JPH03503069A - 金属ストリップの電気メッキ中におけるシダ状パターンの除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 金属ストリップの電気メツキ中におけるシダ状パターンの除去方法 発　　明　　の　　背　　景 本発明は金属ス１１ツブ上に電気メツキ金属被覆又は金属合金被覆を提供するた めに、一連の電解槽中で処理される金属ス）　ＩＪツブ上に形成されたシダ状パ ターンを実質上除去するための方法に関し、特にメッキされている金属ストリッ プの表面に、各々の電解槽に金属ス）　ＩＪツブが導入される直前の少なくとも ０．１秒前に、一様な薄い電解溶液を適用する方法に関する。

鋼ストリップの電気亜鉛メッキにおいては、ストリップが連続的に電解槽を通過 するように電解槽が直列に設けられる。各々の電解槽における電流は一つ或いは 複数の陽極から亜鉛を含有した電解溶液を通って、結合亜鉛又は鉄−亜鉛合金の 導体を介してストリップに流れる。電解槽には水平、垂直又は放射型の三つの型 がある。電解槽と電解槽の間には、前の電解槽からストリップを上方に向は次の 電解槽に入れるために下方に向ける転向ロールが設けられている。ス）　ＩＪツ ブは一つの電解槽から次の電解槽に電解溶液を運ぶ傾向があるが、殆どの電解溶 液は転向ロールがストリップに接触することにより除去される。転向ロールは完 全に平らでないので、一様でない層の電解溶液がロールとストリップの間のギャ ップを通過してストリップにより次の電解槽に運ばれる。その結果、完全には解 明されていない理由により、電気メツキ後のス）　ＩＪツブ表面にシダ状パター ンが発生する。このパターンは鉄が１０〜２０％で残部亜鉛の被覆を有する鋼に 最も顕著に発生するが、純粋な亜鉛メッキ被覆された鋼ストリップにも発生する ことが認められた。最も厳しい場合には、このパターンは自動車のボデーに適用 される厚さの塗料によってはカバーすることができない。この理由により、シダ 状パターンはこれらの製品には望ましくなく、受は入れることができない。

シダ状パターンを除去するための多くのアプローチがなされている。これらのア プローチの多くは、前の電解槽を離れたス）　ＩＪツブが次の電解槽に入る前に ストリップから電解溶液を除去することに向けられている。例えば、転向ロール の下部部分を水浴中に浸漬してロールから電解溶液を除去する方法が知られてい る。ロールを浸漬するためのこのような浴が５ｔａｃｋに対して発行された米国 特許第２．７９３，９９３号の第１図に示されている。ストリップが転向ロール に接触する前後に水を噴霧する方法も知られている。関連しない出願中で、Ｖｉ ｅｒｏｗに対して発行された米国特許第３．５６３．８６３号の後ろの部分に水 噴霧が示されている。最後に、転向ロールの前又は後で電解溶液をできるだけ除 去するために絞りロールが設けられる。これらの技術の一つとしてシダ状パター ンの発生を防止することはできなかった。

また多くの目的のために、転向ロールにストリップが接触する前にス）　ＩＪツ ブを予備的処理する方法が知られている。Ａｖｅ　１１　ｏｎｅに対して発行さ れた米国特許第４，４０１，５２３号にはメッキセクション１４の前に調整ステ ーション３２が設けられている。調整ステーションにおいては、メッキする前に 酸洗いされ洗浄された鋼表面に腐食の発生を防止するために、非多孔質の障壁フ ィルム形成し且つメッキプロセスのシード（種）として作用してメッキ性能を向 上するために、ストリップに硫酸亜鉛スプレーが適用される。転向ロールの前に 濃縮電解溶液を設け、ロール周辺を水蒸気雰囲気に維持する技術が錫の電気メッ キに関するＳｗａｌｈｅｉｍに対して発行された米国特許第３，７９６．６４３ 号に示されている。

この特許は絞りロール２４及び水スプレー４の使用も開示している。転向ロール の前に位置したスプレーにより電解溶液を適用することは多くの電気亜鉛メッキ プロセスにおいて知られている。非関連出願中で、石版印刷プレートを形成する ためにアルミニウム又は亜鉛基板表面を電気化学的に酸化させる５ｔｒｏｓｚｎ ｓｋｉに対して発行された米国特許第３，６９１．０３０号に、ス）ＩＪツブが 転向ロールを通過した後に、電解溶液中の研磨性物質の懸濁駅が適用されること が開示されている。そして最後に、Ｃａｒｔｅｒに対して発行された米国特許第 ３．５９１，４６７号はメッキされない表面から電解溶液を除去するために保護 流体を適用することを開示している。本発明方法を実施するために使用するのに 類似したヘッダ装置が、米国特許第１，７５１，９６０号及び第１．９８７，９ ６２号に開示されている。

リップ表面を一連の電解槽のうち隣接する次の電解槽中で追加された十分な電解 溶液と接触させることで、前の処理から運ばれてくる電解溶液の非一様性を実質 上除去することにより、電気メッキされた純粋亜鉛被覆又は鉄−亜鉛合金被覆を 有する鋼スＩ−ＩＪツブ上のシダ状パターンを実質上除去することである。前記 付加的な電解溶液は、ストリップの前記表面が前記電解槽中の第１の電気的に活 性化されたアノードの隣接する入口エツジに直接向かい合う点に到着するまで、 少なくとも０゜１秒前記ストリップ表面と接触しており引き続いてその接触が維 持される。本発明は特に塩化亜鉛電解溶液を利用したメッキプロセスに適用可能 であり、１０〜２０％の鉄を含有した亜鉛合金被覆のメッキに特に適している。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の方法を実施するためのヘッダ装置とともに示された金属ストリ ップの電気メッキのための放射型槽の側面図； 第２図は第１図の装置の平面図； 第３図は第１図に示されたヘッダ装置の拡大平面図； 第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図：第５図は第３図の■−■線に沿 った図；第６図は本発明の方法を実施するための装置の代替実施態様の側面図で ある。

望ましい実施態様の説明 第１図及び第２図を参照すると、本発明方法を実施するだめのヘッダ装置ととも に従来の放射型槽の電気亜鉛メツキシステムが示されている。放射型槽システム は米国特許第３．４８３．１１３号に記載されたシステムと実質上同一であり、 参考としてこの特許に記載された内容を本明細書に取り込むことにする。鋼スト リップ１０が一対のロール１２及び１４を通って１６方向に搬送される。ス）　 ＩＪツブは導入転向ロール１８により上方向に向けられ、次いで導体ロール２０ 周りに下側に向けられてタンク２４に収容されている電解溶液の浴２２に浸漬さ れる。ストリップは導体ロール２０により陽極（アノード）２６に近接して運ば れ、次いで上側に向けられて出口転向ロール２８で下側に向けられて一対のロー ル３０及び３２を通過する。電力は負極側の直流電源（図示せず）からケーブル ３４及びブラシ３６により、導体ロール２０及びその上の鋼ストリップ１０に供 給される。ケーブル３８は直流電源の正極側をアノード２６に接続する。電解溶 液は望ましくは米国特許第４，５４０．４７２号に記載されいる鋼ストリツプ上 に１０〜２０％の鉄−亜鉛合金被覆のメッキをするための塩化亜鉛溶液であり、 この特許に記載されている内容を参考として本明細書に取り込むことにする。米 国特許第４．５４１゜９０３号に記載されているタイプの塩化亜鉛溶液も使用可 能であり、この特許の内容も参考として本明細書に取り込むことにする。さらに 、本発明はより広義には、硫酸塩又は他の電解溶液が使用されているシステムに も適用可能であり、放射型槽のシステムに限定されるものではない。一対のロー ル３０及び３２を通過したス）　ＩＪツブは、各々の槽中でアノード２６に対向 するストリップの表面４０をメッキするために設けられている、一連の同様な槽 中の次の放射型槽（図示せず）に導入される。

本発明の一つの実施態様によると、ス）　ＩＪツブが前の槽又は処理ステーショ ンを出た後に最後に接触しているロール表面と離れてから、各々の槽に前記表面 が導入される前にメッキされるべきストリップの表面４０に一様な薄層の付加的 な電解溶液を適用するためのヘッダ装置４２が設けられている。換言すると、ヘ ッダは望ましくは電解メツキライン中の各々の槽の図示されている位置に設けら れている。メッキされるべきストリップ表面が付加的な薄層の電解溶液を適用さ れた後、ストリップと各々の槽のカソードとの間に設けられている電解溶液中に 導入される前に、ロール或いは他の如何なる部材にも接触しないようにすること が本発明の必須の特徴である。前の処理ステーション、即ち前の電気メツキ槽又 は電気メッキする前の前の調節処理からス）　ＩＪツブにより運ばれてくるフィ ルム（薄層）中の非一様性を実質上除去するために、十分な電解溶液をストリッ プに接触させること、及び槽中の最初に電気的に活性化されたアノードの入口エ ツジ近辺に直接向かい合う点にストリップの表面が当直する前に、電解溶液が少 な（とも０．１秒の間ストリップのメッキされるべき表面に接触していることが 、同様に必須である。望ましくは、接触時間は少なくとも０゜３秒である。第１ 図及び第２図においてはアノードは電解浴の上方に伸長しており、この場合には 付加的な電解溶液の薄層は、アノード２６の隣接する入口エツジ４５に直接対向 する点４１にストリップが到着する前、少なくとも０．１秒の間ストリップに接 触しているべきである。しかし、アノードは浴レベルの完全に下方に配置されて も良く、この場合にも接触時間は浴レベルの下方の点４１に対して計算される。

実際、浴中に２つの分離したアノードが設けられており、各々のアノードがロー ル２０の外周に沿って９０°より僅かに小さい角度で伸長しており、第１のアノ ードが電気的に不活性で第２のアノードだけが電気メッキに使用されている場合 が考えられる。この場合には、電解浴自身が、第１の電気的に活性なアノードの 隣接する入口エツジにストリップが到着する前にストリップ上の薄層の非一様性 を実質上除去するために、十分な付加的な電解溶液を提供する。

第３図及び第４図を参照すると、ヘッダ装置４２は両端部が電解溶液源に接続さ れている内側バイブ４４を含んでいる。外側バイブ４６はその両端で内側バイブ ４４の外部表面にシールされている。外側バイブ４Ｇは出口チャネル４８に連通 ずるスロットを有している。チャネル４８から離れた内側バイブ４４の背部壁中 に形成された複数の穴が、内側バイブ４４の壁を通しての外側バイブ４６への電 解溶液の流れを提供する。電解溶液はチャネル４８を通して外側バイブ４６から 流れ出て、ス）　ＩＪツブの表面上に一様なフィルム（薄層）４０を形成する。

ヘッダはス）　ＩＪツブの幅を横切って比較的低速度の一様な電解溶液の流れを 提供するように設計されいてる。付加的な電解溶液は、望ましくはストリップ表 面の１平方インチ当たりＩＸＩ　Ｏ−’　〜２０Ｘ１０−’ガｏ７の範囲内の割 合で、さらに望ましくは２Ｘ１０−’　〜１０ＸＩ　Ｏ−’ガロンの範囲内の割 合で適用される。ストリップが槽に導入される前に電解溶液が流れて、ス）　Ｉ Ｊツブ上に一様な薄層を形成するのに十分な時間を許容するために、電解溶液は 槽からできるだけ離れた位置で適用されることが望ましい。各々の槽で使用され る電解溶液の温度及び組成は実質上同一であることが望ましい。

本発明は放射型、水平型又は垂直型槽中で亜鉛又は亜鉛合金をメッキする金属ス ）　ＩＪツブに適用可能であるが、放射型又は垂直型槽システムで１０〜２０％ の鉄を含有する鉄−亜鉛合金被覆を製造するときに特に適している。液体の一様 な薄層を提供するために、溶液は例えばスプレー、ダム等の如何なるタイプの装 置によっても適用可能である。例えば、第５図を参照すると、ストリップ１０’ 上に電解溶液の一様な薄層を提供するのを助けるために、電解溶液中に転向ロー ル１８′を浸漬するための浴を含んだ浅い皿５２により、付加的な電解溶液が適 用される。上述した実施態様と同様に、ストリップ１０’は電解溶液２２′の浴 を通って導体ロール２０′の周りを通過し、上方に向かって出口転向ロール２８ ′を通過する。

本実施態様においては、各々の槽中に一対のアノード２６′及び２６′が設けら れている。この後者の実施態様においては、電解溶液２２′の浴を含んでいる浅 い皿５２は、例えば２００フイ一ト／分から最大３５０フイ一ト／分の範囲内の より遅いストリップ速度のときにのみ、付加的な電解溶液を適用するのに有効で ある。皿５２からの電解溶液はロール１８′の表面により上方に運ばれてロール 表面からストリップ表面に移され、ストリップ表面がアノード２６′を通過する 前にストリップ表面をカバーする一様な薄層４０′を形成する。第１図及び第２ 図のヘッダはストリップ速度が概略７００フイ一ト／分まで、或いはそれ以上の 速度のときに有効である。本発明の精神及び範囲内の他の実施態様は、当業者に とって容易に明らかであろう。

ＦＩ６．２ 国際調査報告 国際調査報告　　　ＬＩＳ　８９０００５４

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．鋼ストリップの表面を電気メッキするために一連の電解槽中を連続的にスト リップを通過させ、 前記電解槽中に含まれている少なくとも一つのアノードとメッキされるべきスト リップ表面との間に電流を流すために前記各々の電解槽中に電解溶液を提供し、 前の処理から運ばれてきた非一様な電解溶液の薄層を実質上除去するために、隣 接する次の電解槽中でメッキされるべき前記表面を十分な電解溶液に接触させる ステップから構成され、前記ストリップのメッキされるべき表面は、前記一連の 電解槽中の少なくとも一つに導入される前に少なくとも一つのロールにより接触 され、前記付加的な電解溶液は、前記電解槽中の最初の電気的に活性化されたア ノードの隣接する入口エッジに直接対向する点に、前記表面が到着する直前の少 なくとも０，１秒前及び引き続いて、前記表面と接触していることを特徴とする 亜鉛又は亜鉛合金被覆により鋼ストリップを電気メッキする方法。
2. ２．前記電解槽中の電解溶液は塩化亜鉛電解溶液であり、前記接触ステップはス トリップのメッキされるべき表面と接触する最後のロール表面上に付加的な塩化 亜鉛電解溶液を適用して、この付加的な電解溶液がロールにより上方に運ばれて ストリップの前記メッキされるべく表面に移されるステップからなる請求の範囲 第１項記載の方法。
3. ３．前記電解槽は放射型であり、前記電解槽中の電解溶液及び付加的な電解溶液 は塩化亜鉛溶液である請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．前記付加的な電解溶液は５４℃〜７１℃（１３０°Ｆ〜１６０°Ｆ）の範囲 内の温度である請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．前記電解槽中の前記電解溶液は塩化亜鉛電解溶液であり、前記接触ステップ はストリップのメッキされるべき表面が接触した最後のロールと離れてからその 表面がメッキされる次に隣接する電解槽中に導入される前に、ストリップのメッ キされるべき表面に前記付加的な塩化亜鉛電解溶液を流すことから構成される請 求の範囲第１項記載の方法。
6. ６．前記付加的な電解溶液はメッキされるべき表面の１平方インチ当たり１×１ ０−４〜２０×１０−４ガロンの範囲内の割合で提供される請求の範囲第５項記 載の方法。
7. ７．前記付加的な電解溶液は、前記メッキされるべき表面が前記電解槽中の最初 に電気的に活性化されたアノードの隣接する入口エッジに直接対向する点に到着 する前の少なくとも０．３秒の間、メッキされるべき前記表面に接触している請 求の範囲第５項記載の方法。
8. ８．前記付加的な電解溶液は流速が毎秒４３〜７６ｃｍ（１７〜３０インチ）の 範囲内で、ストリップに対して傾斜した角度方向に且つストリップの搬送方向に 適用される請求の範囲第７項記載の方法。
9. ９．前記付加的な電解溶液はメッキされるべき前記表面の１平方インチ当たり２ ×１０−４〜１０×１０−４ガロンの範囲内の割合で適用される請求の範囲第８ 項記載の方法。