JPH06280016A - 連続真空蒸着めっきにおけるめっき原料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 めっき浴中へのめっき原料落下速度を低減さ
せ、スプラッシュの発生を抑制し、安定な原料供給が可
能であるようなめっき原料供給装置の提供。 【構成】 真空に保持された蒸着めっき室内のめっき原
料槽に補給されためっき原料を加熱蒸発させて被めっき
材表面にめっき層を形成するように構成された連続真空
蒸着めっき設備に付設され、かつそれ自身が真空下に保
持されている原料供給部と、該原料供給部と前記真空蒸
着室内のめっき原料槽上方間を連結する粒状めっき原料
補給用のガイドパイプからなるめっき原料供給装置であ
って、前記ガイドパイプが少なくとも３箇所で屈曲し、
かつガイドパイプの排出端には衝突部材が設けられてい
ることを特徴とする連続真空蒸着めっきにおけるめっき
原料供給装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空蒸着めっき操業を連
続化するために必須のめっき原料補給機構の改良に関す
るものであり、詳細には低延性のためワイヤ状に加工が
できないＣｒ，Ｍｇ，ＳｉＯ₂ 等のめっき原料をめっき
原料浴に落下させて補給する際に、落下速度を低減させ
ることによってめっき原料浴からの飛散が起こらないよ
うにしためっき原料供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼板で代表される帯状もしくは線状の被
めっき基材に対する連続真空蒸着めっきは、近年特に注
目を集めている表面処理技術の１つである。これらの蒸
着めっきは、単一金属めっきを希望する場合、あるいは
合金めっきを希望する場合のいずれにも適用でき、また
単層・複数層の如何を問わず、さらにセラミックスの蒸
着めっき技術としても研究されている。

【０００３】めっき原料としては非常に広範囲な材料が
用いられるが、工業的には、帯状もしくは線状の被めっ
き基材を、めっき原料の蒸気が発生している真空室内に
導いてこれを走行させつつ連続的に前記蒸気を基材表面
に付着させていく方法、すなわち連続真空蒸着めっき法
を実用化させることが、生産性コスト面から見て必須で
ある。

【０００４】このような連続生産設備においては、めっ
きの進行に伴うめっき原料の消費を補い、あるいは付着
量の経時変化が発生しないようにめっき原料の補給技術
を確立することが必要である。例えばＡｌ，Ｚｒ，Ｔｉ
の様な高延性金属の場合はこれをワイヤ状に加工するこ
とが簡単であるため、真空室内の真空を破ることなく連
続的にワイヤを繰り出してめっき原料浴中に補給してい
くこと（従ってめっきの中断を伴うことなく連続蒸着め
っきを行なうこと）が可能である。図３には、ワイヤ状
めっき原料供給装置の要部破断説明図を示した。ワイヤ
状めっき原料は、原料供給装置ａからワイヤフィーダ管
ｂを経て所定の真空下に保持された蒸着室ｆ内の蒸発原
料層ｃ内に補給される。

【０００５】しかしＣｒ，Ｍｇ，ＳｉＯ₂ 等のような低
延性のめっき原料はワイヤ状に加工することができない
ので、原料槽ｃ内のめっき原料が消費されて不足状態に
なった時点でめっき作業を中断し、蒸着室ｆの開閉扉ｄ
を開いて原料槽ｃ内にめっき原料を補給した後、パッキ
ンｅにより開閉扉ｄを密閉してから蒸着室ｆ内を吸引装
置（図示せず）によって再び減圧し、蒸着めっきを再開
するというバッチ作業を採用している。

【０００６】上記のように粒状（または塊状、棒状、粉
体状があるが、以下粒状で代表する）原料のバッチ供給
方式にあっては蒸着めっき操業の中断は不可避であり、
生産性の低下並びに生産コストの上昇を招いてしまうと
いう問題があった。

【０００７】そこで蒸着室内真空を保持したまま低延性
の粒状原料を連続的、あるいは断続的に供給し得る装置
が検討されている。例えば図５には代表的なめっき原料
供給装置の要部破断説明図を示した。粒状めっき原料
は、振動フィーダ６とホッパー４等によって構成される
蒸着室１の外部定量供給部５からガイドパイプ７を通っ
て蒸発原料槽２内に落下する構成となっていて、蒸着室
の真空度を破ることなく粒状めっき原料を供給すること
が可能である。

【０００８】しかしながら図５のような供給装置の場
合、以下の問題が生じることが明らかとなった。すなわ
ち、定量供給部５より供給されためっき原料は、蒸発原
料槽２に落下するとき、定量供給部５と蒸発原料槽２の
高低差のため重力加速度によってかなりのスピードとな
っており、ガイドパイプ７先端部から蒸発原料槽２にめ
っき原料がかなり速いスピードで落下すると、 めっき原料が浴表面に突入する際に、浴のはね上がり
（スプラッシュ）が発生し、被めっき帯３にスプラッシ
ュの付着が生じ製品不良となる。この現象はめっき原料
供給時に必ず発生し、連続生産を阻害する大きな要因と
なっている。 めっき原料が浴表面に突入する際に、突入時の速度に
よって突入位置が変わるため、場合によっては溶解領域
２２を超えて蒸発領域２３に落下することがある。めっ
き原料が直接蒸発領域に落下すると、この領域の表面温
度が低下し蒸発が不安定となり、蒸発量の変動およびめ
っき付着量の変動を引き起こす。 という不都合が生じるのである。

【０００９】これらの不都合をなくすために、定量供給
部５と蒸発原料槽２の高低差をできるだけ小さくし、ガ
イドパイプ７の傾斜角度θを小さくするという手段を採
用すると、今度はめっき原料が落下せずにガイドパイプ
７内に詰まってしまい安定供給ができなくなるという問
題が生じていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの事情
に着目してなされたものであって、粒状原料を連続的に
補給し得る原料供給装置において、めっき浴中へのめっ
き原料落下速度を低減させ、スプラッシュの発生を抑制
し、安定な原料供給が可能である様なめっき原料供給装
置の提供を目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明のめっき原料供給装置とは、真空に保持
された蒸着めっき室内のめっき原料槽に補給されためっ
き原料を加熱蒸発させて被めっき材表面にめっき層を形
成するように構成された連続真空蒸着めっき設備に付設
され、かつそれ自身が真空下に保持されている原料供給
部と、該原料供給部と前記真空蒸着室内のめっき原料槽
上方間を連結する粒状めっき原料補給用のガイドパイプ
からなるめっき原料供給装置であって、前記ガイドパイ
プが少なくとも３箇所で屈曲し、かつガイドパイプの排
出端には衝突部材が設けられていることを要旨とするも
のである。

【００１２】

【作用】本発明の装置は、真空に保持された蒸着めっき
室と連通される粒状めっき原料供給装置を真空下に保持
することを基本構成としている。そのため蒸着めっき室
内の真空度は、粒状めっき原料を蒸着めっき室内に装入
している間も所望の真空度に維持され、連続蒸着めっき
を安定な品質を保証しつつ継続して実施できる。

【００１３】本発明の装置の大きな特徴は、めっき原料
落下速度を低減させるために、原料補給用ガイドパイプ
を少なくとも３箇所屈曲させ、さらにガイドパイプ排出
端に衝突部材を設けた点にある。すなわち、めっき原料
は原料供給部からめっき原料槽へ至るまでに、ガイドパ
イプの３箇所以上の屈曲部でパイプ内壁と衝突しながら
スピードを弱め、なおかつめっき原料槽に落下する直前
に衝突部材に衝突することによって、めっき原料槽のめ
っき浴中に緩やかな速度で常に定位置に落下するという
作用を有する。従って、前記課題を解決することがで
き、スプラッシュの発生のない、安定かつ良好な連続蒸
着めっきを行なえることとなった。

【００１４】

【実施例】図１には、本発明の装置の代表的な実施例を
示す説明図を示した。図１は側面概略説明図、図２は要
部拡大説明図を示す。蒸着めっき室１外部に設置されて
いる粒状用めっき原料の定量供給部５は、ホッパー４と
振動フィーダ６により構成されており、所定の真空下に
保持されている。この振動フィーダ方式の定量供給部５
から供給されためっき原料は、蒸着めっき室１の壁を貫
通しているガイドパイプ７を介して蒸発原料槽２の中の
原料浴２１に供給される。

【００１５】このガイドパイプ７はＡ、Ｂ、Ｃの３箇所
の屈曲部を有している。定量供給部５より供給されため
っき原料は蒸発原料槽２に落下するまでに、この３箇所
の屈曲部における衝突によって落下速度が低減される。
さらに、ガイドパイプ７の排出端１４は図２に示したよ
うな構造となっていて、蒸発原料槽２にめっき原料１６
が突入する直前に衝突部材である衝突板１５に衝突し速
度を大きく低減させると共にガイドパイプ７の先端部直
下にめっき原料が落下する。衝突部材はガイドパイプ内
を転がり落ちてきためっき原料が衝突して、その速度を
低減させることができれば、その形状は特に限定され
ず、垂直板の他に適宜設計変更することができる。

【００１６】本実施例では、ガイドパイプ７の傾斜角は
２５度に設定したが代表的なめっき原料について、ガイ
ドパイプの傾斜角度を変化させたときに供給されたこれ
らのめっき原料がパイプ内をスムーズに転がり落ちるか
を実験し、その結果を表１〜３に示した。表１，２，３
はそれぞれ昇華性原料の代表であるＣｒ，Ｍｇ，ＳｉＯ
_X についての実験結果である。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】表１〜３から、パイプの傾斜角度を２５度
以上とすることによりすべてのめっき原料がスムーズに
転がり落ちることがわかるが、原料供給量や原料種によ
って転がり状況は若干異なるのでパイプの傾斜角度を適
宜選択すれば良い。

【００２１】図４には、本発明の他の実施例の概略説明
図を示した。実施例では定量供給装置５が比較的高い位
置に設けられているので、ガイドパイプ７には屈曲部が
Ａ〜Ｅの５箇所に設けられ、めっき原料のスピード低減
を図っている。また、ガイドパイプ先端部１４は、図の
ように曲管になっており、曲管の内壁が衝突部材となる
構成を採用している。

【００２２】このように本発明装置ではめっき原料が蒸
発原料槽に突入する速度を大きく低減することができる
ため、めっき浴面からの浴のはね上がり（スプラッシ
ュ）をほぼ防止することが可能となり、めっき表面に損
傷を及ぼすことがなくなった。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、ワイヤ状に加工することができない様な低延性のめ
っき原料であっても、連続蒸着めっき操業の継続・安定
実施に悪影響を与えずに連続的補給を行なうことが可能
となった。まためっき原料が蒸発原料槽に落下突入する
ときに発生する浴のスプラッシュを抑制することがで
き、落下位置も常に一定となったため、安定した品質の
美麗な蒸着めっき材を生産性良く製造することができ
る。本発明はもちろん低延性以外のめっき原料にも応用
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置例の側面概略説明図である。

【図２】本発明装置例の要部拡大説明図である。

【図３】ワイヤ状めっき原料供給装置の要部説明図であ
る。

【図４】本発明装置の他の実施例の側面概略説明図であ
る。

【図５】従来装置例の側面概略説明図である。

【符号の説明】

１ 真空蒸着めっき室 ２ めっき原料槽 ２１ 蒸発原料浴 ２２ 溶解領域 ２３ 蒸発領域 ３ 被めっき材 ４ ホッパー ５ めっき原料供給部 ６ 振動フィーダ ７ ガイドパイプ １４ ガイドパイプ排出端 １５ 衝突部材 １６ 粒状めっき原料 Ａ〜Ｅ 屈曲部 ａ ワイヤ状原料供給装置 ｂ ワイヤフィーダ管 ｃ 蒸発原料槽 ｄ 開閉扉 ｅ パッキン ｆ 真空蒸着室

フロントページの続き (72)発明者 入江 広司 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 綾部 東太 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空に保持された蒸着めっき室内のめっ
   き原料槽に補給されためっき原料を加熱蒸発させて被め
   っき材表面にめっき層を形成するように構成された連続
   真空蒸着めっき設備に付設され、かつそれ自身が真空下
   に保持されている原料供給部と、該原料供給部と前記真
   空蒸着室内のめっき原料槽上方間を連結する粒状めっき
   原料補給用のガイドパイプからなるめっき原料供給装置
   であって、前記ガイドパイプが少なくとも３箇所で屈曲
   し、かつガイドパイプの排出端には衝突部材が設けられ
   ていることを特徴とする連続真空蒸着めっきにおけるめ
   っき原料供給装置。