JPS5918477B2 - 金属表面化成処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属表面化成処理法、更に詳しくは、帯状金属
を連続的に搬送しながら浸漬式にて化成処理するに当り
、該金属面の化成処理液との接触時間を新規な方法によ
つて調節する方法に関する。

従来、帯状金属を浸漬式にて連続に化成処理する場合、
該金属面と化成処理液の接触時間を変化させて化成皮膜
量を調節するには、一般に該金属面の化成処理液中の浸
漬通過速度を変化させることが採用されていた。そして
、この金属面の化成処理液との接触時間を変化調節する
ことに関し、更に融通性をもたせ得る技術として、特公
昭５０−２３８０号に開示の発明が挙げられる。この発
明によれば、金属面が浸漬通過する化成処理液の浸漬域
の長さを変化させることによつて、上記接触時間が調節
される。合わせて、かかる浸漬域の長さを変化させ得る
化成処理装置として、（ａ）所定長の処理槽内にその長
さ方向（および金属面の移動方向）に平行に移動し得る
可動仕切壁を設け、該仕切壁のいずれかの側に形成され
た浸漬域に化成処理液を収容し、処理槽の前後両壁およ
び仕切壁に設けた開口を通じて金属面を搬送しながら、
上記仕切壁の移動によつて上記接触時間を調節する装置
、（ｂ）所定長の処理槽内にこれを横断分割する複数の
固定中間壁を設け、該中間壁によつて形成された浸漬域
のいくつかに化成処理液を収容し、処理槽の前後両壁お
よび中間壁に設けた開口を通じて金属面を搬送しながら
、化成処理液を収容した浸漬域の数を変化させることに
よつて上記接触時間を調節する装置、（ｃ）所定長の処
理槽内にこれを横断分割する複数の折りたたみ可能な壁
を設け、該壁のいくつかの折りたたみによつて連通形成
された浸漬域に化成処理液を収容し、処理槽の前後両壁
および未折りたたみ壁に設けた開口を通じて金属面を搬
送しながら、上記壁の折りたたみ個数を変化させること
によつて上記接触時間を調節する装置、および（ｄ）処
理槽が互いに望遠鏡式に嵌合した少なくとも二つの可動
部分から成り、その内部に化成処理液を収容し、処理槽
の前後両壁に設けた開口を通じて金属面を搬送しながら
、上記可動部分の変位によつて上記接触時間を調節する
装置が、上記発明に開示されている。このように上記発
明は、浸漬域自体の長さ、換言すれば処理槽の長さを変
化させることによつて、金属面の化成処理液に対する接
触時間を調節することに特色を備えている。

しかし、上記各装置においては、可動部材（例えば（ａ
）の仕切壁、（ｃ）の折りたたみ可能な壁、（ｄ）の二
つの可動部分）が化成処理液と直接接触するために、生
成スラツジの付着等によつてその円滑な可能を確保でき
なくなる可能性が大であるので、当該装置を産業上実際
に使用することは適当でない。また、処理槽内を複数に
分割し、処理槽の前後両壁のみならず分割手段にも金属
面通過のための開口を設けることは、当該装置の複雑化
を招くだけである。更に、処理槽の前後両壁の開口等か
ら漏れる処理液を受けるための他の処理液槽を必要とし
、いわゆる二重槽を構成しなければならないので、同様
に装置の複雑化を招く。従つて、以上の点から上記発明
を産業上有利に採用することは困難と認められる。本発
明は以上の従来技術の問題点を解決するものであり、浸
漬域自体の長さ今変化させて金属面の化成処理液に対す
る接触時間を制御する従来技術に対して、金属面自体の
浸漬域に対する浸漬長さを変化させて同様な制御を行う
技術に係り、産業上実用的な技術を提供するものである
。即ち、本発明によれば、所定長さの処理槽に収容した
化成処理液に、処理槽の長さ方向に沿つて帯状金属面を
連続的に水平に浸漬通過させて、該金属面に化成処理を
施すに当り、金属面を下方に屈曲案内して処理液に浸入
させる位置と上方に屈曲案内して処理液から取出す位置
とを水平状態で相対的に接近または離隔させることによ
り、金属面の処理液における浸漬長さを変化させて、金
属面の処理液との接触時間を制御し、且つ浸漬通過中の
金属面と該金属面近傍の処理液との間の相対的速度差が
５０ｍ／Ｍｉｎ以下の範囲となるように、金属面近傍の
処理液を移動させながら処理を行うことを特徴とする方
法が提供される。

次に添付図面を参照して、上記本発明方法を実施するの
に有利な装置を具体的に説明する。

第１図〜第３図において、処理槽１は図中１で示す如く
所定長さを有する箱型のものであつてよく、これに化成
処理液２が収容されて所定長さの浸漬域が構成されてい
る。Ａは槽１の上方をその長さ方向に治つて連続的に水
平に搬送される帯状金属であつて、槽１の（図面におけ
る）左側部分において処理液中に浸入され、この中を水
平状態で浸漬通過した後、槽１の右側部分において処理
液から取出され、そのまま槽１の上方を次工程に向けて
搬送される。上記金属Ａの処理液への浸入手段１１およ
び処理液からの取出手段１１１は、それぞれ３，４で示
される。

浸入手段３は、金属Ａを浸入位置前方においての処理液
上方で支えるロール５と、該ロール５の後方に位置し、
金属を下方に屈曲案内して浸入させた後これを処理液中
で押えるロール６とから基本的には構成される。取出手
段４も基本的には、ロール６に相当する前方の押えロー
ル７と、口ール５に相当する後方の支えロール８とによ
つて構成される。ロール６，７によつて処理液中に水平
に浸漬された金属Ａは、液面下１０〜３０１！Ｔｍ程度
の範囲に位置すればよい。従つて、ロール５，６，７，
８のそれぞれの径を適切に選定すれば（例えばロール６
，７にあつては直径２５０７１ｔ７１Ｌ以上にする）、
それらの各回転軸（即ち、可動部材）が処理液に接触し
ないようにすることができ、その結果、該部材が処理液
に接触することによつて生ずる上述の公知発明の問題点
は解消される。ロール５と６または７と８の間の位置関
係は、水平距離において大きいことが好ましく、例えば
１ｍ以上であれば充分である。

このような観点に基づいて図示の場合は、ロール５，８
の直径を１５０１１１１ロール６，７の直径を２５０ｕ
１とし、上記水平距離を１ｍとして、金属Ａの浸入角度
および取出角度がそれぞれ１１度となるように設定して
ある。これらの角度は、処理対象の金属Ａの性状に応じ
て適宜選定されてよいが、浸漬処理中の金属Ａの搬送の
容易性、処理仕上がり面に対する影響を考慮して、可能
な限り小さく取る方が好ましい。また、上記ロール５，
６，７，８は耐薬品性の優れたものがよく、例えば通常
市販されているネオプレン（ポリクロロプレン）、ハイ
パロン（フロロスルホン化ポリエチレン）製のものが好
適で、その硬度は４０〜８０程度のものがよい。本発明
における金属面の処理液における浸漬長さを変化させる
には、上記浸入手段３および／または取出手段４を水平
に移動させて、両者を相対的に接近または離隔させる。
図示の場合は、浸入手段３が移動可能で、取出手段４が
位置固定の例を示す。浸入手段３を移動させる手段１は
、例えば以下のように構成されてよい。ロール５，６を
槽１の両外側に位置する移動フレーム１１ａ，１１ｂに
従動回転可能に軸支する。

この移動フレーム１１ａには、その上部外側に車輪１２
ａ，１３ａが、下部外側にギヤ１４ａ，１５ａがそれぞ
れ回転可能に設けられている。車輪１２ａ，１３ａは水
平フレーム１６ａの下面に設けた断面口字型のレール１
７ａに係合されており、ギヤ１４ａ，１５ａは他の水平
フレーム１８ａの上面に設けたラツク１９ａに係合され
ている。ギヤの一方１５ａは他のギヤ２０ａに係合し、
これは移動フレーム１１ａに支持される可逆回転可能な
電動機２１ａに減速機２２ａを介して連結されている。
他方の移動フレーム１１ｂにも上記移動フレーム１１ａ
の各部材に相当する各部材１２ｂ〜２２ｂ（一部図示せ
ず）が配置され、同一機構が採用されている。そして、
両電動機は、移動フレーム１１ａ，１１ｂの水平往復運
動にズレを生じないように同調して機能するようにして
ある。なお、この浸入手段３の運動停止位置が予め設定
されている場合には、通常のリレー回路を採用し、金属
面の処理液における浸漬長さを変化させることを自動化
してもよい。また、取出手段４を移動可能にするには、
上述の構成がそのまま採用されてよいことは言うまでも
ない。なお、ロール５，８の上下方向への支持位置は固
定されていてもよいが、ロール６，７にあつては通常の
手段（例えば油圧シリンダ、空気シリンダ）（図示せず
）によつて上下動可能に支持されていることが有利であ
る。

ロール６，７を上昇させて金属Ａに対する押えを解除す
ると、金属Ａを搬送しながら浸漬処理を一時中断しそし
て浸入手段３を移動させて金属Ａの浸漬長さを変更する
場合、該浸入手段３に金属Ａによる負荷がかからないの
で、その機構上有利であると共に、その移動を円滑に実
施できるからである。勿論、図示の装置の場合には、ロ
ール６のみを上下動可能に支持するようにしてもよい。
以上の構成から成る本発明において、例えば第１図に鎖
線で示す位置の浸入手段３と取出手段４の間で所定の浸
漬処理を行つた後、金属Ａの処理液に対する浸漬長さを
変化させて両者の接触時間を調整するには、次のように
すればよい。

ロール６および必要に応じてロール７を上昇させてそれ
らの金属Ａに対する押えを解除し、次いで上記両電動機
を駆動させて浸入手段３を水平に移動させ、例えば図中
点線で示す所定位置に達するとこれを停止させ、次いで
ロール６，７を元の位置まで下降させて金属Ａを再び処
理液中に押えればよい。その間、金属Ａは搬送中であつ
てもよいし、なくてもよい。以上の本発明によれば、ロ
ール５，６，７，８の回転軸の如き可動部材は処理液と
接触しないように配置できるので、それらに特別なシー
ル構造を採用しなくとも、金属面の処理液に対する浸漬
長さを変化させて両者の接触時間を制御することを、常
に簡易に実帷できるようになる。

しかも、処理槽は所定長さの箱型のものであればよいの
で、上記接触時間の制御を可能にするのに、その構造の
複雑化を招くおそれもない。更に、上記接触時間の匍脚
を、処理槽（即ち、浸漬域）の所定長さ全体にわたつて
ほぼしかも無段的に実施することができる。上記本発明
に係る分野においては、一般に金属Ａの搬送に高速度が
採用される。

具体的には、厚さ０．１〜２．０ｍｍ１幅１５５０ｍｍ
までの金属Ａが平均速度において通常は８０ｍ／Ｍｉｎ
ｌ高速の場合は１２０ｍ／Ｍｉｎで搬送され、場合によ
つては１５０ｍ／ｍ！ｎに達する速度で搬送される。と
ころで、本発明において、このような高速搬送を実施す
ると、その速度によつては処理液中を浸漬通過中の金属
に働く浮力によつて、該金属が処理液面上に浮上し、そ
の表面の露出により、満足な処理を達成できなくなるお
それを生ずる。例えば幅１０００ｍｍの金属を８０ｍ／
Ｍｉｎの速度で搬送しながら、ロールＧと７の間隔が５
ｍ以上において液面下３００１１以下の位置でもつて浸
漬通過させると、上記現象が発生する。しかも、この現
象の発生は、上記金属の幅が増大すればする程はげしく
なる。上記現象の発生を解消するには、金属の幅および
ロール６と７の間隔の長さに関係なく、特に上記の如く
液面下１０〜３０１１程度の位置を浸漬通過中の金属の
場合にあつては、この金属と該金属の近傍の処理液との
間の相対的速度差を一般に５０ｍ／Ｍｉｎ以下、好まし
くは２０ｍ．／／Ｍｉｎ以下に低下せしめればよいので
あるが、そのために金属自体の搬送速度を低下させるこ
とは、処理効率の点から採用され難い。従つて、本発明
では、他の観点からこの問題を解決できるようにしてい
る。即ち、浸漬通過中の金属の近傍の処理液を、金属の
搬送方向と同方向に移動させて、上記相対的速度差を低
下させる。そのためには、処理槽１の前方や両側の内壁
および／または底に、金属Ａ１浸入手段３および取出手
段４の運動に支障を来たさないように、処理液２を後方
に噴出するノズル付ライザーを配置し、これによる処理
液の噴出量を調整するようにすればよい。第１図に示す
槽１は、上述の点を考慮して構成されていると共に、加
えて化成処理によつて発生するスラツジを集積し槽外に
取出すことができるように構成されている。

即ち、槽１はその長さ方向の断面において、図示の如く
その底３１が後方に向けて下方に傾斜するように構成さ
れている。この傾斜角度は、沈降したスラツヂの移動が
満足に行われる角度でよく、一般には２〜１０度の範囲
で適当に選定されてよい。槽１の最後部の底には凹部が
形成されていて、スラツジ回収槽３２とされている。ま
た、槽１の後方には、セキ３３を介してオーバーフロー
槽３４が付設されている。このセキ３３は、浸漬通過中
の金属Ａが液面下適当位置に位置するように、液面高さ
を調整可能に動作できることが好ましい。槽内の底３１
付近には、ノズル付ライザー３５が配置されている。こ
のライザー３５は槽１の長さ方向に直角に適当間隔を置
いて配置され、それらのノズルは後方に向けて処理液を
噴出するようになつている。このライザー３５による処
理液の後方への流れは、スラツヂの集積という点に主点
を置けば、底部において０．３〜１ｍ／ＳｅｃＯ）範囲
が好ましいことが判明している。この処理液の流れによ
つて、沈降スラツジは後方に移動せしめられ、回収槽３
２に集積される。また、該流れが、浸漬通過中の金属の
搬送速度に対する近傍処理液の相対的速度差を低下せし
める。従つて、ライザー３５の配置間隔および個数、ノ
ズルの形状および配置個数、処理液の噴出圧等は、以上
の目的が達成される範囲内において適宜選定されてよい
。なお、上記相対的速度差の一層の低下を補足するため
に、例えば処理槽１の両側壁に独立したノズル付ライザ
ー（図示せず）の付設が採用されてもよい。上記ライザ
ー３５は、オーバーフロー槽３４の側壁に連通するポン
プ３６付き管３７より分岐し、熱交換器３８を設けられ
た管３９が接続されていて、オーバーフロー槽３４の処
理液が所定温度に調整された後供給されるようになつて
いる。

なお、処理液の温度調整には、熱交換器３８に代え、槽
１内に直接蒸気を送入したり、また槽１内に化成処理の
障害とならないように蛇管を設けることによつて実施さ
れてもよい。スラツジ回収槽３２とオーバーフロー槽３
４の底部にはそれぞれ管４０，４１が接続され、これら
は管４２に接続し、該管４２にはポンプ４３およびフイ
ルタ一４４が付設されている。従つて、スラツジ回収槽
３２とオーバーフロー槽３４の処理液中のスラツジはフ
イルタ一４４で系外に排出される。一方、ｆ液は、再び
オーバーフロー槽３４にもどされてもよく、また図示の
如く、金属Ａの処理液からの取出位置に設けられた洗浄
用ライザー４５に供給して、取出された直後の金属表面
に残留しているスラツジを洗い落し、清浄な処理面を得
るために使用されてもよい。上記ライザー４５は、金属
Ａに対して上面のみならず下面に設けられてもよい。上
記管３７により分岐した他の管４６には、他の洗浄用ラ
イザー４７が接続されている。このライザー４７は、金
属Ａの処理液からの取出直前の上方位置に配置されてい
て、噴出された処理液が金属Ａに充分に達して、付着ス
ラツジを除去できるようにしてある。これにより、金属
Ａに付着するスラツジがロール７によつて金属表面に圧
着されることを事前に防止することができる。４８は槽
１および３４に設けられた蓋であり、ダクト４９が立設
されている。

このダクト４９には、工リミネータ５０およびフアン５
１が設けられている。従つて、槽１，３４で発生したミ
ストおよび蒸気はフアン５１によつてダクト４９内に吸
引され、ミストは工リミネータ５０によつて分離除去さ
れ、槽１，３４に回収され、他方蒸気は系外に排出され
る。この排気設備を設けることにより、多段水洗を組合
わせた化成処理において閉回路方式の採用が容易となる
。なお、ダクト４９は、ミストが多量に発生するライザ
ー４７の付近に設けることが望ましい。槽１の前後には
、絞りロール（例えば５２）を設けてもよい。以上の構
成から成る本発明にあつて、化成処理液としては従来公
知のものが使用されてよく、また金属Ａの素材としては
鉄、亜鉛、アルミニウムおよびそれらを主成分とする各
種合金が使用されてよい。

次に、具体的化成処理例を挙げる。

例 １（第１〜３図参照） 市販のリン酸亜鉛化成処理剤（日本ペイント社製「グラ
ノヂン４６Ｎ−２３］）を使用して調製した処理液（全
酸度８、酸比８、温度７０℃）を収容した処理槽に、０
．３５ｍ７７！厚の亜鉛鋼板を６０ｍ／Ｍｉｎの速度で
搬送しながら、浸入手段３を移動させて浸漬時間が１０
秒となるように調節して、化成処理を行つた。

皮膜量１９／ＷｌＯ次いで、亜鉛鋼板の搬送速度を９０
ｍ／Ｍｌｎに変えると共に、浸入手段３を移動させて浸
漬時間が１５秒となるように調節して同様に化成処理を
行つた。

皮膜量１ｆ１／７ｒＩ０なお、この場合、槽内処理液を
約７０ｍ／Ｍｉｎの速度で後方に移動循環させた。これ
により、槽内沈降スラツジが満足に系外に取出され、ま
た浸漬通過中の亜鉛鋼板の処理液に対する相対速度は約
２０ｍ石１ｎになつた。以上の例１によつて得られた化
成処理板の性能は、第１表に示す通りである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示す一部断
面側面図、第２図は浸入手段の要部を示す一部省略正面
図、第３図はその一部省略側面図、Ａは帯状金属、１は
処理槽、３は浸入手段、４は取出手段、５，８は支えロ
ール、６，７は押えロール、１１ａ，１１ｂは移動フレ
ーム、３５はノズル付ライザー、４５，４７は洗浄用ラ
イザーを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定長さの処理槽に収容した化成処理液に、処理槽
   の長さ方向に沿つて帯状金属面を連続的に水平に浸漬通
   過させて、該金属面に化成処理を施すに当り、金属面を
   下方に屈曲案内して処理液に浸入させる位置と上方に屈
   曲案内して処理液から取出す位置とを水平状態で相対的
   に接近または離隔させることにより、金属面の処理液に
   おける浸漬長さを変化させて、金属面の処理液との接触
   時間を制御し、且つ浸漬通過中の金属面と該金属面近傍
   の処理液との間の相対的速度差が５０ｍ／ｍｉｎ以下の
   範囲となるように、金属面近傍の処理液を移動させなが
   ら処理を行うことを特徴とする方法。