部を押圧するブレードがエッジマスク７に一体的に取付けられる。図３は本発明の実施の形態に係る電気めっき装置の実施形態の１例を示し、ブレード２１はエッジマスク７の鋼帯進行方向出側端部に取付けられている。

図４は、ブレード２１の形状および該ブレード２１のエッジマスク７への取付け構造を説明する図で、ブレード２１は、エッジマスク７の鋼帯走行方向出側側面の鋼帯端部からは遠い側の端部に、取付部材２２ａ、２２ｂを介して鋼帯進行方向に若干傾斜するように配設されネジ２３で固定されている。

ブレード２１の鋼帯端部側の端部はエッジマスク７よりも鋼帯側に突出して形成され、該ブレード２１は、エッジマスク７の鋼帯幅方向位置が鋼帯幅に応じた所定位置に制御されているときに、鋼帯端部を押し付け可能に配設されている。またブレード２１の端部形状は中央部が凹んだ「く」の字型に形成されている。

図５は、ブレード２１を鋼帯端部に押し付けることによってデンドライト状析出物の生成を防止する作用を説明する図で、（ａ）はブレード２１が鋼帯端部を押し付けている状態を示す平面図、（ｂ）は鋼帯端部に生成したデンドライト状析出物がブレードによって除去される状態を説明する断面模式図である。

エッジマスク７の鋼帯幅方向位置が制御された状態では、ブレード７は、（ａ）に示すように、鋼帯端部に押し付けられて撓んだ状態になる。鋼帯端部に生成したデンドライト状析出物２４は、（ｂ）に示すように、ブレード２１押し付け部で掻き取られる。

ポリエチレン板は可撓性、絶縁性であるため、デンドライト状析出物を除去するブレード２１に使用することで好結果が得られるが、ポリエチレン板を鋼帯端部に長時間押し付けるとポリエチレン板が変形して鋼帯端部を押し付ける力が弱くなったり、ポリエチレン板の中央部の凹部にクラックが入ったりすることで、デントライト除去能力が低下する
本発明者らはポリエチレン板に代わる耐久性のあるブレード材料を種々検討した。その結果、ブレード材料の機械特性値が、弾性率が２０００ＭＰａ以上、かつ伸びが１００％未満を満たす樹脂板であれば、ポリエチレン板で起こった前述の問題点を解消できることがわかった。また、前記特性値を満足する樹脂として、ポリアセタールを使用すると、特に良好な結果が得られることがわかった。

この理由は明らかではないが、復元性がある為、鋼帯端部を押し付ける力が弱くならないためと推定する。またポリアセタールはポリエチレンより伸びが少なく、復元性が強いために、ブレードが変形し難く、鋼帯端部を押し付ける力強い為、良好な結果が得られたのではないかと推測する。なお、伸びが低過ぎると破損しやすくなるので、伸びは２５％以上が好ましい。

ブレード２１が鋼帯端部に押し付ける部分がめっき液の外部にあると、掻き取られたデンドライト状析出物が、装置内の鋼帯を案内するロール（例えばコンダクターロール５、ダムロール６等）に巻き込まれ、あるいは鋼帯表面に落下した後前記ロールに巻き込まれたりして、鋼帯に押し疵が発生する。本発明では、鋼帯端部に大きなデンドライト状析出物が生成する前に該析出物をブレード２１で除去することができ、掻き取られたデンドライト状析出物２４がめっき液の流れにのって鋼帯４から離れるので、装置内のロールに巻き込まれることがなくなり、鋼帯４の押し疵発生を防止できる。めっき後の鋼帯についても、端部の大きなデンドライト状析出物がなくなるので、需要家でのプレス成形等の際に剥離して押込み疵を誘発することもなくなる。

ブレードの端部形状は特に限定されないが、前記のよう凹状に形成することによって、鋼帯端部位置がブレード中央に位置するようになり、特にデンドライト状析出物が生成しやすい端部コーナー部（図５のＡ部、Ｂ部）のデンドライト状析出物２４をより効果的に掻き取ることができる。

前記ブレードはめっきセル内の少なくとも１箇所に配設すればよい。１箇所の場合、エッジマスクの鋼帯走行方向上流側端部、下流側端部のいずれに配設してもよい。めっきセル内に複数の電極対が配設されている場合、ブレードはその内の少なくとも１つの電極対に配設されていればよい。

鋼帯端部に押し付けたときのブレードの撓む方向は鋼帯走行方向、あるいは逆の方向のいずれでもよいが、鋼帯走行方向に撓むように配設することがブレードの耐久性の面でより好ましい。

本発明において、ブレードを取り付けるエッジマスクの形状は、「く」の字型の形状に限定されない。コの字型、「く」の字型あるいはその中間の形状のもの等種々の形状のものを使用できる。

鋼帯の連続電気めっき装置では、通常、前記めっきセルが鋼帯走行方向に複数配設され、各めっきセルで順次繰り返し電気めっきし、所定の電気めっき鋼帯を製造する。めっきセルが複数配設されている場合、ブレードは必ずしも全てのめっきセルに設ける必要はなく、デンドライト状析出物の生成状況に応じて前記セルの内の１つまたは２つ以上のめっきセルに適宜設ければよい。複数のめっきセルにブレード設ける場合、ブレードを配設するめっきセルは、中間より後方寄りのめっきセルの方に多く配設することが好ましい。

めっき厚が厚い場合、めっき工程途中のめっきセル内で大きなデンドライト状析出物が生成し、このような大きなデンドライト状析出物がめっき工程途中のめっきセル内で剥離して鋼帯に押し疵を発生することがある。本発明では、めっき工程途中のめっきセルにブレードを配設し、デンドライト状析出物が大きくなる前に生成したデンドライト状析出物を除去できるので、厚めっきの場合であってもデンドライト析出物の剥離に起因する鋼帯押し疵の発生を防止できる。

図１に示した電気めっき設備のエッジマスク出側に、材質の異なるブレードを設置して通板する鋼板に押し付け、ブレードの割れやすさ、鋼板端部への影響を調査した。割れやすさは次のように評価した。
○：全く欠けなかったもの。
△：若干欠けたもの（中心部の欠けの大きいもの）。
×：全面かけたもの。
また、各々のブレード材料の曲げ変形を受けたときの形状復元性について、ブレードをＵ字曲げ状態で３日間保持し、３日後に曲げ開放したときの反り状態をチェックし、次のように評価した。
○：元にもどったもの
△：幾分反りが残ったもの。
×：形状が復元しないもの。

使用したブレードの機械的特性値および調査結果を表１に示す。

表１から、本発明例は、従来例および比較例に比べて、本発明例の樹脂板は、耐久性と形状復元性に優れることが判る。

本発明は、鋼帯端部のデンドライト状析出物の生成を防止できる鋼帯の電気めっき装置として利用することができる。

本発明の実施の形態に係る電気めっき装置の要部構成例を示す概略断面図。 図１の装置において、電極、鋼帯およびエッジマスクの位置関係を説明する図。 エッジマスクに一体に取付けられているブレードの実施の形態の一例を示す図。 本発明の実施に使用される電気めっき装置のブレードの形状および該ブレードのエッジマスクへの取付け構造を説明する図で、（ａ）は正面図（図３のＡ−Ａ矢視拡大図）、（ｂ）は平面図。 ブレードを鋼帯端部に押し付けることによってデンドライト状析出物の生成を防止する作用を説明する図で、（ａ）はブレードが鋼帯端部に押し付けている状態を示す平面図、（ｂ）は鋼帯端部に生成したデンドライト状析出物がブレードによって除去される状態を説明する断面模式図。

符号の説明

１ めっきセル
２ 電極
３ めっき液
４ 鋼帯
５ コンダクターロール
６ ダムロール
７ エッジマスク
２１ ブレード
２２ａ、２２ｂ 取付部材
２３ ネジ
２４ デンドライト状析出物

Claims (2)

1. 鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと、前記エッジマスクの鋼帯通板方向出側に、前記エッジマスクと一体に設けられ、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードを備える鋼帯の電気めっき装置において、前記ブレードは、弾性率が２０００ＭＰａ以上且つ伸びが１００％未満の樹脂板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置。
2. 弾性率が２０００ＭＰａ以上且つ伸びが１００％未満の樹脂板はポリアセタール板であることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の電気めっき装置。