JP2825931B2 - ステンレススチールストリップの連続エッチングおよびアルミニウム鍍金法およびその装置 - Google Patents
ステンレススチールストリップの連続エッチングおよびアルミニウム鍍金法およびその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステンレススチールストリップをアルミニウ
ムで鍍金する方法およびそのための装置に関し、そこで
鍍金（メッキ）前に該ストリップはガス放電中を通すこ
とにより清浄化される。
ムで鍍金する方法およびそのための装置に関し、そこで
鍍金（メッキ）前に該ストリップはガス放電中を通すこ
とにより清浄化される。
遮蔽すべき（defilading）長い基材、例えばワイヤ、
ストリップ、バンド等を他の材料または金属で被覆する
前にイオン衝撃により連続的に清浄化もしくはエッチン
グすることは公知である。この技術は、実際により以前
の高温還元清浄化処理と比較して、クロム含有率の高い
合金の場合により一層有効であると考えられている。と
いうのは、酸化クロムの還元が難しく、また低い還元効
率は最終的なアルミニウム層の付着の問題を生じる恐れ
があるからである。いくつかのこの分野に関連する従来
技術を以下に概説する。
ストリップ、バンド等を他の材料または金属で被覆する
前にイオン衝撃により連続的に清浄化もしくはエッチン
グすることは公知である。この技術は、実際により以前
の高温還元清浄化処理と比較して、クロム含有率の高い
合金の場合により一層有効であると考えられている。と
いうのは、酸化クロムの還元が難しく、また低い還元効
率は最終的なアルミニウム層の付着の問題を生じる恐れ
があるからである。いくつかのこの分野に関連する従来
技術を以下に概説する。
（１）DDR−120,474（HEISIG等）はステンレスストリッ
プを真空下で鍍金する前に、スパッタリングにより予備
洗浄するための設備を開示している。この予備洗浄装置
は該鍍金装置自体に組み込みあるいはこれから取り外す
ことができる。この予備洗浄装置は遮蔽すべきストリッ
プに沿って連続的に配置された複数のマグネトロン要素
を含む（添付図参照）。このストリップはロール（７）
により該マグネトロンの放電領域に厳密に閉じ込められ
ており、該ロールはストリップが該磁石の極部分または
該ストリップの他端におけるアノードと接触するのを防
止している。このストリップは該装置の残部と同様に接
地されており、該アノードのみが絶縁され、かつ該スト
リップに対して正の電位に維持されている。このマグネ
トロンに供給されたエネルギの70％が該ストリップを加
熱するのに費やされる。この文献は、該スパッタで清浄
化されたストリップが後に如何にして真空鍍金されるか
について何等特定していない。
プを真空下で鍍金する前に、スパッタリングにより予備
洗浄するための設備を開示している。この予備洗浄装置
は該鍍金装置自体に組み込みあるいはこれから取り外す
ことができる。この予備洗浄装置は遮蔽すべきストリッ
プに沿って連続的に配置された複数のマグネトロン要素
を含む（添付図参照）。このストリップはロール（７）
により該マグネトロンの放電領域に厳密に閉じ込められ
ており、該ロールはストリップが該磁石の極部分または
該ストリップの他端におけるアノードと接触するのを防
止している。このストリップは該装置の残部と同様に接
地されており、該アノードのみが絶縁され、かつ該スト
リップに対して正の電位に維持されている。このマグネ
トロンに供給されたエネルギの70％が該ストリップを加
熱するのに費やされる。この文献は、該スパッタで清浄
化されたストリップが後に如何にして真空鍍金されるか
について何等特定していない。
（２）DDR−136,047（STEINFELDE等）は連続的に移動す
るストリップの反復エッチング用の一例のプラズマトロ
ンを開示している。このエッチングの効率は該ストリッ
プを高温に加熱することなく後に被覆することを可能と
する程に十分である。このプラズマトロンガス放電装置
は環状の間隙を持つ磁石を含む非−強磁性材料製の中空
ロールを含む。カソード電位に維持されたこの金属スト
リップはガイド・ロールを介して該中空ロールに対向し
て配置された中空アノードに沿って移動する。減圧下に
あるガスは計量バルブを備えたチューブを介して該放電
領域に送られる。（３）EP−Ａ−270,144（N.V.BEKAER
T）は、被覆前に長い基板、例えばワイヤ、ストリッ
プ、コード等を連続的にスパッタによりエッチングする
装置を開示している。この装置において、該長い基板は
10-4〜10-7トールの圧力のスパッタガスによりフラッシ
ュされる薄い円筒状のアノードチャンバを介して案内さ
れる。この基板（これは地電位にある）と該アノードと
の間には100〜1000Vの電位が印加される。これによっ
て、グロー放電が設定され、かつプラズマが50〜200mA
の電流で該基板の近傍に形成される。この基板と該スパ
ッタガスは該チューブ内で反対方向に移動して、エッチ
ング効率を高める。また、AC電位をRF−スパッタ用電極
に印加することも可能である。
るストリップの反復エッチング用の一例のプラズマトロ
ンを開示している。このエッチングの効率は該ストリッ
プを高温に加熱することなく後に被覆することを可能と
する程に十分である。このプラズマトロンガス放電装置
は環状の間隙を持つ磁石を含む非−強磁性材料製の中空
ロールを含む。カソード電位に維持されたこの金属スト
リップはガイド・ロールを介して該中空ロールに対向し
て配置された中空アノードに沿って移動する。減圧下に
あるガスは計量バルブを備えたチューブを介して該放電
領域に送られる。（３）EP−Ａ−270,144（N.V.BEKAER
T）は、被覆前に長い基板、例えばワイヤ、ストリッ
プ、コード等を連続的にスパッタによりエッチングする
装置を開示している。この装置において、該長い基板は
10-4〜10-7トールの圧力のスパッタガスによりフラッシ
ュされる薄い円筒状のアノードチャンバを介して案内さ
れる。この基板（これは地電位にある）と該アノードと
の間には100〜1000Vの電位が印加される。これによっ
て、グロー放電が設定され、かつプラズマが50〜200mA
の電流で該基板の近傍に形成される。この基板と該スパ
ッタガスは該チューブ内で反対方向に移動して、エッチ
ング効率を高める。また、AC電位をRF−スパッタ用電極
に印加することも可能である。
（４）FR−Ａ−2,578,176（ELECTRICITE DE FRANCE）は
平坦な基板、例えば連続ストリップをコロナ放電により
生成するプラズマによりエッチングする装置を開示して
いる。この装置は一群の連続したプラズマ発生器を持つ
ことができる。該プラズマ発生器の各々は、エッチング
すべき基板を、プラズマ発生ガスが供給されるすりわけ
付リッジー型のアノードと整合するように支持するため
の接地されたプレート（一般的には、絶縁シートまたは
ストリップ材料）を含んでいる。付勢した際に、この配
列は、略90°またはそれ以下の角度でエッチングすべき
ストリップを衝撃するプラズマの流れを生ずる。このプ
ラズマは約10〜20kVの電位および100kHz以下の周波数の
下で発生する。
平坦な基板、例えば連続ストリップをコロナ放電により
生成するプラズマによりエッチングする装置を開示して
いる。この装置は一群の連続したプラズマ発生器を持つ
ことができる。該プラズマ発生器の各々は、エッチング
すべき基板を、プラズマ発生ガスが供給されるすりわけ
付リッジー型のアノードと整合するように支持するため
の接地されたプレート（一般的には、絶縁シートまたは
ストリップ材料）を含んでいる。付勢した際に、この配
列は、略90°またはそれ以下の角度でエッチングすべき
ストリップを衝撃するプラズマの流れを生ずる。このプ
ラズマは約10〜20kVの電位および100kHz以下の周波数の
下で発生する。
（５）EP−Ａ−169,680（VARIAN）はスパッタエッチン
グすべき物体の表面に対向する可動磁気源を組み込んだ
平面型マグネトロンエッチング装置を開示している。磁
束線はエッチングすべき表面上を移動し、かくして該表
面のいたるところに絶えず変化する磁場プロフィールを
生ずる。両面を同時にエッチングしなければならない場
合には、他の表面に整合した状態で別の磁気源を移動さ
せる。この磁気源はステンレススチールに包まれた透磁
性リング内に放射状に配置された磁石を含む。この磁気
源を冷却液体中のベーンにより駆動するシャフト上に取
りつけて、偏心回転させることも可能である。反応性イ
オンエッチングが必要な場合には、反応性ガスを該プラ
ズマ発生ガスと混合することが可能である。
グすべき物体の表面に対向する可動磁気源を組み込んだ
平面型マグネトロンエッチング装置を開示している。磁
束線はエッチングすべき表面上を移動し、かくして該表
面のいたるところに絶えず変化する磁場プロフィールを
生ずる。両面を同時にエッチングしなければならない場
合には、他の表面に整合した状態で別の磁気源を移動さ
せる。この磁気源はステンレススチールに包まれた透磁
性リング内に放射状に配置された磁石を含む。この磁気
源を冷却液体中のベーンにより駆動するシャフト上に取
りつけて、偏心回転させることも可能である。反応性イ
オンエッチングが必要な場合には、反応性ガスを該プラ
ズマ発生ガスと混合することが可能である。
（６）特公昭60−052519（豊田自動車）は耐ピット性を
高めるための鋳鉄の表面処理法を開示している。この方
法は（プラズマスプレー法、熱浸漬被覆法、真空蒸着法
等により）アルミニウムで該鉄の表面を被覆し、A1表面
層を高エネルギービームで再溶融する工程を含む。これ
により、該鋳造品に合金元素の添加の必要なしに、該鉄
材料上に耐摩耗性の表面層が形成される。
高めるための鋳鉄の表面処理法を開示している。この方
法は（プラズマスプレー法、熱浸漬被覆法、真空蒸着法
等により）アルミニウムで該鉄の表面を被覆し、A1表面
層を高エネルギービームで再溶融する工程を含む。これ
により、該鋳造品に合金元素の添加の必要なしに、該鉄
材料上に耐摩耗性の表面層が形成される。
（７）S.Schiller等の論文（冶金学的コーティングに関
する第２回国際会議、28.3（1977）、サンフランシスコ
U.S.A.）は、金属で被覆する前にステンレスストリップ
をエッチングにより予備洗浄するための条件のいくつか
を詳述している。これらの著者はアルゴン圧0.6〜6Paの
下で400〜700Vのリング・ギャッププラズマトロン放電
を使用した。0.05〜0.1m/secの割合で遮蔽される幅10cm
のストリップに対して電流密度は約100mA/cm2であり、
かつ消費電力はプラズマトロンにつき1kWであった。
する第２回国際会議、28.3（1977）、サンフランシスコ
U.S.A.）は、金属で被覆する前にステンレスストリップ
をエッチングにより予備洗浄するための条件のいくつか
を詳述している。これらの著者はアルゴン圧0.6〜6Paの
下で400〜700Vのリング・ギャッププラズマトロン放電
を使用した。0.05〜0.1m/secの割合で遮蔽される幅10cm
のストリップに対して電流密度は約100mA/cm2であり、
かつ消費電力はプラズマトロンにつき1kWであった。
DDR−132,891（HEISIG等）はプラズマトロンスパッタ
装置を開示しており、該装置において複数の基板が球状
の曲率を持つドーム状のキャリヤの内表面に固定され、
この表面はスパッタすべきターゲットと対向関係にあり
かつスパッタリング中回転されており、そのため各基板
は順次被覆用のスパッタ材料と整合するように通過す
る。この文献では、該基板を前もってエッチングするこ
とを意図していない。
装置を開示しており、該装置において複数の基板が球状
の曲率を持つドーム状のキャリヤの内表面に固定され、
この表面はスパッタすべきターゲットと対向関係にあり
かつスパッタリング中回転されており、そのため各基板
は順次被覆用のスパッタ材料と整合するように通過す
る。この文献では、該基板を前もってエッチングするこ
とを意図していない。
US−Ａ−4,175,030（R.B.LOVE等）はストリップ状の
２つの基板を同時にスパッタ被覆する装置を開示してお
り、該ストリップは中央のスパッタリング要素の両側で
平行に移動し、該要素は縦方向に長いスパッタリングエ
ンクロージャの対称な中央にある平坦な位置に置かれ
る。このスパッタリング要素はフレーム内に支持された
複数の磁石と該中央面の反対側にあるターゲット板とを
含む。この装置では独立したエッチングステーションの
使用を意図していない。
２つの基板を同時にスパッタ被覆する装置を開示してお
り、該ストリップは中央のスパッタリング要素の両側で
平行に移動し、該要素は縦方向に長いスパッタリングエ
ンクロージャの対称な中央にある平坦な位置に置かれ
る。このスパッタリング要素はフレーム内に支持された
複数の磁石と該中央面の反対側にあるターゲット板とを
含む。この装置では独立したエッチングステーションの
使用を意図していない。
GB−Ａ−926,619（CONTINENTAL CAN）は溶融アルミニ
ウムでスチールストリップを浸漬被覆する方法を開示し
ている。この方法では、該スチールに付着するスケール
および他の不純物を、被覆前に、水素の存在下で加熱す
ることにより、あるいは溶融塩浴に接触させることによ
り除去される。この文献ではプラズマトロンエッチング
による該スチールの洗浄を意図していない。
ウムでスチールストリップを浸漬被覆する方法を開示し
ている。この方法では、該スチールに付着するスケール
および他の不純物を、被覆前に、水素の存在下で加熱す
ることにより、あるいは溶融塩浴に接触させることによ
り除去される。この文献ではプラズマトロンエッチング
による該スチールの洗浄を意図していない。
DE−Ｃ−665,540（SIEMENS）はNi,Fe,Mo,WまたはTaの
金属ワイヤを、計量スプール（４）から溶融金属中に浸
漬された回収スプール（５）まで該ワイヤを走行させる
ことにより溶融被覆する方法を開示している（P.2、第
２欄、第54−55行）。計量スプールと回収スプールとの
間で、該ワイヤはアーク放電またはグロー放電エッチン
グ装置を通り、この装置はチューブ６および高電位とさ
れる電極３を含み、もう一つの電極は（特定されない種
類の）溶融金属により構成される。このように、この従
来法では、該溶融金属は電気的に関連しているが、本発
明において該溶融金属は電気的に独立している。更に、
この参考文献の技術はストリップではなく、ワイヤの鍍
金に応用される。また、巻き取りスプール５は連続的に
該溶融金属に浸漬されており、この系の実用性について
は疑問がある。
金属ワイヤを、計量スプール（４）から溶融金属中に浸
漬された回収スプール（５）まで該ワイヤを走行させる
ことにより溶融被覆する方法を開示している（P.2、第
２欄、第54−55行）。計量スプールと回収スプールとの
間で、該ワイヤはアーク放電またはグロー放電エッチン
グ装置を通り、この装置はチューブ６および高電位とさ
れる電極３を含み、もう一つの電極は（特定されない種
類の）溶融金属により構成される。このように、この従
来法では、該溶融金属は電気的に関連しているが、本発
明において該溶融金属は電気的に独立している。更に、
この参考文献の技術はストリップではなく、ワイヤの鍍
金に応用される。また、巻き取りスプール５は連続的に
該溶融金属に浸漬されており、この系の実用性について
は疑問がある。
他の公知の熱浸漬鍍金法は、例えばUS−Ａ−4,675,21
4（ARMCO）およびEP−Ａ−176,109（NISSHINSTEEL）等
に記載されている。このような技術においては、ステン
レスストリップは煙道ガスまたは水素により鍍金前に還
元されてしまう。他の技術は、被覆前に、移動するスト
リップ状の基板を連続的にエッチングすることを含む。
これは最終段階においてその場での直接金属鍍金操作と
組み合わされる。該操作としては低圧金属蒸着被覆法が
推奨されている。
4（ARMCO）およびEP−Ａ−176,109（NISSHINSTEEL）等
に記載されている。このような技術においては、ステン
レスストリップは煙道ガスまたは水素により鍍金前に還
元されてしまう。他の技術は、被覆前に、移動するスト
リップ状の基板を連続的にエッチングすることを含む。
これは最終段階においてその場での直接金属鍍金操作と
組み合わされる。該操作としては低圧金属蒸着被覆法が
推奨されている。
しかしながら、これらの方法は一般に冗長でしかも経
費がかかる。
費がかかる。
本発明の方法では、請求項１に纒めたように、第一工
程でのマグネトロンプラズマエッチングと、第二工程の
溶融アルミニウム浴からの浸漬被覆との直接的な組み合
わせを提案する。
程でのマグネトロンプラズマエッチングと、第二工程の
溶融アルミニウム浴からの浸漬被覆との直接的な組み合
わせを提案する。
多くの利点が本発明の応用から達成される。該利点と
は、クロム等の酸化物を除去し難いものに対してさえ極
めて高いエッチング効率を達成し、十分に密着したアル
ミニウムフィルムを与え、保護フィルムの厚さを容易に
制御でき、また本方法を達成するための装置が小型であ
ることから、比較的製造コストが低く、更に高い生産率
が達成されること等を含む。この装置は上記請求項４に
開示してある。
は、クロム等の酸化物を除去し難いものに対してさえ極
めて高いエッチング効率を達成し、十分に密着したアル
ミニウムフィルムを与え、保護フィルムの厚さを容易に
制御でき、また本方法を達成するための装置が小型であ
ることから、比較的製造コストが低く、更に高い生産率
が達成されること等を含む。この装置は上記請求項４に
開示してある。
第１図に示した設備はエンクロージャを含み、該エン
クロージャは径の絞られた開口部により相互に連結され
た４つの連続する環状隔室1a−1dからなり、かつ溶融ア
ルミニウム４の浴３に浸入している注ぎ口２により終端
している。
クロージャは径の絞られた開口部により相互に連結され
た４つの連続する環状隔室1a−1dからなり、かつ溶融ア
ルミニウム４の浴３に浸入している注ぎ口２により終端
している。
連続するステンレスストリップ５は供給スプール６か
らこの処理ラインの終点の巻き取りスプール７まで該設
備内を循環する。このストリップは主ローラ8,9,10およ
び11並びに封止ロールチャンバ12a−12eにより案内さ
れ、該主ローラおよびチャンバは該隔室間の、また外部
からのガス圧の隔離をももたらす。この封止ロールチャ
ンバはEP−Ａ−176,109において詳述されており、これ
を本発明の参考文献とする。
らこの処理ラインの終点の巻き取りスプール７まで該設
備内を循環する。このストリップは主ローラ8,9,10およ
び11並びに封止ロールチャンバ12a−12eにより案内さ
れ、該主ローラおよびチャンバは該隔室間の、また外部
からのガス圧の隔離をももたらす。この封止ロールチャ
ンバはEP−Ａ−176,109において詳述されており、これ
を本発明の参考文献とする。
本設備の要素1a−1dは各々投入ダクト13a−13dおよび
取り出しダクト14a−14dを備えている。この取り出しダ
クトは一以上の適当なポンプと共に使用されて、該エン
クロージャ内に減圧を設定する。該投入ダクトは低圧で
ガスを導入するために使用されて、該隔室内にプラズマ
トロン放電を維持する。該ガスは一般にアルゴンであ
る。本設備の一態様においては、封止ロールチャンバ12
b,12cおよび12dは省略されており、そのため唯一つの投
入ダクト、例えば13dと、唯一つの取り出しダクト、例
えば14aのみが依然として所定のアルゴンの低圧下に該
エンクロージャを維持するのに必要とされる。また、全
ての他の投入ダクトと取り出しダクトとは、該隔室間の
径を絞った部分と同様に省略することができる。この場
合、エンクロージャの長さに沿ったその全体としての形
状はほぼ一定に保たれる。
取り出しダクト14a−14dを備えている。この取り出しダ
クトは一以上の適当なポンプと共に使用されて、該エン
クロージャ内に減圧を設定する。該投入ダクトは低圧で
ガスを導入するために使用されて、該隔室内にプラズマ
トロン放電を維持する。該ガスは一般にアルゴンであ
る。本設備の一態様においては、封止ロールチャンバ12
b,12cおよび12dは省略されており、そのため唯一つの投
入ダクト、例えば13dと、唯一つの取り出しダクト、例
えば14aのみが依然として所定のアルゴンの低圧下に該
エンクロージャを維持するのに必要とされる。また、全
ての他の投入ダクトと取り出しダクトとは、該隔室間の
径を絞った部分と同様に省略することができる。この場
合、エンクロージャの長さに沿ったその全体としての形
状はほぼ一定に保たれる。
このエンクロージャ１の各隔室は一つのプラズマトロ
ン装置24（個々のプラズマトロンは参照番号24a−24dで
与えられている）を含み、装置24は第２図に拡大して示
されている。この態様で使用するこの種のプラズマトロ
ン装置は、交互極性の順序に配列された３つの磁石、各
々161,162および163を担持する磁石フレーム15を含んで
いて、図では参照番号17で示したような該磁石により形
成される磁場が該磁石とアノード18との間の閉じ込め空
間内に閉じ込められている。該磁石は循環する該ストリ
ップ５の通路に極めて近接して配置されて、該ストリッ
プが閉じ込め空間17内を循環し、一方で例えば青銅また
はオーステナイトスチール等の非−磁性材料製のロール
19により該磁石に擦り付けられることから防止されてい
る。アノード18は絶縁体20（例えば、ステアタイト）を
通したリード線により発電機（図示せず）の正の端子に
接続されている。数マイクロバールというアルゴン圧に
対して、このストリップが地電位にあり（図示したエン
クロージャと同様に）かつカソード18が数百Ｖの正の電
圧にある場合、第２図に黒い領域で示したように、閉じ
込め領域17に発光放電が発生する。従って、領域17の発
光放電を通る該ストリップはこの領域に形成されたガス
イオンの衝撃によりエッチングされる。参照番号22は冷
却路を表し、冷却が必要な場合にはこれを介して冷却液
体が流される。
ン装置24（個々のプラズマトロンは参照番号24a−24dで
与えられている）を含み、装置24は第２図に拡大して示
されている。この態様で使用するこの種のプラズマトロ
ン装置は、交互極性の順序に配列された３つの磁石、各
々161,162および163を担持する磁石フレーム15を含んで
いて、図では参照番号17で示したような該磁石により形
成される磁場が該磁石とアノード18との間の閉じ込め空
間内に閉じ込められている。該磁石は循環する該ストリ
ップ５の通路に極めて近接して配置されて、該ストリッ
プが閉じ込め空間17内を循環し、一方で例えば青銅また
はオーステナイトスチール等の非−磁性材料製のロール
19により該磁石に擦り付けられることから防止されてい
る。アノード18は絶縁体20（例えば、ステアタイト）を
通したリード線により発電機（図示せず）の正の端子に
接続されている。数マイクロバールというアルゴン圧に
対して、このストリップが地電位にあり（図示したエン
クロージャと同様に）かつカソード18が数百Ｖの正の電
圧にある場合、第２図に黒い領域で示したように、閉じ
込め領域17に発光放電が発生する。従って、領域17の発
光放電を通る該ストリップはこの領域に形成されたガス
イオンの衝撃によりエッチングされる。参照番号22は冷
却路を表し、冷却が必要な場合にはこれを介して冷却液
体が流される。
連続する隔室1a−1d内に収容された数個の連続するマ
グネトロン装置は第２図に示されたものと同一である
が、これらは連続する交互のヘッドツーフット配向で配
列されていて、該ストリップの両側を、ストリップ５が
該エンクロージャ内をその通路に沿って進むにつれてエ
ッチングすることが可能となる。
グネトロン装置は第２図に示されたものと同一である
が、これらは連続する交互のヘッドツーフット配向で配
列されていて、該ストリップの両側を、ストリップ５が
該エンクロージャ内をその通路に沿って進むにつれてエ
ッチングすることが可能となる。
稼動中、ストリップ５は該エンクロージャ１内をその
通路に沿って移動し、その各部分は連続する各プラズマ
トロン装置24a−24dの放電領域17内を連続的に通過す
る。勿論、必要ならば各プラズマトロンを持つ隔室の数
を４を越える数、例えば6,8またはそれ以上とすること
も可能である。最後の放電領域を通過した後、エッチン
グされたストリップは封止ロールチャンバ12eおよび注
ぎ口２により溶融アルミニウム４の浴に案内され、そこ
で、アルミニウムフィルムで被覆される。被覆重量（厚
さ）は公知の拭い取り装置Ｗまたは同等な装置で調整さ
れ、その後該アルミニウムは冷却により固化される。次
いで、鍍金されたストリップは巻き取りスプール７上で
保存される。
通路に沿って移動し、その各部分は連続する各プラズマ
トロン装置24a−24dの放電領域17内を連続的に通過す
る。勿論、必要ならば各プラズマトロンを持つ隔室の数
を４を越える数、例えば6,8またはそれ以上とすること
も可能である。最後の放電領域を通過した後、エッチン
グされたストリップは封止ロールチャンバ12eおよび注
ぎ口２により溶融アルミニウム４の浴に案内され、そこ
で、アルミニウムフィルムで被覆される。被覆重量（厚
さ）は公知の拭い取り装置Ｗまたは同等な装置で調整さ
れ、その後該アルミニウムは冷却により固化される。次
いで、鍍金されたストリップは巻き取りスプール７上で
保存される。
通常の操作の下では、該プラズマトロン放電中に生ず
るエネルギーは、該ストリップが該溶融アルミニウム浴
に入る前に、これを所定の温度に加熱するのに十分であ
る。この加熱作用が不十分である（例えば、制限された
マグネトロン出力下で操作した）場合には、補助的な加
熱装置21を用いて該ストリップの温度を所定の値に上げ
ることが可能である。この加熱装置は、例えば熱電素子
またはHF誘導コイル素子であり得る。
るエネルギーは、該ストリップが該溶融アルミニウム浴
に入る前に、これを所定の温度に加熱するのに十分であ
る。この加熱作用が不十分である（例えば、制限された
マグネトロン出力下で操作した）場合には、補助的な加
熱装置21を用いて該ストリップの温度を所定の値に上げ
ることが可能である。この加熱装置は、例えば熱電素子
またはHF誘導コイル素子であり得る。
第３図はステンレスストリップの連続エッチングおよ
びその直後の鍍金のためのもうひとつの装置を模式的に
示すものである。
びその直後の鍍金のためのもうひとつの装置を模式的に
示すものである。
この装置は、例えば高品位スチール製の両側エンクロ
ージャ31からなり、その一方の側は鍍金されていないス
トリップの投入のためにあり、他方は鍍金されたストリ
ップを取り出すためのものである。該投入側には、極小
さな径の連続的な小径の開口32a−32dが設けられてい
て、スプール34により供給され、エンクロージャ31中を
垂直に循環するストリップ33に対して圧密通路を与え
る。通常、該ストリップと通路32a−32d内の端部との間
のクリアランスは、圧密上有効であるためには数十μ
（例えば、30〜100μ）程度とすべきである。
ージャ31からなり、その一方の側は鍍金されていないス
トリップの投入のためにあり、他方は鍍金されたストリ
ップを取り出すためのものである。該投入側には、極小
さな径の連続的な小径の開口32a−32dが設けられてい
て、スプール34により供給され、エンクロージャ31中を
垂直に循環するストリップ33に対して圧密通路を与え
る。通常、該ストリップと通路32a−32d内の端部との間
のクリアランスは、圧密上有効であるためには数十μ
（例えば、30〜100μ）程度とすべきである。
次いで、該エンクロージャの投入側は一群のマグネト
ロン装置34a−34dを含み、その各々は第２図に示された
ものに対応しており、磁石ユニット35a−35dおよびアノ
ード（38a−38d）を含んでいる。この磁石ユニットおよ
び対応するアノードは、前記の態様に記載したように、
移動するストリップ33と正確に整合していて、該ストリ
ップはこれが段階的に該ストリップ表面（カソード電位
にある）と対応するアノードとの間にある該放電領域を
通過するにつれてその両側においてエッチングされる。
ロン装置34a−34dを含み、その各々は第２図に示された
ものに対応しており、磁石ユニット35a−35dおよびアノ
ード（38a−38d）を含んでいる。この磁石ユニットおよ
び対応するアノードは、前記の態様に記載したように、
移動するストリップ33と正確に整合していて、該ストリ
ップはこれが段階的に該ストリップ表面（カソード電位
にある）と対応するアノードとの間にある該放電領域を
通過するにつれてその両側においてエッチングされる。
該ストリップが最後のマグネトロン素子（35d,38d）
を離れるにしたがって、これは部分的に溶融アルミニウ
ム浴40に浸漬された転向ローラ39上を通過する。この浴
は必要に応じて、溶融アルミニウムのリザーバ42および
ベント管43により模式的に示されるサイフォン手段41に
より溶融金属で補充され、リザーバ42の溶融金属はエン
クロージャ31内のアルゴンの減圧に抗して作用する大気
圧により浴40のレベルまで上昇する。従って、浴40の溶
融金属レベルは制御下に置かれる。
を離れるにしたがって、これは部分的に溶融アルミニウ
ム浴40に浸漬された転向ローラ39上を通過する。この浴
は必要に応じて、溶融アルミニウムのリザーバ42および
ベント管43により模式的に示されるサイフォン手段41に
より溶融金属で補充され、リザーバ42の溶融金属はエン
クロージャ31内のアルゴンの減圧に抗して作用する大気
圧により浴40のレベルまで上昇する。従って、浴40の溶
融金属レベルは制御下に置かれる。
このストリップが浴40を通過することによりA1により
鍍金され、被覆重量が従来と同様に拭き取る（図のＷ参
照）ことにより制御された後、ストリップ５は、上記通
路32a−32dと同様な構造の気密通路手段44a−44dを通し
て該エンクロージャを離れ、巻き取りスプール45上に保
存される。
鍍金され、被覆重量が従来と同様に拭き取る（図のＷ参
照）ことにより制御された後、ストリップ５は、上記通
路32a−32dと同様な構造の気密通路手段44a−44dを通し
て該エンクロージャを離れ、巻き取りスプール45上に保
存される。
エンクロージャ31は一群のP1，P2，P3，P4およびArで
示される開放ダクトを備えている。このＰ表示のダクト
は該エンクロージャ内に段階的に減圧を設定するための
ものであり、即ちこれらは図示されていない各真空ポン
プに接続されており、一方Arで示されるダクトはプラズ
マ発生用ガスの導入のためのものである。
示される開放ダクトを備えている。このＰ表示のダクト
は該エンクロージャ内に段階的に減圧を設定するための
ものであり、即ちこれらは図示されていない各真空ポン
プに接続されており、一方Arで示されるダクトはプラズ
マ発生用ガスの導入のためのものである。
実際上、この装置の動作は前の態様と同じである。供
給スプール34により供給されるストリップは連続する気
密開口32a−32dを介して該エンクロージャ内に侵入し、
プラズマトロン装置35a−38a〜35d−38d内の放電領域を
通過することによりエッチングされ、次いで浴40を通過
することによりアルミニウムで鍍金され、最後に通路44
a−44dを介して該エンクロージャから送り出され、かつ
巻き取りスプール45上に保存される。
給スプール34により供給されるストリップは連続する気
密開口32a−32dを介して該エンクロージャ内に侵入し、
プラズマトロン装置35a−38a〜35d−38d内の放電領域を
通過することによりエッチングされ、次いで浴40を通過
することによりアルミニウムで鍍金され、最後に通路44
a−44dを介して該エンクロージャから送り出され、かつ
巻き取りスプール45上に保存される。
以下の実施例は本発明を例示するものである。
第３図に示したような装置を使用した。ストリップは
厚さ0.5mmで幅1mのステンレスストリップであり、従っ
て各マグネトロン（10基）の幅はこれに相当する。この
ストリップと該磁石素子との間の距離を8mmに設定し
（第１図のロール19参照）、該ストリップとアノード38
（タンタル製）との間の放電閉じ込め領域は25mm（厚
さ）、２×3cm（高さ）（各マグネトロンに対して表面
は約600cm2）であった。これらの磁石はサマリウム−コ
バルト合金製であり、作動面に強度300 Oeの磁場を与え
た。
厚さ0.5mmで幅1mのステンレスストリップであり、従っ
て各マグネトロン（10基）の幅はこれに相当する。この
ストリップと該磁石素子との間の距離を8mmに設定し
（第１図のロール19参照）、該ストリップとアノード38
（タンタル製）との間の放電閉じ込め領域は25mm（厚
さ）、２×3cm（高さ）（各マグネトロンに対して表面
は約600cm2）であった。これらの磁石はサマリウム−コ
バルト合金製であり、作動面に強度300 Oeの磁場を与え
た。
出力部P1〜P4に接続されたポンプには各々10,10-1，1
0-3および10-5ミリバールの真空を与え、かつアルゴン
の導入量は該放電領域に約３〜５×10-3ミリバールのア
ルゴン圧を与えるように調節した。溶融アルミニウムは
640〜680℃に維持した。このストリップを該エンクロー
ジャを介して500〜600V DCにて接地し、放電電流を約20
〜40mA/cm2（これはマグネトロン当たりエネルギー消費
量２〜5kWに対応する）とした。場合により、ストリッ
プを該溶融アルミニウム浴に導入する前に予熱した。
0-3および10-5ミリバールの真空を与え、かつアルゴン
の導入量は該放電領域に約３〜５×10-3ミリバールのア
ルゴン圧を与えるように調節した。溶融アルミニウムは
640〜680℃に維持した。このストリップを該エンクロー
ジャを介して500〜600V DCにて接地し、放電電流を約20
〜40mA/cm2（これはマグネトロン当たりエネルギー消費
量２〜5kWに対応する）とした。場合により、ストリッ
プを該溶融アルミニウム浴に導入する前に予熱した。
ストリップの放出速度20〜60m/minにおいて、均一で
ピットのない、十分に密着した厚さ３〜100μｍのA1鍍
金が得られた。
ピットのない、十分に密着した厚さ３〜100μｍのA1鍍
金が得られた。
第１図は、ステンレススチールストリップのプラズマエ
ッチングと該ストリップのエッチング後の熱浸漬被覆と
を組み合わせるための設備の模式的な図であり、 第２図は、第１図の設備で使用したエッチング用マグネ
トロン装置を拡大して模式的に示した図であり、および 第３図は、ステンレススチールストリップのプラズマエ
ッチングと、該ストリップの溶融アルミニウムへの熱浸
漬による後のオフ−ライン鍍金との組み合わせのための
もうひとつの態様を模式的に示した図である。 １…エンクロージャ、２…注ぎ口、3,40…浴、５…スト
リップ、６…供給スプール、7,45…巻き取りスプール、
８〜11…主ローラ、12…封止ロールチャンバ、13…投入
ダクト、14…取り出しダクト、15…磁石フレーム、161
〜163…磁石、18…アノード、19…非−磁性ロール、20
…絶縁体、21…加熱装置、22…冷却器、24…プラズマト
ロン装置、31…両側エンクロージャ、32…開口、34…供
給スプール、35…磁石ユニット、38…アノード、39…転
向ローラ、41…サイフォン手段、42…リザーバ、43…ベ
ント管。
ッチングと該ストリップのエッチング後の熱浸漬被覆と
を組み合わせるための設備の模式的な図であり、 第２図は、第１図の設備で使用したエッチング用マグネ
トロン装置を拡大して模式的に示した図であり、および 第３図は、ステンレススチールストリップのプラズマエ
ッチングと、該ストリップの溶融アルミニウムへの熱浸
漬による後のオフ−ライン鍍金との組み合わせのための
もうひとつの態様を模式的に示した図である。 １…エンクロージャ、２…注ぎ口、3,40…浴、５…スト
リップ、６…供給スプール、7,45…巻き取りスプール、
８〜11…主ローラ、12…封止ロールチャンバ、13…投入
ダクト、14…取り出しダクト、15…磁石フレーム、161
〜163…磁石、18…アノード、19…非−磁性ロール、20
…絶縁体、21…加熱装置、22…冷却器、24…プラズマト
ロン装置、31…両側エンクロージャ、32…開口、34…供
給スプール、35…磁石ユニット、38…アノード、39…転
向ローラ、41…サイフォン手段、42…リザーバ、43…ベ
ント管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−243749（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−104650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−102236（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−502124（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 2/00 - 2/40 C23F 4/00
Claims (9)
- 【請求項１】アルミニウムの密着性のある保護層でステ
ンレススチールストリップを連続的に鍍金する方法であ
って、 ａ）該ストリップを、長い低圧アルゴン掃気エンクロー
ジャの一端に導入し、これを該エンクロージャ内で、一
群のマグネトロン装置に極めて近接した通路に沿ってか
つこれと整合するように連続的に循環させて、該ストリ
ップが該通路に沿って移動する際に、該マグネトロン装
置からの低圧アルゴンプラズマトロン放電に暴露し、か
つ該ストリップの表面を該プラズマトロン放電で規則的
かつ効果的にエッチングする工程、 ｂ）新たにエッチングされた該ストリップを溶融アルミ
ニウム浴にオフライン通過させ、かつその後該ストリッ
プを取り出して、浸漬被覆により該アルミニウムの層を
該ストリップのエッチングされた表面に堆積させ、かつ
その取り出しの際に固化させ、冷却して薄い均一なかつ
著しく密着性のあるアルミニウムフィルムとする工程、
および ｃ）該アルミニウム鍍金されたストリップを巻き取りス
プールに巻き取ることにより回収する工程、 を含むことを特徴とするステンレススチールストリップ
を連続的に鍍金する方法。 - 【請求項２】該ストリップが該溶融アルミニウム浴に入
る前に該エンクロージャの他端部を離れることを特徴と
する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】該溶融アルミニウム浴が同一の該エンクロ
ージャ内に設置されており、そこで該ストリップはプラ
ズマトロン放電によりエッチングされ、かつそこでアル
ミニウムで鍍金された後、該エンクロージャを離れて、
上記工程ｃ）にて該巻き取りスプール上で保存されるこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】ステンレススチールシート−鉄ストリップ
の両面をアルミニウムで連続的に浸漬被覆する装置であ
って、 ａ）長い真空エンクロージャと、これは約10-4〜10-2ミ
リバールの圧力下にあるアルゴンにより掃気され、該エ
ンクロージャ全体に渡り鍍金されていないストリップを
供給し、かつ循環させる手段を備えている、 ｂ）溶融アルミニウム浴およびそこに該ストリップを連
続的に循環させかつその後これを取り出す手段と、この
手段により該ストリップは該溶融アルミニウム浴に浸漬
され、該ストリップ表面はその層により被覆され、該浴
からの取り出しの際に冷却されて固化される、 ｃ）移動する該ストリップの両側においてこれに沿って
該エンクロージャ内に連続的に交互に配置された複数の
往復動作するプラズママグネトロンエッチング装置と、 を含み、該装置の各々が ｉ）該ストリップの一方の側にこれと整合して配置され
た磁石要素と、 ii）該ストリップの他端部に配置された対電極と、 iii）該ストリップに対して正の電圧を該電極に印加し
て、該磁石要素の磁場により少なくとも該ストリップと
該対電極との間の閉じ込め領域に集中される低圧アルゴ
ンプラズマ放電を発生する手段とを含み、 これら全体が、移動する該ストリップの両側が、該溶融
アルミニウム浴に入る前に該連続エッチング装置の該閉
じ込め領域内のプラズマにより段階的かつ制御可能にエ
ッチングされるように配置されて、該ストリップの最適
の洗浄および最適の該スチール表面上での該被覆金属の
濡れおよび付着を保証する、 ことを特徴とするステンレススチールシート−鉄ストリ
ップの両面をアルミニウムで連続的に浸漬被覆する装
置。 - 【請求項５】該長い真空エンクロージャが、一端におけ
る該ストリップの進入用の気密投入手段と、他端におけ
る先端が該溶融アルミニウム浴中に沈められている垂直
に配向した注ぎ口とを備えた、水平に配向された環状中
空ホルダであり、ローラ手段が設けられていて、該スト
リップは該エンクロージャ内で軸方向に向けられ、次い
で該注ぎ口を介して該溶融アルミニウム浴に、更に該浴
から取り出され、かくして該鍍金されたストリップが集
められかつ保存されることを特徴とする請求項４記載の
装置。 - 【請求項６】該エンクロージャが、その底部に配置され
た該溶融アルミニウム浴に対して垂直に配向され、かつ
２つの主要な平行部分に分割されており、その一方が投
入部分であって、該複数のマグネトロンエッチング装置
を含みかつその内を該ストリップが下方に移動して該浴
に浸漬され、その他方は排出部分であって、その中で該
ストリップはアルミニウムで被覆された後に冷却すべく
上方に移動して該浴から取り出されることを特徴とする
請求項４記載の装置。 - 【請求項７】該移動するストリップが、内圧を段階的に
減らした該平行部分の数個の連続する隔室を横断し、該
エッチング操作が最低の圧力の隔室内で実施されること
を特徴とする請求項５および６記載の装置。 - 【請求項８】該最低圧力がアルゴンの約３〜5x10-3ミリ
バールであり、かつ該放電が約300〜1000Vおよび該スト
リップ表面１cm2当たり10〜1000mAの下で実施されるこ
とを特徴とする請求項６記載の装置。 - 【請求項９】厚さ20〜800μｍの良好な密着性をもつ均
一なアルミニウム被覆が得られることを特徴とする請求
項６記載の装置。
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