JPH06101010A - ホット−ディップ錫コーティング屋根ふき材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 錫のホット−ディップしたコーティングを有
するステンレス鋼の帯板を含む耐候性帯板屋根ふき材料
に関する。 【構成】 頂部、底部及び間隔のあいた端を含む、約
０．０５０インチより薄い厚さ並びに露出した表面を有
するステンレス鋼の帯板、並びに前記の露出した表面を
徹底的に酸洗いした後前記の露出した表面上に０．００
０３−０．０５インチの範囲の厚さで沈着した錫のホッ
ト−ディップコーティングよりなる耐候性帯板屋根ふき
材料に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯板材料をコーテ
ィングする技術に関し、さらに特に錫のホット−ディッ
プされたコーティングによりステンレス鋼屋根ふき材料
の帯板をコーティングする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４９８７７１６及び４９３４
１２０号は、本発明が関するタイプの金属屋根ふきシス
テムを説明しており、ここに参考として引用する。鉛の
少ないコーティングを説明する米国特許出願第８５８６
６２号も又ここに参考として引用する。

【０００３】長い間、種々のシートのゲージの厚さの金
属から作成された屋根ふきシステムが使用されている。
金属例えば炭素鋼、ステンレス鋼、銅及びアルミニウム
が、最もよく知られたタイプの金属屋根ふきシステムで
ある。炭素鋼金属屋根ふきシステムは、鉄の急速な酸化
を防ぐために、腐食抵抗性コーティングにより通常処理
される。炭素鋼のための腐食抵抗性コーティングの一つ
のタイプは、錫金属コーティングである。炭素鋼の錫コ
ーティングは、周知の方法であり、そして種々の産業特
に食品産業に使用されてきた。炭素鋼の錫コーティング
は、連続的な高速の電解法により通常行われる。電解法
では、電流が、炭素鋼の上に錫をメッキするために、錫
のアルカリ性又は酸性の電解質を減少させるのに使用さ
れる。錫コーティングの厚さは、３．８×１０^−４−２
０．７×１０^−４ｍｍ（１．５×１０^−５−８．１５×
１０^−５インチ）に及ぶ。炭素鋼を電気メッキするのに
使用される装置及び材料は、非常に高価でありしかも使
用するのに比較的複雑であるが、しかし、錫の薄い層の
みが使用されて、高価な錫のコストを非常に低く維持す
る。炭素鋼をコーティングするためのより使用されてい
ない方法は、ホット−ディッピング方法による。この方
法は、錫コーティング中の不連続の微小な領域が得られ
るために、通常使用されない。従って、材料は、食品容
器には満足されない。さらに、ホット−ディップされた
錫は、剥がれ易い厚いコーティングを形成する。錫は、
それが比較的安くそして腐食に非常に抵抗性がある点で
重要な材料である。腐食性材料例えば炭素鋼は、非常に
腐食抵抗性なしかも比較的安価な製品例えば錫缶及び錫
屋根ふき材料を製造するために錫によりコーティングで
きる。腐食に抵抗する多くの金属性合金例えばステンレ
ス鋼が、開発されてきた。ステンレス鋼は、鉄及びクロ
ムの合金であり、ときにはニッケル及びモリブデンを含
む。ステンレス鋼合金内のクロムは、腐食を防ぐ主要な
合金成分である。クロムは、酸化クロムを形成し、ステ
ンレス鋼の表面に固く結合して、酸素がステンレス鋼中
に侵入して腐食性の鉄酸化物を形成するのを防ぐ。炭素
鋼は、もしあるとしても殆どクロム含量を有せず、従っ
て鉄は、容易に回りの酸素により酸化されて、通常腐食
として知られている鉄酸化物を形成する。

【０００４】ステンレス鋼は、標準の炭素鋼より遥かに
遅い速度で腐食するが、ステンレス鋼は、結局腐食し、
そして錫プレートによりコーティングされる炭素鋼より
遥かに早い速度で腐食するだろう。従来、腐食抵抗性材
料によりステンレス鋼をコーティングする考えは、ステ
ンレス鋼が、本来腐食抵抗性材料であるので、聞いたこ
とがない。その上、ステンレス鋼をコーティングする試
みは、成功が限られることを示している。特に、ホット
−ディップ法により錫によってステンレス鋼をコーティ
ングすることは、従来のホット−ティップ法を使用し
て、繰返し不成功であった。錫コーティングは、コーテ
ィングされた後直ちに及び／又は予備形成及び設置中、
ステンレス鋼から繰返し剥がれ落ちる。現在まで、ホッ
ト−ディップされた錫コーティングステンレス鋼の工業
的な生産は、不成功であった。現在、錫によりステンレ
ス鋼をやや成功してコーティングする唯一つの方法は、
電気メッキ法である。ステンレス鋼の電気メッキは、非
常に高価なしかも比較的複雑な装置の使用を含む。ステ
ンレス鋼上への錫の電気メッキは、ステンレス鋼の帯板
を錫溶液に通すことから得られる。電流は、錫溶液に導
入され、そして錫は、還元されそしてステンレス鋼の帯
板上にメッキされる。錫プレートの厚さは、２０．７×
１０^−４ｍｍ（８．１５×１０^−５インチ）以下の厚さ
に制限される。電気メッキから生ずる制限された錫コー
ティングの厚さは、錫メッキされた材料の使用及び寿命
を制限する。錫は、非常に腐食抵抗性のある材料である
が、錫は、過酷な環境例えば塩水又は酸の環境で徐々に
腐食する。これらの環境において錫のコーティングが厚
ければ厚いほど、錫コーティング材料の使用可能な寿命
を極めて増大する。ホット−ディップ法により錫合金に
よってステンレス鋼をコーティングすることは、さらに
成功してきた。炭素鋼及びステンレス鋼に対する最も良
く知られている錫合金コーティングの一つは、普通ター
ン（ｔｅｒｎｅ）メタルとして知られている錫−鉛合金
である。ターンメタルコーティング鋼シートが屋根コー
ティングに組立られるとき、隣接するシートの端は、互
いに折り重ね合わされ、そして継目代表的には直立した
継目が形成され、通常ターンメタルコーティングを一緒
にハンダ付けして防水性の結合を生成する。現在、ター
ンメタルコーティング鋼シートは、次に継目に押され又
は巻かれる隣接するパンの端に隣り合う曲がった端を有
する屋根ふきパンに、作業場で形成されるか又は予め形
成される。同様に、冠木、桟なども同じくターンメタル
コーティングシートから形成される。継目のハンダ付け
を行わせることに加えて、ターンメタルコーティング
は、さもなければ時間が経つにつれて生ずる金属シート
の錆又は酸化を阻害する。ターンメタル合金の組成は、
一般に、約８０重量％の鉛及び約２０重量％の錫であ
る。ターンメタル合金は、従来ホット−ディップ工程に
より金属に適用され、その際、金属はターンメタルの溶
融浴中に浸漬される。

【０００５】ターンメタル合金中の鉛は、容易に炭素鋼
及びステンレス鋼の両者に結合して強くしかも耐久性に
優れた錫合金のコーティングを形成する。ターンメタル
コーティングシートメタルは、優れた腐食抵抗性を有し
そして広い範囲の建設用途例えば屋根ふきに使用されて
いるが、ターンメタルコーティング材料は、ターンメタ
ル合金の鉛含量により、最近環境上の懸念が生じてい
る。ターンメタル合金中の鉛は、安定化されているが、
ターンメタル合金からの鉛の溶脱について、見出されて
いないが、或る懸念が存在する。その結果、ターンメタ
ルコーティング材料は、種々の応用例えば帯水層（ａｑ
ｕｉｆｅｒ）屋根ふきシステムにおける使用から制限さ
れている。ターンメタルコーティング屋根ふきシステム
から鉛が溶脱するかもしれないという懸念は、通常のタ
ーンコーティングを、これらのタイプの屋根ふきの応用
のための金属屋根ふきコーティングとしては、不適切な
ものにしそして望ましくないものとする。ターンメタル
コーティング材料の他の不利益は、ターンメタル層の柔
らかさである。知られているように、ターンメタルコー
ティング金属シートは、通常種々の形に形成される。金
属シートを曲げる機械は、曲げ工程中ターンメタルコー
ティングを周期的に損なう。ターンメタルコーティング
は、成形機械の研磨性により損なわれ易い。さらに、タ
ーンメタル合金は、又錫より柔らかい材料であり、その
ため、錫コーティングより早く摩耗し、そして錫コーテ
ィングより強くない。通常のターンメタルコーティング
金属の他の不利益は、新しく適用されたターンメタル
は、光に対して非常に反射することである。空港に近い
又はその中のビルディングへのターンメタル屋根ふき材
料を使用すると、離陸及び着陸するパイロットにかなり
まぶしいことになる。ターンメタル合金の非常に安定な
性質により、ターンメタルコーティング金属は、ターン
メタルの酸化がターンメタル合金の表面を曇らせ始める
前に、約１年、又は１年半−２年かかる。電気メッキス
テンレス鋼の高価な性質及びステンレス鋼材料の厚さに
関する制限により、錫によりステンレス鋼材料をうまく
ホット−ディップする方法が求められている。

【０００６】

【発明の概要】本発明は、錫のホット−ディップしたコ
ーティングを有するステンレス鋼の帯板を含む耐候性帯
板屋根ふき材料を製造する方法に関する。錫コーティン
グステンレス鋼は、主として屋根ふき材料に使用される
が、錫コーティングステンレス鋼は、非常に腐食抵抗性
の材料を要求する種々の応用に使用できる。本発明の主
な特徴によれば、溶融錫中にステンレス鋼をホット−デ
ィップし、それにより所望の厚さを有する結合した錫コ
ーティングを形成することにより、形成した錫コーティ
ングを有するステンレス鋼の帯板が提供される。ステン
レス鋼の帯板は、ステンレス鋼から錫が剥がれることに
抵抗する、ホット−ディップされた錫とステンレス鋼帯
板との間に強くしかも耐久性のある結合を形成するよう
に、特に処理される。使用されるステンレス鋼のタイプ
は、一般に、３０４又は３１６ステンレスであるが、他
のタイプのステンレス鋼も使用できる。ステンレス鋼の
厚さは、一般に、厚さ０．２インチ以下であり、そして
概して厚さ０．０５インチである。ステンレス鋼の予備
処理は、溶融錫中へのステンレス鋼のホット−ディップ
前のステンレス鋼の徹底的な酸洗い及び化学的活性化を
含む。徹底的な酸洗い工程は、ステンレス鋼からの非常
に薄い表面層を除去するためにデザインされる。ステン
レス鋼の表面からの非常に薄い層の除去は、ステンレス
鋼上のホット−ディップされた錫の適切な結合が達成さ
れる前に必要である。ステンレス鋼は、主としてクロム
及び鉄を含む。ステンレス鋼の表面上のクロムは、大気
中の酸素と反応して酸化クロムを形成する。酸化クロム
のフィルムは、ステンレス鋼内の鉄と大気中の酸素との
間に殆ど侵入不可能なバリヤーを作り、それにより酸素
が鉄と組み合わされて鉄酸化物を形成することを阻害す
る。酸化クロムのフィルムは、又ステンレス鋼と非常に
密なしかも強い結合を形成し、そして容易に除去されな
い。酸化クロムフィルムの形成は、ステンレス鋼の腐食
抵抗性に重要であるが、酸化クロムフィルムは、ステン
レス鋼へのホット−ディップされた錫の薄い層の結合と
干渉し、弱い錫結合及び剥がれを生ずる。徹底的な酸洗
い工程は、ステンレス鋼の表面から酸化クロムを除い
て、ホット−ディップされた錫をステンレス鋼と適切に
結合させる。徹底的な酸洗い工程は、又ステンレス鋼を
僅かにエッチングして、ステンレス鋼の表面の非常に薄
い層を除くことができる。エッチングの速度は、ステン
レス鋼の表面全体で同じではないので、顕微鏡的谷が、
ステンレス鋼の上に形成され、それらは、ホット−ディ
ップされた錫がステンレス鋼に結合できる表面の領域を
顕著に増大させる。エッチングから形成された増大した
結合表面は、さらに錫とステンレス鋼との間の結合を強
める。電気メッキのための炭素鋼又はステンレス鋼を処
理するのに使用される酸洗い工程は、ステンレス鋼の表
面を適切且つ適当に処理して、優れたホット−ディップ
錫コーティング材料を形成するために、酸化クロムの除
去及びステンレス鋼の表面の部分的エッチングの両方を
行うことができない。徹底的な酸洗い工程は、ステンレ
ス鋼の表面からの酸化クロムを攻撃、除去及び／又は緩
める酸洗い溶液の使用を含む。酸洗い溶液は、種々の酸
又は酸の組み合せ例えば弗化水素酸、硫酸、硝酸、塩
酸、燐酸及び／又はイソ臭酸を含む。一般に、硝酸と組
み合わされた塩酸が、ステンレス鋼から酸化クロムを除
くために、酸洗い溶液として使用される。比較的高い濃
度の酸が、酸洗い溶液に使用される。塩酸−硝酸酸洗い
溶液では、酸洗い溶液は、約５−２５％の塩酸及び１−
１５％の硝酸を含む。塩酸及び硝酸の予想されなかった
成功は、ステンレス鋼からの酸化クロムの優れたしかも
早い除去を生ずる。二種の酸は、又ステンレス鋼に制限
されたエッチングを生じさせて、ステンレス鋼の表面に
欠点となるくぼみ形成を生じさせることなく、表面積を
増大させる。酸洗い溶液の温度は、ステンレス鋼の表面
から酸化クロムを容易に除く非常に活性な酸を提供する
ために、重要である。酸洗い溶液の温度は、一般に、約
８０°Ｆより高く、概して１２０−１４０°Ｆに及ぶ。
酸洗い溶液は、酸洗い溶液が停滞且つ変化する濃度とな
ることを防ぐために、徹底的な酸洗い工程中撹拌されな
ければならない。徹底的な酸洗い工程中、硝酸及び塩酸
の濃度は、一定しない。その上、酸がステンレス鋼と反
応するに従って、酸洗い溶液の温度は、上昇する。もし
酸の濃度及び温度が一定に保たれないならば、適切な酸
化クロムの除去及びエッチングは、生じない。酸洗い溶
液の撹拌は、又ステンレス鋼の表面上に形成されるガス
ポケットを分散する。これらのガスポケットは、酸洗い
溶液がステンレス鋼の表面からの酸化クロムを除去する
ことを妨げる。酸洗い溶液の撹拌は、酸洗いバット中の
撹拌機の設置及び／又は酸洗い溶液の再循環により実施
される。撹拌ブラシも又酸洗いバット内で使用されて、
酸溶液を撹拌しそして酸溶液内でステンレス鋼の表面を
擦る。ステンレス鋼の表面を擦ることは、ステンレス鋼
の表面からの酸化クロムの除去を増大及び加速する。酸
洗い溶液の温度は、熱交換器を通る再循環により維持さ
れる。概して、酸洗い溶液を含む一つの酸洗いバット
は、ステンレス鋼を処理するのに必要とされるが、しか
し、連続した多重酸洗いバットも使用される。酸洗いバ
ットは、一般に、長さ２５フィートであるが、しかし、
バットのサイズは、それより長くても短くてもよい。ス
テンレス鋼が酸洗い溶液中で処理される時間の量は、く
ぼみを生じさせないか又はステンレス鋼の帯板を余り除
かないように、ステンレス鋼を損なうことなく、酸化ク
ロムを適切に除くのに重要である。一般に、酸洗い工程
は、１分より短くそして概して１０−２０秒である。長
さ約２５フィートの酸洗いバットを有する徹底的な酸洗
い工程では、ステンレス鋼の帯板は、一般に約１５０フ
ィート／分より少ないそして概して５０−１１５フィー
ト／分の速度で、酸洗い溶液中を通る。

【０００７】徹底的な酸洗い後、ステンレス鋼帯板は、
ステンレス鋼への錫の結合を増すために、ステンレス鋼
の表面を化学的に活性化することによりさらに処理され
る。徹底的な酸洗い工程後、非常に少ない酸化物が、ス
テンレス鋼の表面上に存在する。未処理表面は、極め
て、ステンレス鋼帯板が酸洗いバットを離れる間酸化物
を形成ししかもホット−ディップコーティングされ易
い。その上、或る残った酸化クロムは、徹底的な酸洗い
後ステンレス鋼帯板上に存在できる。ステンレス鋼の化
学的活性化は、徹底的な酸洗い工程後ステンレス鋼表面
上に残留する全ての残留酸化物を除くために、脱酸化剤
によるステンレス鋼の化学処理を含む。種々の脱酸化溶
液例えば塩化亜鉛が、使用できる。溶融錫によるステン
レス鋼のコーティング前の塩化亜鉛によるステンレス鋼
帯板の処理は、酸化物がステンレス鋼帯板の上に形成さ
れることを妨げるステンレス鋼帯板への保護的コーティ
ングをもたらす。塩化亜鉛は、脱酸化剤及びステンレス
鋼帯板への保護的コーティングの両者として働く。塩化
亜鉛溶液の温度は、一般に、外界温度（６０−９０°
Ｆ）に保たれ、そして均一な溶液の濃度を維持するため
に撹拌される。少量の塩酸が、又脱酸化溶液に加えられ
てさらに酸化物の除去を増す。

【０００８】本発明の他の態様によれば、ステンレス鋼
は、徹底的に酸洗いする前に、研磨材及び／又は吸収材
により処理される。ステンレス鋼のロールから巻き戻さ
れるステンレス鋼の帯板は、通常ステンレス鋼帯板の表
面上に外来の屑を有する。これらの屑は、汚れ、油、接
着剤などよりなる。これらの外来の物質の多くは、酸洗
い溶液と反応しないか又は容易に除去できず、従ってス
テンレス鋼から酸化クロムの除去に悪影響を及ぼす。研
磨材及び／又は吸収材によりステンレス鋼帯板を処理す
ることは、ステンレス鋼帯板から外来の物質を除く。研
磨材は、又ステンレス鋼上に形成される酸化物の或るも
のを最初に除き、そのため徹底的な酸洗い工程を増大さ
せる。研磨材は、ステンレス鋼の表面の周りに位置する
１本以上のスチールブラシである。ブラシは、ステンレ
ス鋼に対して静止しているか又は移動する。ブラシは、
ステンレス鋼の表面を粗くして、酸洗い工程中ステンレ
ス鋼のエッチングをさらに増大させる。ステンレス鋼の
粗くされた表面は、酸溶液がステンレス鋼の表面をさら
に容易に攻撃できるようにする。

【０００９】本発明のさらに他の態様によれば、徹底的
な酸洗い工程は、ステンレス鋼帯板を酸洗い溶液に浸す
前及び／又はその後に、低酸素環境を維持することを含
む。ステンレス鋼帯板に対して低酸素環境を維持するこ
とは、ステンレス鋼表面上の酸化物の形成を防ぐために
重要である。低酸素環境は、二三の形を取るだろう。２
種の最も普通の低酸素環境は、ステンレス鋼帯板の周り
の低酸素含有気体環境の形成又は低酸素含有液体環境中
へのステンレス鋼帯板の浸漬である。これらの環境の両
者は、大気中の酸素に対する防御物として働きそして鉄
及びクロムの酸化物の形成を妨げる。もしステンレス鋼
帯板が、帯板が巻き戻されるにつれ研磨材及び／又は吸
収可能な材料により処理されるならば、低酸素環境は、
ステンレス鋼帯板が酸洗い溶液に入るまで、帯板の周り
に維持される。ステンレス鋼の研磨及び／又は吸収処理
中、酸化物の或るものは、ステンレス鋼表面から除かれ
る。非酸化表面は、酸素と接触したとき、非常に酸化さ
れ易い。ステンレス鋼帯板の周りに低酸素環境を作るこ
とにより、新しい酸化物の形成が防止される。ステンレ
ス鋼が酸洗い溶液に入る前に、ステンレス鋼表面上の酸
化物の量を低下させそして維持することにより、さらに
能率的な酸化物の除去及び表面のエッチングが生ずる。
もし低酸素気体環境が使用されるならば、低酸素含有環
境を形成するのに使用される気体は、概して窒素、炭化
水素、水素、貴ガス及び／又は他の非酸素含有気体であ
る。一般に、窒素気体が、低酸素気体環境を形成するの
に使用される。低酸素気体環境は、一般に研磨／吸収工
程と酸洗い工程との間に形成されるが、低酸素液体環境
が使用される。低酸素環境は、又一般に酸洗い溶液バッ
トと酸洗い後の洗い落としバットとの間に形成される。
ステンレス鋼帯板が酸洗い溶液を出た後、全てではない
が殆どの酸化物は、ステンレス鋼表面から除かれる。ス
テンレス鋼表面上の低酸化物含量は、表面を容易に酸化
物形成にする。低酸素環境は、概して酸洗い溶液からの
ステンレス鋼帯板の出現後の酸化物形成の有害な作用を
防ぐために、設置される。低酸素気体又は液体環境の何
れも酸化物形成を防ぐために使用される。概して、窒素
の低酸素気体環境が、ステンレス鋼が酸洗い溶液から出
た後に、ステンレス鋼の表面上に酸化クロム及び酸化鉄
が再形成されるのを防ぐために使用される。低酸素環境
は、又一般に化学的活性化工程前に形成される。低酸素
液体環境は、概してステンレス鋼処理のこの段階で使用
される。低酸素液体環境は、通常ステンレス鋼の表面上
に噴霧された加熱水よりなるが、しかし、ステンレス鋼
は、又水中に浸漬できる。加熱水は、非常に低いレベル
の溶解された酸素を含み、そのため、水を適切な温度に
維持することにより、加熱水は、酸素に対してステンレ
ス鋼による酸化物の形成を防御するように働く。加熱水
の噴霧作用は、又化学的活性化工程によるステンレス鋼
のエッチング前にステンレス鋼から全ての残った酸洗い
溶液を除く。一般に、加熱水の温度は、望ましくない溶
解した酸素を排除するために、１００°Ｆより高く、そ
して概して約１１０°Ｆ以上に維持される。必要ではな
いが、低酸素環境は、ステンレス鋼帯板が化学的活性化
工程から出て、溶融錫に入る前に形成される。一般に、
この低酸素環境は、気体環境である。

【００１０】本発明の他の態様によれば、ステンレス鋼
帯板は、ステンレス鋼から酸洗い溶液を除くために、酸
洗い溶液を出た後加熱水により洗い落される。ステンレ
ス鋼が酸洗い溶液から出た後、ステンレス鋼の腐食を続
ける或る酸洗い溶液が、ステンレス鋼に残り、ステンレ
ス鋼にくぼみを生じさせる可能性がある。酸洗い溶液
は、ステンレス鋼を加熱した水中を通すことによりステ
ンレス鋼帯板から除かれる。水は、酸洗い後のステンレ
ス鋼帯板の酸化を防ぐために、水から溶解した酸素を排
除するように、概して１００°Ｆより高くそして一般に
約１１０°Ｆでなければならない。洗い落とし溶液は、
一般に洗い流し溶液を熱交換器に再循環することにより
その所望の温度に維持される。洗い落とし工程は、主と
してステンレス鋼から酸洗い溶液を除くが、洗い落とし
工程は、又ステンレス鋼表面から緩んだ酸化クロム及び
他の酸化物を除く。洗い落とし溶液は、洗い落とし溶液
の微酸性により、少量の酸化物を除く。洗い落とし溶液
が、ステンレス鋼帯板から酸洗い溶液を除くにつれ、酸
洗い溶液は、洗い落とし溶液に入り、洗い落とし溶液を
酸性にする。徴酸性の洗い落とし溶液は、ステンレス鋼
上の少量の酸化物を攻撃して、ステンレス鋼の表面をさ
らに清潔にする。洗い落とし溶液は、一般に撹拌され
て、ステンレス鋼からの酸洗い溶液の除去を助けさらに
洗い落とし溶液内の除かれた酸洗い溶液を希釈する。撹
拌器は、ステンレス鋼帯板と接触するか又はしない移動
ブラシを含む。洗い落とし溶液は、一般に低酸性を維持
するために再循環されしかも希釈される。

【００１１】本発明の他の態様では、錫メッキバットが
提供される。錫メッキバットは、一般にフラックスボッ
クスを含み、それによりステンレス鋼帯板は、フラック
スボックスを通って溶融錫に入る。フラックスボックス
は、概して溶融錫より低い比重を有するフラックスを含
み、そのためフラックスは、溶融錫の表面の上を浮遊す
る。フラックスボックス内のフラックスは、ステンレス
鋼の最後の表面処理として働く。フラックスは、ステン
レス鋼表面から全ての残留酸化物を除き、そしてステン
レス鋼がホット−ディップ錫でコーティングされるま
で、酸素からステンレス鋼表面を防御する。フラックス
は、通常塩化亜鉛及び塩化アンモニウムよりなる。概し
て、フラックス溶液は、約３０−６０重量％の塩化亜鉛
及び約５−４０重量％の塩化アンモニウムを含むが、し
かし、２種のフラックス剤の濃度は、必要に応じ変化で
きる。一度ステンレス鋼帯板がフラックスを通ると、ス
テンレス鋼帯板は、溶融錫に入る。溶融錫の温度は、概
して錫メッキバットの底で５７５−６５０°Ｆに及び、
そして錫メッキバットの頂部で１００°以上低い。錫
は、４４９°Ｆというその融点より高く維持されなけれ
ばならず、そうでなければ不適切なコーティングが生ず
る。概して、錫は、５９０°Ｆの温度に維持される。ス
テンレス鋼をコーティングするのに使用される錫は、も
しあるとしても殆ど鉛を含まない。一般に、鉛の含量
は、０．０２重量％より多くない。錫は、ビスマス又は
アンチモン合金を含んでいてもよい。ビスマス又はアン
チモンの両者は、錫コーティングの研磨抵抗性を増しそ
して冷却中錫が結晶化するのを防ぐ元素であり、結晶化
は、ステンレス鋼からの錫の剥がれをもたらす。錫は、
温度が５６°Ｆ（１３．２℃）より低くなると結晶化を
始める。極めて少量のアンチモン又はビスマスが、錫が
結晶するのを防ぐために必要とされる。概して、０．５
重量％より少ない量が、錫の結晶化を適切に阻害するの
に必要とされ、それは、ステンレス鋼帯板材料からの早
まった錫コーティングの剥がれを生じさせる。０．５重
量％より大きい重量％の量のアンチモン及び／又はビス
マスは、錫コーティングを固くするのに使用できる。錫
中のアンチモン及びビスマスの硬化作用は、種々の応用
において使用される錫コーティング材料の予備形成に悪
影響をあたえる。それ故、錫の加えられるアンチモン及
びビスマスの量は、錫コーティング材料が使用される特
別な応用のファクターである。ビスマスは、錫コーティ
ングの０．０−１．７重量％の範囲であり、アンチモン
は、錫コーティングの０．０−７．５重量％の範囲であ
る。他の金属合金例えば亜鉛、チタン及びニッケルは、
錫に少量で加えられて、錫コーティングをさらに固くす
る。錫のコーティングの厚さは、ステンレス鋼帯板が溶
融錫中を移動する速度、ステンレス鋼帯板が溶融錫と接
触する時間並びにコーティングローラー間の間隔により
コントロールされる。溶融錫を通過する金属帯板の速度
が増すにつれ、溶融錫内のせん断力が、ステンレス鋼層
上に形成されるコーティングの厚さを減少させる。ステ
ンレス鋼帯板が溶融錫中にある時間は、又ステンレス帯
板上にコーティングされる錫の量を決めるファクターで
ある。ステンレス鋼帯板が溶融錫と接触する時間が長け
れば長いほど、錫コーティングは、予想上厚くなる。ス
テンレス鋼帯板が溶融錫中を移動する速度は、又ステン
レス鋼への錫の合金化に影響する。余りに早い帯板の速
度は、高いせん断力を生じさせ、ステンレス鋼への錫の
不適切且つ欠陥のある合金化をもたらす。ステンレス鋼
帯板の速度は、１５０フィート／分より遅く、そして概
して５０−１１５フィート／分に及ぶ。ステンレス鋼錫
コーティング帯板が溶融錫を離れるとき、帯板は、一般
に錫コーティングの均一な厚さを維持する１組以上のコ
ーティングローラーの間を通過する。コーティングロー
ラーは、又金属帯板がコーティングローラーの間を通過
するとき、金属帯板上に滑らか且つ均一な錫コーティン
グを形成する。パーム油が概して溶融錫の表面に存在
し、部分的にコーティングローラーを囲む。パーム油
は、錫の良好な分布を得るのを助ける剤として働き、そ
して又錫コーティングの冷却剤として働く。パーム油
は、又溶融錫の頂部が固化及び／又は酸化するのを防
ぐ。溶融錫の頂部のパーム油の温度は、通常熱交換器に
パーム油を再循環させることにより可能な限り維持され
る。パーム油の温度は、概して４６０−４７０°Ｆであ
る。高い温度では、パーム油は、容易に重合して、錫コ
ーティング上に黄色い筋を生じさせる。ホット−ディッ
プ工程から生成される錫コーティングは、電気メッキ工
程により達成される厚さよりかなり厚い。一般に、錫コ
ーティングは、０．０００３−０．０５インチに及ぶ厚
さを有するが、それより厚いコーティングも得られる。
概して、錫コーティングの厚さは、０．００１−０．０
０２インチに維持される。ホット−ディップ工程により
達成される錫コーティングの厚さが厚くなれば、電気メ
ッキによりコーティングされる同様にメッキされた材料
を遥かに越えて、錫コーティング材料の使用可能な寿命
を増大させる。

【００１２】本発明の他の態様によれば、金属噴霧ジェ
ットがコーティングローラーの隣に存在して、ステンレ
ス鋼の錫コーティングを完全にする。金属噴霧器は、コ
ーティングローラー上へ溶融錫を噴霧する。コーティン
グローラーが回転してステンレス鋼帯板をコーティング
ローラーの間を通させるとき、ローラー上に噴霧された
溶融錫は、ステンレス鋼帯板に対して押され、そしてス
テンレス鋼上の全てのピンホール又はコーティングされ
ていない表面を満たす。その結果、二つの別々の錫メッ
キ段階が不必要になる。

【００１３】本発明のさらに他の態様によれば、新しく
錫でコーティングされたステンレス鋼帯板が冷却される
錫冷却法が提供される。錫冷却工程は、一般に液体冷却
工程よりなる。液体冷却工程は、通常冷却流体として水
を使用するが、他の流体も使用できる。錫コーティング
は、異なる速度で冷却されて異なる粒子のサイズ及び粒
子の密度を達成する。錫コーティングを徐々に冷却する
ことは、大きな粒子のサイズ、低い粒子の密度及び反射
性の高い表面をもたらす。錫コーティングの急速な冷却
は、細かい粒子のサイズ、増大した粒子の密度及び反射
性の低い表面を生ずる。小さい粒子のサイズ及び高い粒
子の密度は、ステンレス鋼とのより強い結合及びより大
きな腐食抵抗性を生成する。錫コーティングの液体の冷
却は、冷却された液体をコーティングされた錫上に射出
するか、又は冷却された液体容器中にコーティングされ
たステンレス鋼帯板を浸漬することにより達成できる。
液体射出工程では、水は、一般に錫コーティングの上に
ジェット噴霧される。コーティングされた帯板は、一般
にキャメル−バック（ｃａｍｅｌ−ｂａｃｋ）ガイドに
より冷水ジェット噴霧を通してガイドされる。キャメル
−バックガイドは、コーティングされた帯板の端のみが
ガイドと接触するようにデザインされる。コーティング
された帯板のガイドとの接触を最小限にすることによ
り、コーティングされた帯板から偶然に除かれる錫の量
は、減少される。キャメル−バックガイドは、又水ジェ
ットがコーティングされた帯板の下面を冷却するように
デザインされる。冷却水の温度は、一般に外界温度以下
である。錫コーティングは、又コーティングされた帯板
を冷却水に浸すことにより冷却できる。水は、一般に外
界温度より温かくない。冷却水は、通常錫の冷却速度を
増すために撹拌される。一般に、冷却水の温度は、熱交
換器に水を循環すること及び／又は水を補充することに
より適切な冷却温度に維持される。冷却水は、一般に錫
コーティングを冷却する前に脱酸素化されない。冷却水
中の酸素は、反射度の低い僅かに着色した錫の表面を生
ずる急速な冷却中錫により酸化される。錫コーティング
ステンレス鋼帯板の反射性の高い表面の反射性の低下
は、帯板を、種々の応用例えば非反射性ビルディング材
料に要求される民間及び軍事用の空港の屋根に使用でき
るようにする。

【００１４】本発明の他の態様によれば、コーティング
されたステンレス鋼帯板は、レベラを通過し、それによ
りコーティングされた錫は、ステンレス鋼帯板の周りに
均一に成形される。一般に、レベラは、多数のローラー
よりなる。コーティングされた帯板は、鋼帯板上の錫コ
ーティングを滑らかにするために、張力下でローラーを
通過する。本発明の他の態様によれば、コーティングさ
れたステンレス鋼は、それが巻かれるか又は平になった
後に、せん断される。せん断装置は、通常、適切に移動
する帯板をせん断するために、コーティング帯板と同じ
速度でそしてそれに隣り合って移動する。本発明の他の
態様によれば、コーティングされた鋼材料は、コーティ
ングされた錫の風化及び着色を加速するために、風化剤
により処理される。風化材料は、概してそれが大気に曝
されるとき、コーティングされた錫の加速された風化を
起こす、アスファルトに基づくペイントである。アスフ
ァルトに基づくペイントは、コーティングされた錫の風
化時間を１年より短く顕著に減少させる。概して、アス
ファルトペイントは、アスファルト、酸化チタン、不活
性珪酸塩及び低粘土カーボンブラック又は他の遊離のカ
ーボン及び沈降防止剤よりなる石油に基づくペイントで
ある。アスファルトに基づくペイントは、一般に、錫コ
ーティングの上に半透明又は透明な層を形成するよう
に、比較的薄い厚さで適用される。一般に、アスファル
トに基づくペイントの厚さは、０．２５−５ミルそして
概して１−２ミルに及ぶ。一度透明なペイントがステン
レス鋼錫コーティング材料に適用されると、材料は、風
乾及び／又は加熱ランプにより加熱される。コーティン
グされた屋根ふき材料が、概してステンレス鋼ベース又
は炭素鋼ベースを有しそして優れた腐食抵抗性を示す、
屋根ふき材料に使用される低鉛ターンメタル処方物を提
供するのが、本発明の他の特徴である。

【００１５】本発明の他の特徴によれば、非常に低い重
量％の鉛を含むターンメタル合金によりコーティングさ
れた代表的にステンレス鋼又は炭素鋼の屋根ふき材料が
提供される。低鉛ターンメタルコーティングは、従来の
ターンメタル合金とは異なり、多い重量％の錫及び０．
１０重量％より少ない好ましくは０．０５重量％の鉛含
量よりなり、屋根ふき材料の酸化を防ぐための腐食抵抗
性がありさらに曲げやすくしかも研磨抵抗性があって、
それは、クラッキング又はそれ以外にターンメタルコー
ティングを損なうことなく、種々の屋根ふきコンポーネ
ントに形成できる。低鉛ターンメタルは、好ましくは従
来のホット−ディッピング技術を使用することにより、
ステンレス鋼及び炭素鋼の屋根ふき材料の両者に適用で
きるが、他の手段即ち電気メッキエアナイフ工程などに
より適用できる。高い％の錫を含む保護コーティング
は、ステンレス鋼屋根ふき材料に以前使用されていなか
った。低鉛ターンメタルは、３０４ステンレス及び３１
６ステンレス鋼の両者に適用できるが、ターンメタルの
適用は、これら２種のステンレス鋼にのみ限定されな
い。低鉛ターンメタルは、ステンレス鋼と結合して、容
易に除去できない持続する保護コーティングを形成す
る。低鉛ターンメタルは、又炭素鋼特に低−中間の炭素
鋼と強い結合を形成する。有機コーティングにより炭素
鋼の表面を処理することは、さらにターンメタルと炭素
鋼又はステンレス鋼との間の結合を強化する。

【００１６】低鉛ターンメタルコーティングによりもた
らされる腐食抵抗性保護の量は、極めて重要である。炭
素鋼及びステンレス鋼は、大気に曝されると酸化する。
長い間、腐食と普通呼ばれる酸化された鋼は、鋼を弱く
しそして崩壊し始める。低鉛ターンメタルによる鋼のコ
ーティングは、鋼が腐食するのを防ぐ大気へのバリヤー
として働く。低鉛ターンメタルは、大気に曝されると酸
化するが、酸化の速度は、鋼の酸化速度より遥かに遅
い。低鉛ターンメタルの遅い酸化速度は、一部錫の安定
度による。低鉛ターンメタルにより鋼をコーティングす
ることにより、屋根ふき材料の寿命は、屋根ふき材料が
使用されている構造の使用寿命を越えて延長する。低鉛
ターンメタルの曲げ易さも、屋根ふき材料が種々の形状
に形成されそして折り重ねられて継目を形成して屋根ふ
きシステムを形成するために屋根ふき材料をともに結合
するので、屋根ふきシステムに使用されるとき、重要で
ある。屋根ふき材料上に固い又は固いがもろいコーティ
ングを形成する屋根ふき材料コーティングは、砕ける
か、又は屋根ふき材料が適切に成形されることを妨げ
る。その上、固い又は固いがもろい屋根ふき材料コーテ
ィングは、屋根ふき材料を互いに付着するように必要な
継目を形成するために屋根ふき材料が適切に折り重ねら
れるのを妨害する。金属例えば亜鉛は、それらの高い固
さについて良く知られている。普通亜鉛メッキ鋼として
知られている亜鉛によりコーティングされた屋根ふき材
料は、保護的亜鉛コーティングを損なう恐れなしに折り
重ねることができない。本発明の他の態様によれば、ビ
スマス及びアンチモンは、低鉛ターンメタルに加えられ
て、大気の元素特に田園の環境に曝されたとき、腐食に
対して非常に抵抗性のある保護的コーティングを形成す
るために、ビスマス、アンチモン、鉛及び錫のユニーク
な組み合せを生成する。特に、ビスマス及びアンチモン
は、低鉛ターンメタルに加えられて、ターンメタルを強
化しそして錫の結晶化を阻害する。純枠な錫は、柔らか
くそして加工しやすい金属である。錫の物理的な性質の
ために、錫は、研磨的な環境に置かれたとき、摩耗及び
／又は変形する。錫は、低鉛ターンメタルの大きな％を
占めるので、元素状錫の物理的特徴の多くは、ターンメ
タルの性質を支配する。錫は、鉛より強くしかも固い物
質であって、そのため低鉛ターンメタルを標準のターン
メタル合金よりさらに研磨抵抗性にするが、高い研磨環
境は、低鉛ターンメタルコーティングを損なう。ビスマ
ス及びアンチモンの添加は、顕著に低鉛ターンメタルの
固さ及び強さを増して、研磨により生ずる摩耗に対する
抵抗性を増大する。ビスマス及びアンチモンは、さらに
低鉛ターンメタル中の錫と組み合わさって、寒い気候に
おける錫の結晶化を阻害する。錫が結晶化すると、それ
は、ステンレス鋼又は低炭素鋼屋根ふき材料に適切に結
合しない。その結果、低鉛ターンメタルは、早く剥がれ
落ち、屋根ふき材料を大気に曝すことになる。ビスマス
及びアンチモンの添加は、錫の結晶化を防いで、屋根ふ
き材料への低鉛ターンメタル結合の生ずるかもしれない
問題を排除する。本発明の他の特徴によれば、金属着色
剤は、低鉛ターンメタルに加えられて、屋根ふき材料上
の新しく適用されたターンメタルの反射性を鈍らせ、一
方ターンメタルコーティングを損なう研磨にさらに抵抗
するためにターンメタルに強さをさらに加える。新たに
適用されると、低鉛ターンメタルは、非常に反射性の輝
く銀の表面を有する。或る屋根ふき材料への適用では、
この非常に反射性の性質は、望まれない。低鉛ターンメ
タルへの金属性銅の添加により、新しくコーティングさ
れた屋根ふき材料は、鈍いしかも反射性の低い表面を示
す。金属性銅は、低鉛ターンメタルに赤っぽい色調を加
え、それは、コーティングの光反射性をかなり低下させ
る。銅は、又ターンメタルの腐食抵抗性を助ける。銅が
酸化すると、酸化物は、保護的層を形成して屋根ふき材
料を大気から防御する。銅の酸化物は、又ターンメタル
の表面を鈍い色にするのに貢献する。本発明の他の特徴
によれば、亜鉛金属は、亜鉛の酸化が、屋根ふき材料を
大気の元素から防御するのを助ける酸化亜鉛皮膜を生ず
るので、低鉛ターンメタルの腐食抵抗性に又貢献する一
方、錫に基づく合金の固さをさらに増すために加えられ
る。本発明の他の特徴によれば、低鉛ターンメタルは、
優れたハンダ付けの特徴を示し、そのため、鉛及び鉛以
外の電極を含む種々の電極は、コーティング屋根ふき材
料を互いに溶接するのに使用できる。

【００１７】本発明の主な目的は、ホット−ディップし
た錫の薄い層によりコーティングされた耐候性のステン
レス鋼屋根ふき材料の提供である。本発明の他の目的
は、錫とステンレス鋼との間に強い合金結合を形成する
ために、ステンレス鋼の錫によるホット−ディップ前に
ステンレス鋼を徹底的に酸洗いすることを提供すること
にある。又本発明の他の目的は、ステンレス鋼と錫コー
ティングとの間の結合を増すために、徹底的な酸洗い後
にステンレス鋼を化学的に活性化することを提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、錫によるステンレス鋼
のホット−ディップコーティング前にステンレス鋼の予
備処理中にステンレス鋼との酸素の相互作用を減少させ
ることを提供することにある。本発明の他の目的は、錫
コーティングを固くししかも強くするためさらに錫の結
晶化を防ぐために、非常に少量の鉛を含み好ましくは鉛
を含まずそしてアンチモン及び／又はビスマスを含む錫
コーティングである。本発明の他の目的は、より強い結
合、より腐食抵抗性しかも着色した錫コーティングを生
成する細かいしかも高密度の粒子を形成するために、ホ
ット−ディップしたコーティング錫を急速に冷却するこ
とを提供することにある。本発明の他の目的は、徹底的
な酸洗い前にステンレス鋼の表面を研磨処理することを
提供することにある。本発明の他の目的は、ステンレス
鋼上の非錫コーティング表面を排除するために、コーテ
ィングローラー上に錫金属を噴霧する錫金属噴霧ジェッ
トを提供することにある。本発明の他の目的は、錫コー
ティングの表面の曇りを加速するために、風化材料によ
りホット−ディップした錫コーティングステンレス鋼を
コーティングすることを提供することにある。本発明の
他の目的は、帯板をして錫ハンダによりハンダ付けさ
せ、そのため鉛によるハンダ付けの必要をなくす、錫コ
ーティングステンレス鋼帯板の提供である。本発明の他
の目的は、帯板が光った表面を防ぐために故意の酸化を
必要としない、上記のコーティングした帯板の提供であ
る。本発明の他の目的は、高い腐食抵抗性を有する低鉛
ターンメタルコーティングにより処理された屋根ふき材
料の提供である。本発明の他の目的は、少なくとも９０
重量％の錫及び０．１０重量％の鉛の組成を含む低鉛タ
ーンメタルにより処理された屋根ふき材料の提供であ
る。本発明の他の目的は、低鉛ターンメタルを固くしさ
らにターンメタル中の錫の結晶化を阻害するためにアン
チモン及び／又はビスマスを含む上記の低鉛ターンメタ
ルである。本発明の他の目的は、ターンメタルの強さ及
び固さを増すために亜鉛及び／又は鉄を含む低鉛ターン
メタルによりコーティングされた屋根ふき材料の提供で
ある。本発明の他の目的は、ターンメタルの表面の色を
鈍くするために、金属性銅を含む低鉛ターンメタルによ
り処理された屋根ふき材料の提供である。本発明の他の
目的は、コーティングされた基材金属シートが次にせん
断されそしてプレスで成形されて屋根のパン、冠木、桟
などを作り、それらは、次に金属シートのプレス、曲げ
又はせん断中、剥がれ又は削れなしに屋根にプレスなど
によりその場で組み立てられる、基材金属シートに適用
される低鉛ターンメタルコーティングを提供することに
ある。本発明の他の目的は、屋根ふき基材金属に適用で
き次に屋根パンに予備形成される低鉛ターンメタルコー
ティングを提供することにあり、そのパンは、次に継目
のプレス又は継目のハンダ付けによりその場で防水性の
結合に継がれる。他の目的は、屋根ふきの適用に適した
低鉛ターンメタルコーティングを提供することにある。
本発明の他の目的は、シート鋼に対して高い鉛含量を有
する従来のターンメタルコーティングに必要なのより薄
いターンメタルのコーティングを行わせる優れた腐食特
性を有する低鉛ターンメタルコーティングを提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、従来の錫−鉛ハンダ又
は非鉛ハンダによりハンダ付けできる低鉛ターンメタル
コーティングを提供することにある。これら及び他の目
的及び利点は、図面とともに以下の記述を読むことによ
り、当業者に明らかになるだろう。

【００１８】図１は、本発明の完全なホット−ディップ
錫コーティングステンレス鋼工程の断面図である。図２
は、本発明のホット−ディップ錫コーティングステンレ
ス鋼を冷却する別の工程の断面図である。図３は、金属
噴霧ジェットがステンレス鋼帯板のホット−ディップ錫
コーティング中に使用される別の態様の断面図である。
図４は、冷却水噴霧ジェットを使用することによりホッ
ト−ディップ錫コーティングステンレス鋼を冷却するた
めの好ましい態様を説明する概略側面図である。図５
は、研磨材が、酸洗い前のステンレス鋼帯板の予備処理
のための低酸素環境に関して使用される別の態様の断面
図である。図６は、キャメル−バックガイドの正面図で
ある。

【００１９】図面に関して、示すものは、本発明の好ま
しい態様のみを説明するためのものであって本発明を制
限するためのものではないが、先ず前記の図１に関する
が、ステンレス鋼シート上のホット−ディップコーティ
ング錫のための完全に新規な方法を示す。ステンレス鋼
帯板１２は、概して大きなステンレス鋼ロール１０から
ホット−ディップ錫コーティング工程に入る。一般に、
使用されるステンレス鋼は、３０４タイプステンレス鋼
であり、それは、約１８％のクロム及び約８％のニッケ
ルを含む。ステンレス鋼帯板１２の厚さは、厚さ約０．
０１５インチであるが、しかし、ステンレス鋼帯板１２
は、より薄くても良くそして約０．２インチまでの厚さ
を有する。ステンレス鋼帯板１２は、一般に１５０フィ
ート／分より遅くそして好ましくは７０−１００フィー
ト／分である速度で、一般にステンレス鋼ロール１０か
ら巻き戻される。帯板ガイド３０は、各処理工程を通し
てステンレス鋼帯板１２を適切にガイドするために、ホ
ット−ディップ錫コーティング工程全体に設けられる。
ワイヤーブラシ１６の形の研磨処理材１４は、モータに
より駆動される。ワイヤーブラシは、ステンレス鋼帯板
１２と接触して置かれ、ステンレス鋼帯板１２から外来
の目的物を除きそしてステンレス鋼帯板１２の表面を最
初にエッチングし及び／又はその表面から酸化クロムを
機械的に除く。研磨処理材１４は、任意の形を取り得る
が、好ましくはステンレス鋼帯板１２に対して傾いて、
ステンレス鋼帯板１２の適切な清浄のためにブラシ１６
とステンレス鋼帯板１２との間の必要な摩擦をもたら
す。概して、ステンレス鋼帯板１２の適切な処理が達成
されるように、ステンレス鋼帯板１２の頂部及び底部の
表面に置かれた研磨処理材１４が存在する。研磨ブラシ
１６は、概してステンレス鋼帯板１２より大きい硬度を
有する金属性材料から作られて、研磨ブラシ１６が、早
く摩耗せず、そして外来の材料の除去及び／又はステン
レス鋼帯板１２のプリ−エッチングを適切に行い得るよ
うにする。一般に、研磨ブラシ１６は、ステンレス鋼帯
板１２に追加の研磨をもたらすように、移動するステン
レス鋼帯板１２に関して反対の方向に回転する。一度ス
テンレス鋼帯板１２が研磨処理材１４を通過すると、徹
底的な酸洗い工程が開始される。ステンレス鋼帯板１２
は、低酸素気体環境２０に入る。低酸素気体環境２０
は、低酸素含有気体２２によりステンレス鋼帯板１２を
囲むことにより形成される。好ましくは、低酸素含有気
体２２は、本質的に窒素ガスよりなる。ステンレス鋼帯
板１２を囲む窒素ガスは、大気中の酸素に対するバリヤ
ーとして働き、そして研磨処理材１４により新しく露出
されたステンレス鋼帯板１２上のクロム及び鉄の酸化物
と酸素が反応することを妨げる。

【００２０】低酸素気体環境２０を離れた後のステンレ
ス鋼帯板１２は、酸洗いバット又はタンク３０に入る。
酸洗いタンク３０は、一般に、長さが約２５フィートで
あり、酸洗い溶液３２中にステンレス鋼帯板１２を完全
に浸漬するのに十分な深さのものである。酸洗い溶液３
２は、好ましくは塩酸−硝酸溶液よりなる。概して、酸
洗い溶液３２内の塩酸−硝酸の濃度は、約１０％の塩酸
及び３％の硝酸である。酸洗い溶液３２は、一般に、１
２８−１３３°Ｆの温度に維持されて、酸洗い溶液３２
が、ステンレス鋼帯板１２の表面からの酸化クロムの適
切な除去のための反応性の高い状態に保たれる。酸洗い
溶液は、又ステンレス鋼帯板１２の表面に少ないエッチ
ングを行い、それは、ステンレス鋼帯板１２の非常に小
さい表面の層を除く。酸洗いタンク３０は、好ましくは
少なくとも１個の撹拌機３４を含む。撹拌機３４は、酸
洗い溶液３２を撹拌して、均一な溶液濃度を維持し、均
一な溶液の温度を維持し、そしてステンレス鋼帯板１２
の上に形成されるかもしれない全てのガスポケットを破
壊するために設けられる。撹拌機３４は、一般に、酸洗
い溶液３２を撹拌ししかもステンレス鋼帯板１２からの
酸化クロムの除去を助ける研磨材料よりなる。概して、
撹拌機３４は、酸洗い溶液３２と反応しない材料よりな
る。酸洗い溶液の通気３６は、好ましくは酸洗いバット
３０の上方に置かれて、酸洗いバット３０から出る酸の
蒸気及び他のガスを集めそして除く。ステンレス鋼帯板
１２は、酸洗いバット３０を出た後、直ちに低酸素気体
環境２０に入る。ステンレス鋼帯板１２が酸洗いバット
３０から出た後、ステンレス鋼帯板１２は、本質的に全
ての酸化クロムを欠き、そして大気中の酸素による酸化
を非常にうけ易い。低酸素気体環境２０は、大気中の酸
素からステンレス鋼帯板１２の表面を防御し、そして全
ての酸化物が形成されるのを防ぐ。

【００２１】酸洗い溶液３２は、主として洗い落としタ
ンク４０中でステンレス鋼帯板１２から除かれる。洗い
落としタンク４０は、好ましくは水である洗い落とし溶
液４２を含む。洗い落としタンク４０中の水は、水を１
００°Ｆより高く好ましくは約１１０°Ｆに加熱するこ
とにより脱酸素される。洗い落とし溶液４２の微酸性に
より、洗い落とし溶液４２は、ステンレス鋼帯板１２の
表面の上になお存在する少量の酸化物を除く。洗い落と
しタンク４０は、一般に、長さ約２０フィートである
が、ステンレス鋼帯板１２が移動する速度に応じてより
長くてもよい。洗い落とし溶液４２は、概してステンレ
ス鋼帯板１２からの酸洗い溶液３２の除去を助けさらに
少量の酸化物の除去を増大するように、撹拌される。ス
テンレス鋼帯板１２が洗い落としタンク４０を去った
後、ステンレス鋼帯板１２は、低酸素液体環境５０に入
る。低酸素液体環境５０は、少なくとも２個の噴霧ジェ
ット５２よりなり、一つはステンレス鋼帯板１２の各側
に位置する。噴霧ジェット５２は、酸素がステンレス鋼
帯板１２の表面上のクロム及び／又は鉄と反応するのを
妨げるために、ステンレス鋼帯板１２の表面上に低酸素
含有液体５６を射出する。噴霧ジェット５２は、又洗い
落としタンク４０を出た後ステンレス鋼帯板１２上に残
るかもしれない全ての追加の酸洗い溶液３２を除く。低
酸素含有液体５６は、一般に、約１１０°Ｆの温度を有
する加熱水よりなる。低酸素液体環境５０は、ステンレ
ス鋼帯板１２の徹底的な酸洗い工程の最後の段階であ
る。

【００２２】低酸素液体環境５０を出るステンレス鋼帯
板１２は、化学的活性化タンク６０に入る。化学的活性
化タンク６０は、化学的活性化溶液６２を含み、それ
は、さらにステンレス鋼帯板１２の表面の上に残る全て
の酸化物を除く。好ましくは、化学的活性化溶液６２
は、８０−９０°Ｆの温度に維持された塩化亜鉛溶液で
ある。化学的活性化バット６０内の塩化亜鉛は、ステン
レス鋼帯板１２上の残存する酸化物を除くばかりでな
く、塩化亜鉛は、ステンレス鋼帯板１２が錫メッキタン
ク７０に入るまで、ステンレス鋼帯板１２上の酸化物形
成を防ぐ保護的な一時的なコーティングとして働く。ス
テンレス鋼帯板１２が溶融錫７６中でコーティングされ
る前、ステンレス鋼帯板１２は、錫メッキタンク７０に
位置するフラックスボックス７２に入る。フラックスボ
ックス７２は、溶融錫７６のそれより低い比重を有する
フラックス７４を含む。フラックス７４は、好ましくは
塩化亜鉛及び塩化アンモニウム溶液よりなる。好ましく
は、フラックス７４は、約５０％の塩化亜鉛及び約８％
の塩化アンモニウムを含む。フラックス７４は、ステン
レス鋼帯板１２の表面上の全ての残存酸化物の除去のた
めのステンレス鋼帯板１２の最後の予備処理工程であ
る。フラックスボックス７２を出ると、ステンレス鋼帯
板１２は、溶融錫７６に入る。錫メッキタンク７０中の
溶融錫７６は、４４９°Ｆより高く好ましくは約５９０
°Ｆの温度に維持される。錫メッキタンク７０は、パー
ム油７８が錫メッキタンク７０中の溶融錫７６の全表面
上に広がるのを防ぐのに、パーム油バリヤー８０により
好ましくは二つの室に分けられる。溶融錫７６は、約
０．０２重量％以下である鉛含量を有する。溶融錫７６
は、冷却されたとき錫コーティングの結晶化を防ぐよう
に、約０．５重量％のアンチモン及び／又はビスマスを
含む。溶融錫７６は、追加の量のアンチモン、ビスマス
又は他の金属を含むことができるが、溶融錫７６の錫含
量は、好ましくは約９９重量％である。錫メッキバット
７０を出る前に、ステンレス鋼帯板１２は、少なくとも
一組のコーティングローラー８２の間を通る。コーティ
ングローラー８２は、ステンレス鋼帯板１２の上に所望
の錫コーティング厚さを維持し、そして全ての過剰の錫
をステンレス鋼帯板１２から除く。ステンレス鋼帯板１
２上の錫コーティングの厚さは、一般に、０．０００３
−０．０５インチ好ましくは０．０１−０．０２インチ
に維持される。パーム油７８は、好ましくはコーティン
グローラー８２に近く位置する。パーム油は、溶融錫７
６の頂部上に浮遊し、錫が固化し酸化することを防ぎ、
そして又ステンレス鋼帯板１２の上に錫を適切に分配す
ることを助ける。

【００２３】別の態様では、図３は、コーティングロー
ラー８２の外側の表面上に溶融錫を射出する金属コーテ
ィングジェット８４を示す。コーティングローラー８２
上に噴霧ジェットされる溶融錫７６は、ステンレス鋼帯
板１２がコーティングローラー８２の間を移動すると
き、ステンレス鋼帯板１２に対して押されて、錫メッキ
タンク７０中の錫によりコーティングされなかったステ
ンレス鋼帯板１２上の全ての小さい表面領域を満たす。
ステンレス鋼帯板１２が錫メッキタンク７０を出た後、
錫コーティングは、少なくとも１個の冷却水ジェット噴
霧器９２により急速に冷却される。ステンレス鋼帯板１
２が、図４に示されるように、冷却水噴霧ジェット９２
の下を移動するとき、ステンレス鋼帯板１２は、図６に
示されるように、キャメル−バックガイド９０により導
かれる。キャメル−バックガイド９０は、それが、ステ
ンレス鋼帯板１２からの錫コーティングの除去を最小限
にするために、ステンレス鋼帯板１２の端のみに接触す
る、円錐状の表面により形成される二つのくぼんだ端９
１を有するようにデザインされる。図２に示されるよう
な別の態様では、ステンレス鋼帯板１２は、ステンレス
鋼帯板１２が冷却水９６中に浸漬される冷却タンク９４
中で急速に冷却される。冷却水９６は、一般に、外界温
度に維持され、そして好ましくは撹拌されて錫コーティ
ングの冷却の速度を増加させる。冷却タンク９４又は冷
却水ジェット噴霧９２の何れかによる錫コーティングの
急速な冷却は、粒子の密度の増大した細かい粒子のサイ
ズを有する錫コーティングを生成するように、達成され
る。又、錫コーティングの急速な冷却は、錫コーティン
グの表面の酸化を生じさせて、灰色の反射性の低い表面
を生成する。

【００２４】急速に冷却した後のステンレス鋼帯板１２
は、レベラ１００にかけられる。レベラ１００は、好ま
しくは、ステンレス鋼帯板１２上に均一且つ滑らかな錫
コーティングを生成する１７個のレベルローラー１０２
を含む。ステンレス鋼帯板１２がレベラ１００を出た
後、ステンレス鋼帯板１２は、せん断機１０４により所
望の帯板の長さに切断される。一度ステンレス鋼帯板１
２が錫コーティングステンレス鋼シート１３０に切断さ
れると、シートは、予備風化剤１１２によりコーティン
グされる。錫コーティングステンレス鋼シート１３０
は、好ましくは予備風化剤１１２を塗る予備風化コーテ
ィング機１１４により予備風化コーティングされる。予
備風化剤１１２は、一般に、約１−２ミルの厚さで塗ら
れるアスファルトに基づくペイントよりなる。好ましく
は、錫コーティングステンレス鋼シート１３０は、錫コ
ーティングステンレス鋼シート１３０の両面上に予備風
化剤１１２によりコーティングされる。予備風化コーテ
ィング機１１４は、予備風化噴霧器１１６により又は予
備風化貯層１１０中でコーティング機１１４を回転する
ことにより、予備風化剤１１２を塗る。予備風化剤１１
２は、加熱ランプ１２０及び／又はドライヤー１２２に
より急速に乾燥できる。錫コーティングステンレス鋼シ
ート１３０は、腐食抵抗性の大きい屋根ふき材料に予備
形成される。防水性の継目は、２枚のシートの端を互い
に折り重ねることにより形成できる。シールは、又錫ハ
ンダにより互いにハンダ付けされる。鉛を含むハンダ
は、錫ハンダと同じ品質のハンダを形成しない。

【００２５】本発明は、好ましい態様及びその別法に関
して記述された。ここに記述された態様に対する多くの
修飾及び別法は、本発明の詳しい記述を読みしかも理解
すると、当業者にそれ自体容易に示唆しているものと信
じられる。それらが本発明の範囲内に入る限り全てのこ
れらの修飾及び別法を含むことを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の完全なホット−ディップ錫コーティン
グステンレス鋼工程の断面図である。

【図２】本発明のホット−ディップ錫コーティングステ
ンレス鋼を冷却する別の工程の断面図である。

【図３】金属噴霧ジェットがステンレス鋼帯板のホット
−ディップ錫コーティング中に使用される別の態様の断
面図である。

【図４】冷却水噴霧ジェットを使用することによりホッ
ト−ディップ錫コーティングステンレス鋼を冷却するた
めの好ましい態様を説明する概略側面図である。

【図５】研磨材が、酸洗い前のステンレス鋼帯板の予備
処理のための低酸素環境に関して使用される別の態様の
断面図である。

【図６】キャメル−バックガイドの正面図である。

【符号の説明】

１０ ステンレス鋼ロール １２ ステンレス鋼帯板 １４ 研磨処理材 １６ 研磨ブラシ ２０ 低酸素気体環境 ２２ 低酸素含有ガス ３０ 酸洗いバット又はタンク ３２ 酸洗い溶液 ３４ 撹拌機 ４０ 洗い落しタンク ４２ 洗い落とし溶液 ５０ 低酸素液体環境 ５２ 噴霧ジェット ５６ 低酸素含有液体 ６０ 化学的活性化タンク ６２ 化学的活性化溶液 ７０ 錫メッキタンク ７２ フラックスボックス ７４ フラックス ７６ 溶融錫 ７８ パーム油 ８０ パーム油バリヤー ８２ コーティングローラー ８４ 金属コーティングジェット ９０ キャメル−バックガイド ９１ ガイドの端 ９２ 冷却水ジェット噴霧器 ９４ 冷却タンク ９６ 冷却水 １００ レベラ １０２ レベルローラー １０４ せん断機 １１０ 予備風化貯層 １１２ 予備風化剤 １１４ 予備風化コーティング機 １１６ 予備風化噴霧器 １２０ 加熱ランプ １２２ ドライヤー １３０ ステンレス鋼シート

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頂部、底部及び間隔のあいた端を含む、
   約０．０５０インチより薄い厚さ並びに露出した表面を
   有するステンレス鋼の帯板、並びに前記の露出した表面
   を徹底的に酸洗いした後前記の露出した表面上に０．０
   ００３−０．０５インチの範囲の厚さで沈着した錫のホ
   ット−ディップコーティングよりなる耐候性帯板屋根ふ
   き材料。
2. 【請求項２】 前記のステンレス鋼の露出した表面が、
   前記の徹底的な酸洗い前に作られる請求項１の耐候性帯
   板屋根ふき材料。
3. 【請求項３】 前記の表面の作成が、前記のステンレス
   鋼表面と研磨材との相互作用を含む請求項２の耐候性帯
   板屋根ふき材料。
4. 【請求項４】 該ステンレス鋼が、該ステンレス鋼をコ
   ーティングする前に不活性な環境におかれる請求項２の
   耐候性帯板屋根ふき材料。
5. 【請求項５】 前記の徹底的な酸洗いが、活性な酸溶液
   により該ステンレス鋼を処理し、該ステンレス鋼との酸
   素の接触を最小限にしつつ該酸処理後脱酸素流体により
   該ステンレス鋼を洗い流すことを含む請求項１の耐候性
   帯板屋根ふき材料。
6. 【請求項６】 該酸溶液が、塩酸及び硝酸の混合物を含
   む請求項５の耐候性帯板屋根ふき材料。
7. 【請求項７】 該屋根ふき材料が、錫による前記のコー
   ティング前に化学的に活性化される請求項１の耐候性帯
   板屋根ふき材料。
8. 【請求項８】 該化学的活性化が、前記の徹底的な酸洗
   いに続いて起こる塩化亜鉛による該ステンレス鋼の処理
   を含む請求項７の耐候性帯板屋根ふき材料。
9. 【請求項９】 該ステンレス鋼が、錫処理前に前錫処理
   フラックスにより処理される請求項１の耐候性帯板屋根
   ふき材料。
10. 【請求項１０】 前錫処理フラックスが、塩化亜鉛及び
    塩化アンモニウムを含む請求項９の耐候性帯板屋根ふき
    材料。
11. 【請求項１１】 前記のホット−ディップされたステン
    レス鋼が、該錫コーティング中に適切な粒経の錫を得る
    ように冷却される請求項１の耐候性帯板屋根ふき材料。
12. 【請求項１２】 該錫コーティングの厚さが、少なくと
    も一つの組のコーティングローラーによりコントロール
    される請求項１の耐候性帯板屋根ふき材料。
13. 【請求項１３】 少なくとも一つの金属噴霧ジェット
    が、該ステンレス鋼上に錫をコーティングするために使
    用される請求項１の耐候性帯板屋根ふき材料。
14. 【請求項１４】 該錫コーティングが、約０．１０重量
    ％より少ない鉛及び少なくとも９０重量％の錫よりなる
    請求項１の耐候性帯板屋根ふき材料。
15. 【請求項１５】 該錫コーティングが、以下の重量％で 錫 ９０−９９．９％ 鉛 ０．０１−０．１０％ ビスマス ０．０ −１．７％ アンチモン ０．０ −７．５％ 亜鉛 ０．００−１．５％ 鉄 ０．００−０．１％ 銅 ０．００−２．７％ を含む請求項１４のコーティングされた金属屋根ふき材
    料。
16. 【請求項１６】 前記のコーティングされたステンレス
    鋼が、耐候性材料により処理される請求項１の耐候性帯
    板屋根ふき材料。
17. 【請求項１７】 約０．２００インチより薄い厚さを有
    するステンレス鋼帯板を徹底的に酸洗いする工程、溶融
    錫により該ステンレス鋼帯板をホット−ディップコーテ
    ィングし、それにより該錫コーティングが０．０００３
    −０．０５インチの範囲の厚さを有する工程、及び該錫
    ステンレス鋼が錫コーティングされるまで該ステンレス
    鋼との酸素接触を最小限にする工程を含むホット−ディ
    ップした錫コーティングステンレス鋼耐候性帯板屋根ふ
    き材料を製造する方法。
18. 【請求項１８】 該酸洗い工程後そして該コーティング
    工程前に、該ステンレス鋼の外側の表面を化学的に活性
    化する工程をさらに含む請求項１７の方法。
19. 【請求項１９】 前記の徹底的な酸洗いの前に該ステン
    レス鋼表面を作成する工程を含む請求項１７の方法。
20. 【請求項２０】 該表面作成が、該ステンレス鋼表面と
    研磨材との間の相互作用を含む請求項１９の方法。
21. 【請求項２１】 該ステンレス鋼表面を不活性環境にお
    かれる工程を含む請求項２０の方法。
22. 【請求項２２】 前記の徹底的な酸洗いが、活性酸溶液
    により該ステンレス鋼を処理し、そして該酸処理後流体
    により該ステンレス鋼を洗い流すことを含む請求項１７
    の方法。
23. 【請求項２３】 該酸溶液は、塩酸及び硝酸の混合物を
    含む請求項２２の方法。
24. 【請求項２４】 錫処理前に該ステンレス鋼をプリ−フ
    ラックスする工程を含む請求項２２の方法。
25. 【請求項２５】 前記の錫コーティングの厚さが、少な
    くとも一つの組のコーティングローラーにより維持され
    る請求項１９の耐候性帯板屋根ふき材料。
26. 【請求項２６】 少なくとも一つの金属噴霧ジェットに
    より該ステンレス表面をコーティングする工程を含む請
    求項１９の耐候性帯板屋根ふき材料。
27. 【請求項２７】 該錫コーティング中に適切な粒経の錫
    を得るように、前記のホット−ディップされたステンレ
    ス鋼を急速に冷却する工程を含む請求項１７の耐候性帯
    板屋根ふき材料。
28. 【請求項２８】 該錫コーティングが、約０．１０重量
    ％より少ない鉛及び少なくとも９０重量％の錫を含む請
    求項１７の耐候性帯板屋根ふき材料。
29. 【請求項２９】 該錫コーティングが、以下の重量％で 錫 ９０−９９．９％ 鉛 ０．０１−０．１０％ ビスマス ０．０ −１．７％ アンチモン ０．０ −７．５％ 亜鉛 ０．００−１．５％ 鉄 ０．００−０．１％ 銅 ０．００−２．７％ を含む請求項２８のコーティングされた金属屋根ふき材
    料。
30. 【請求項３０】 前記のコーティングされたステンレス
    鋼を耐候性材料により処理する工程を含む請求項１７の
    方法。