JPH0586472A - 蒸着めつき方法 - Google Patents

蒸着めつき方法

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JPH0586472A
JPH0586472A JP27712591A JP27712591A JPH0586472A JP H0586472 A JPH0586472 A JP H0586472A JP 27712591 A JP27712591 A JP 27712591A JP 27712591 A JP27712591 A JP 27712591A JP H0586472 A JPH0586472 A JP H0586472A
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JP
Japan
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plating
plated
cooling
vacuum
gas
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Withdrawn
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JP27712591A
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English (en)
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Koji Irie
広司 入江
Touta Ayabe
東太 綾部
Shoji Miyake
昭二 三宅
Akiyoshi Itasaka
昭美 板坂
Jiyunji Kawafuku
純司 川福
Masatoshi Iwai
正敏 岩井
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は真空又は希薄ガス雰囲気下で帯状被
めっき材を連続的に蒸着めっきする方法に関し、その目
的はめっき処理された高温の被めっき材を表面酸化させ
ることなく能率的に冷却し、高品質のめっき製品を高効
率に生産することのできる蒸着めっき方法を提供するこ
とにある。 【構成】 蒸着めっきされた被めっき材を強制冷却され
る1組以上のシールロール間を通過させて非酸化性状態
で冷却し、次いで非酸化性ガス雰囲気に保持されたガス
冷却装置によって150 ℃以下に冷却し、さらに液体冷却
装置によって冷却する蒸着めっき方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続走行する帯状被めっ
き材に真空めっき法又は気相めっき法によって蒸着めっ
きを行う方法に関し、詳細には蒸着めっきされた被めっ
き材を高い品質を保った状態で効率的に冷却することの
できる蒸着めっき方法に関するものである。以下の説明
では真空蒸着めっきの例について詳述するが、本発明に
おけるめっき手法はこの他各種イオンプレーティング
法、スパッタリング法、CVD法等においても適用され
る。
【0002】
【従来の技術】蒸着めっき法としては真空蒸着、イオン
プレーティング、スパッタリング等の真空めっきとCV
D法等の気相めっきがあり、これらの方法によってA
l,Cr,Zn,TiN,各種セラミックス等を鋼板,
Al板又は合成樹脂フィルム等に蒸着めっきする方法が
実用化されている。
【0003】図3は被めっき材である帯鋼Sの両面に真
空蒸着めっきを行うためのめっき設備の一例を示す説明
図であり、上下2段に配設された真空めっき室1A,1
Bの帯鋼Sの入側と出側には真空シール装置2A,2B
が設けられる。該真空シール装置2A,2Bは真空めっ
き室1A,1B内を高真空に保持した状態で連続的に被
処理帯である帯鋼Sを真空めっき室に導入または、大気
圧雰囲気下へ導出するために配設されている。上記帯鋼
Sは真空蒸着めっきの密着性を確保する目的で、真空め
っき室1Aへ導入する前に予熱や還元処理等の加熱を受
けると共に、蒸発金属の顕熱及び潜熱を受ける等してさ
らに加熱されることになるので、真空めっき室1Bの出
側における帯鋼Sはかなりの高温となっている。
【0004】なお帯鋼Sが加熱される他の要因として
は、溶融金属が装填されたるつぼ11の上方を帯鋼Sが通
過する際に、該溶融金属の輻射熱によって加熱された
り、めっき層成膜時の各種反応(例えば合金化反応)が
発熱反応である場合、発生熱量が帯鋼Sに伝導されて加
熱されたり、或は蒸発原料の蒸気の一部がプラズマ状態
になった場合、該プラズマ等の影響を受けて帯鋼Sが加
熱されることが挙げられる。この様に加熱された帯鋼S
を冷却するため、真空シール装置2Bの下流側に冷却装
置9が設けられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで高温に加熱さ
れた帯鋼Sを真空シール装置2Bよりいきなり大気中へ
そのまま導出すると、めっき層表面が空気中の酸素又は
水分によって酸化されて酸化皮膜を形成する。この酸化
皮膜はめっき層の表面に外観むらを生じてめっき製品の
外観品質を著しく損ねる。まためっき層表面に酸化皮膜
が形成されることにより、後工程の化成処理や有機皮膜
処理が行い難くなるという不都合がある他、Zn系めっ
き原料の様に高蒸発性の元素又は合金等を使用するとき
には、めっき層から再蒸発現象を生じ、所望のめっき付
着量及びめっき組成が得られないことがある。
【0006】上記の様な不具合を発生させない手段の1
つとして、帯鋼のめっき処理前に予熱や還元処理等を行
なわずに蒸着めっきを行うことも考えられないではない
が、常温のままであるとめっき層の密着性が悪くなると
共に、めっき層表面外観が著しく悪くなって、製品々質
の低下をきたすため現実的な手段ではない。
【0007】その他帯鋼を冷却する手段としては、(イ)
真空状態の下で輻射によって冷却を行なう方法、(ロ) 真
空雰囲気下に強制冷却される各種の冷却ロールを設け、
この冷却ロールとの接触によって冷却を行なう方法、
(ハ) 真空シール装置の下流側直下にガス冷却装置を隣設
する方法等が提案されている。
【0008】しかしながら上記(イ) の方法では、真空中
の輻射冷却速度が非常に小さく、帯鋼を酸化しない程度
の温度まで冷却するためには長大な設備が必要となり、
実操業設備には不向きである。また(ロ) の方法では冷却
ロールとめっき後の帯鋼を高い面圧で且つ広い接触面積
を確保して接触させなければならないが、この接触によ
ってめっき層表面に押し傷や擦傷を発生し易く、製品々
質の劣化を引き起こす。さらに(ハ) の方法は、帯鋼の走
行速度が早いときや真空めっき室の出側温度が高いとき
には、長大なガス冷却設備を設けないと、酸化皮膜を形
成しない温度まで冷却することはできず、実現可能な大
きさのガス冷却装置を設けただけでは、帯鋼の走行速度
やめっき品種等が制限されることになる。
【0009】そこで本発明の主たる目的は、高温に加熱
された被めっき材を効率的に冷却すると共に、該被めっ
き材のめっき層表面に酸化皮膜を形成することのない蒸
着めっき方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明は、蒸着めっき後の被めっき材を真空シール装置に導
入し、強制冷却させている1組以上のシールロール間を
通過させて非酸化性状態で冷却し、次いで前記被めっき
材を非酸化性ガス雰囲気に保たれたガス冷却装置によっ
て150 ℃以下に冷却し、さらに液体冷却装置によって後
処理に適した温度まで冷却することを要旨とするもので
ある。
【0011】
【作用】本発明においては蒸着めっきされた被めっき材
を、まず強制冷却される1組以上のシールロールに接触
させることにより冷却する。例えば真空シール装置にお
けるシールロールは被めっき材を上下から挟む様に配設
されると共に、これらのシールロールは真空チャンバ内
で真空を維持された条件下で配設されており、該シール
ロール内を冷却水等が流通される構造等によって強制冷
却される様にしておけば、被めっき材を幅方向に均一且
つ効果的に冷却できる。従って被めっき材は非酸化性状
態下での冷却が行なわれることになり、めっき層の表面
に酸化皮膜を形成する様なことはない。また上記シール
ロールはめっき処理された被めっき材と接することにな
るが、シールロールの表面は平滑に形成されており、且
つ、接触面積,接触面圧を大きくとらないので前述の冷
却ロールによる冷却で問題となるめっき層表面に傷付き
等を発生することはない。即ち特別に長大なガス冷却帯
を設けなくとも、強制冷却されるシールロールを使用す
ることによって次工程の冷却に適した温度まで効率的に
冷却することができる。
【0012】さらに真空シール装置の出側に隣接してガ
ス冷却装置が設けられ、窒素ガスやアルゴンガス等の不
活性ガス(低酸素、低露点のガス)を冷却媒体として被
めっき材を酸化させることなく所定温度以下に冷却する
こととしている。なお該ガス冷却装置内は大気圧より高
い圧力としておくことが好ましく、これによって空気が
ガス冷却装置の出口から装置内に侵入することによる該
ガス冷却装置内でのめっき表面の酸化反応を防止する。
【0013】上記ガス冷却装置出側における冷却温度は
必らず150 ℃以下に設定することとし、純Cuめっき,
Cu系合金めっき,純Alめっき,Al系合金めっき,
純Tiめっき,Ti系合金めっき等のめっき表面におけ
る酸化反応を防止し、外観品質を損ねることなく、後工
程の化成処理等における処理性を低下させない様にす
る。該ガス冷却装置によって帯鋼温度を150 ℃から更に
冷却させるためには、帯鋼の走行速度を低下させたり、
或は長大なガス冷却装置を設ける必要があり、生産性の
低下や設備の増大化等を招くことになる。そこで150 ℃
程度まで冷却された帯鋼を更に効率的に冷却する手段と
して、これらの冷却の後に液体冷却装置を付加し、常温
程度にまで冷却することとする。これによって調質圧延
処理や化成処理等をインラインで行える様になる。
【0014】
【実施例】図1は本発明に使用される真空蒸着めっき設
備例の一部を示す説明図である。真空めっき室1は、真
空シール室14を連ねた真空シール装置2に隣設され、さ
らに帯鋼Sの真空シール装置2の出側にはガス冷却装置
3が隣設される。各真空シール室14は排気管16を介して
図示しない真空ポンプに接続され、各真空シール室14内
に設けられて対をなすシールロール15,15は冷却水をロ
ール内に導入して該ロールを強制冷却する様に構成され
る。シールロール15を強制冷却する冷媒は比熱及び沸点
の高い有機溶剤であっても良く、強制冷却されるシール
ロール15,15の数は1対以上であれば良く、帯鋼温度や
めっき品種等の多様性に対応するためある程度多く設け
冷却能を適宜調節できる様に構成することが推奨され
る。なお真空シール装置2の下流側真空シール室14には
不活性ガス供給管17を設け、真空シール装置2の低真空
側の真空シール室14内に酸素ガス等が残存するのを、不
活性ガスの送給によって排除することが望ましい。
【0015】ガス冷却装置3には複数の不活性ガス供給
管21,21を接続し、該供給管21より帯鋼Sへ向けて不活
性ガスを噴出し、帯鋼Sをガス冷却装置の出側温度で15
0 ℃以下まで必らず冷却する。なお使用済みの不活性ガ
スは図示しない排出管により装置外へ取出し、これを冷
却機等を使用することによって冷却し循環再利用するこ
とが好ましい。このガス冷却装置において使用される不
活性ガスは窒素ガスやアルゴンガスに限定されるもので
はなく、低酸素で低露点の不活性ガスであればその種類
は任意に選定できる。
【0016】上記の設備を用いることによって蒸着めっ
き処理により高温に加熱された帯鋼Sは効率的に150 ℃
程度以下まで冷却され、ガス冷却装置3を長く形成する
必要はなく、また帯鋼の走行速度等が制限されることも
ない。こうして150 ℃以下に冷却しておけばためっき帯
鋼Sが大気に曝されてもめっき表面に酸化皮膜を形成し
て、めっき表面外観ムラや後処理性を損ねたりすること
はない。
【0017】図2は本発明に使用されるめっき設備の全
体構成を記す説明図であり、図1に示したガス冷却装置
3の帯鋼走行方向の下流側には液体冷却装置4,調質圧
延部5が順次設けられ、さらにデフレクタロール6,6
を介して化成処理装置7及び有機剤被覆処理装置8が配
設される。ガス冷却装置3において150 ℃程度に冷却さ
れたとしても、依然としてある程度の熱を持っており、
帯鋼Sをそのまま圧延処理及び/又は各種化成処理する
と、種々の不都合を生じる。
【0018】例えば帯鋼温度が高過ぎると均一な圧延処
理が行なえず、板幅方向に調質圧延むらを生じ易く、ま
た各種クロメート処理(反応型、塗布型、電解型)、ベ
ンゾトリアゾール処理、リン酸塩処理又は有機皮膜塗布
処理等の化成処理は乾燥工程を除いて常温近傍で行なわ
れるのが一般的である。そこで上記液体冷却装置4によ
り帯鋼Sに対して冷却溶媒を直接吹きかけ、帯鋼温度を
常温程度まで冷却することが推奨される。該冷却液体と
しては各種蒸着めっき表面との間で各種反応を生じるこ
とのない水溶液や有機溶媒等が用いられ、比熱,沸点,
コスト等を考慮すると純水又は各種水系の溶媒を選定す
ることが推奨される。
【0019】図2に示した様にガス冷却装置3に続いて
液体冷却装置4を併設するものにあっては、帯鋼温度を
調質圧延処理又は/及び各種化成処理に適した温度程度
まで冷却することができ、上記処理において表面外観の
劣化等を引き起こすことがなく効率的にインライン処理
を行なうことができる。
【0020】(実験例)図2に示す真空蒸着めっき設備
を用いて各種めっき帯鋼を製造し、表1及び表2に示す
如く、本発明例と比較例についてめっき品質について調
査した。なおめっき条件は以下に示す通りである。 ・被めっき材 :極低炭素Tiキルド帯鋼、 ・めっき帯鋼温度 :200 〜250 ℃ ・鋼板前処理 :インラインにて、アルカリ電解脱
脂・水洗・乾燥後に、窒素−水素混合ガス高温雰囲気下
で帯鋼表面の還元処理、 ・蒸着めっき :蒸発原料の加熱源:ピアス型電子
銃(300KW ) めっき手法 :真空蒸着 イオンビームアシスト蒸着 イオンプレーティング(めっき種類による) ・めっき内容 :めっき種類;表1,表2に示す通
り、めっき付着量;表1,表2に示す通り、 ・蒸着室真空度 :5×10-3〜5×10-2Pa、 ・出側真空シール装置:多段差動排気真空シール方式、 真空シールロール:水冷方式、ロール表面浸炭処理、 ・出側真空シール装置:不活性ガス種類;極低酸素量及
び極低水分量なる窒素ガス、 酸素含有量:10ppm 以下 露点 :−60℃ ・ガス冷却装置 :不活性ガス種類;極低酸素量及
び極低水分量なる窒素ガス 酸素含有量:10ppm 以下 露点 :−60℃ ガス冷却−循環噴射方式 冷却装置内圧力:大気圧+10〜20mmAqに制御、 ・液体冷却装置 :純水によるスプレー冷却、 ・後処理 :調質圧延処理、クロメート処
理、
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】表1、表2から明らかな様に、No.1〜17
の本発明例であれば、めっき品種にかかわらず高品質の
めっき帯鋼を安定して製造できるのに対し、ガス冷却装
置を使用しない比較例(No.18〜26)においては表面外
観の悪化又は調質圧延処理や化成処理の後処理工程が不
可能となり、高品質のめっき帯鋼を安定して製造できな
いことが分かった。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、蒸着めっきされた被めっき材を酸化皮膜を形成する
ことなく効率的に冷却することができ、表面外観の優れ
ためっき製品を安定して連続生産できる。
【0025】また調質圧延処理や各種化成処理を連続し
てインライン化できる様になり、効率的な蒸着めっき処
理が行なえる様になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される蒸着めっき設備例の一部を
示す説明図である。
【図2】本発明に使用される蒸着めっき設備の全体構成
例を示す説明図である。
【図3】従来の蒸着めっき設備の例を示す説明図であ
る。
【符号の説明】 2 真空シール装置 3 ガス冷却装置 4 液体冷却装置 11 るつぼ 12 蒸発原料 15 シールロール
フロントページの続き (72)発明者 川福 純司 神戸市東灘区魚崎中町1−1−24 (72)発明者 岩井 正敏 加古川市神野町石守471−84

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行する帯状被めっき材の少なくとも片
    面に連続的に蒸着めっきを行う方法において、蒸着めっ
    き後の被めっき材を真空シール装置に導入し、該シール
    装置内において強制冷却されている1組以上のシールロ
    ール間を通過させて非酸化性状態で冷却し、次いで前記
    被めっき材を非酸化性ガス雰囲気に保たれたガス冷却装
    置に導入して150 ℃以下に冷却し、さらに液体冷却装置
    によって後工程処理に適した温度まで冷却することを特
    徴とする蒸着めっき方法。
JP27712591A 1991-09-26 1991-09-26 蒸着めつき方法 Withdrawn JPH0586472A (ja)

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JP27712591A JPH0586472A (ja) 1991-09-26 1991-09-26 蒸着めつき方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6341955B1 (en) * 1998-10-23 2002-01-29 Kawasaki Steel Corporation Sealing apparatus in continuous heat-treatment furnace and sealing method
DE19853418B4 (de) * 1998-11-19 2013-09-26 Applied Materials Gmbh & Co. Kg Vakuum-Beschichtungsanlage und Verfahren zum Beschichten einer Folie mit einer solchen Vakuum-Beschichtungsanlage
JP2014101532A (ja) * 2012-11-16 2014-06-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 真空成膜装置と真空成膜方法

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DE19853418B4 (de) * 1998-11-19 2013-09-26 Applied Materials Gmbh & Co. Kg Vakuum-Beschichtungsanlage und Verfahren zum Beschichten einer Folie mit einer solchen Vakuum-Beschichtungsanlage
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Effective date: 19981203