JPS6086218A - インラインにおける溶融亜鉛めつき鋼帯の過時効処理方法 - 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】 この発明は、インラインにおける溶融亜鉛めっき鋼帯の
過時効処理方法の改良に関する。

溶融めっき銅帯の連続過時効処理は、溶融めっき直後の
銅帯を所定雰囲気及び温度に保たれた熱処理炉を通過さ
せることにより、めっき＠帯中に過飽和に存在している
固溶炭素の粒界析出を促進させ、めっき鋼帯の軟質化を
図るものである。

こうしためつき作業と並行した連続過時効処理は、一旦
コイルに巻き取ってからのバッチ式焼鈍法と比較し、工
程の省略が図れるため製造能率の向上にとって望ましい
方法である。

第１図はこのような連続過時効処理工程の一例を示すも
ので、連続溶融亜鉛めっき設備（１）に過時効処理炉（
２）が設けられ、銅帯（３）を溶融亜鉛めっき浴（４）
中に浸漬してめっきし、その後これを連続的に過時効処
理するものである。該工程ではめっき鋼帯（３）を必要
熱処理時間過時効処理炉（２）中に保持させる必要があ
るが、スペース削減の観点から通常同図に示すように前
記処理炉（２）内折返しの通板方法をとシ、このために
多数のハースロール（５）が必要となる。このハースロ
ール（５）については、約３００〜４５０°０の雰囲気
で使用し、又約３００〜４１５°０のめっき鋼帯（３）
と接触するために適度の耐熱性とめつき金属のロール（
５）表面への付着（以下、ピックアップという）を生じ
させない性能が要求される。

従来、過時効処理工程における熱処理炉では、鉄系又は
合金系の鋼製ロール、セラミックロール等が使用され、
これらはその用途の観点から耐熱性の面では問題がない
が、耐ピツクアツプ性の面からは多々問題がある。即ち
、鋼製ロールでは、めっき金属表面との連続接触によっ
てロール表面とめっき金属の相互拡散現象（合金化反応
）によるロール表面への強固なピックアップが生じ、運
転時間の経過に従ってピックアツプ量が増大してゆくと
いう現象が認められる。又、表面にアルミナ等のコーテ
ィングを施したセラミックロールでは、表面とめつき金
属間の合金化反応は生じないものの、表面の凹部に亜鉛
が噛み込み、ここを拠点に付着亜鉛が成長しピックアッ
プの発生を免れ得ない。

こうしためつき金属のピックアップが生ずると、めっき
銅帯への押し傷、ロール表面からめつき表面へのピック
アップの逆転写などが発生し、製品の商品価値を著しく
低下させると同時に、ロール表面に強固に密着したピッ
クアップの除去、又はロール交換のためにライン停止が
必要となり、生産性の著しい低下を生じさせる。

以上のような問題を解決する先行技術としては特公昭５
７−３２１０３号「溶融亜鉛メッキ銅帯の過時効処理法
」中に鉱物性繊維とフェノール樹脂からなるロールを使
用することが提案されているが、フェノール樹脂の特性
から酸素存在下では表面が酸化されやすく、所定の不活
性雰囲気下（一定の酸素濃度以下）でその操業を行なわ
ねばならず、操業設備が大がかシなものとなる欠点があ
わ、常に操業条件の管理調整を行なう必要がある。しか
もフェノール樹脂そのものが耐化学薬品性に劣っている
ため、長時間の操業によりロールに発生した微量のピッ
クアップを酸またはアルカリ液によシ除去することがで
きず、メインテナンスがむずかしいという欠点がある。

本発明は以上のような従来例及び先行技術の欠点を改善
するためになされたもので、適度の耐熱性及び耐化学薬
品性を有し、耐ピツクアツプ性に優れた素材をその表面
に用いたロールを過時効処理炉に設置されるハースロー
ルとして使用し、酸素存在下でも操業できる過時効処理
方法を提供しようとするものである。

一方、亜鉛めっき鋼帯が一定温度（亜鉛の融点）付近に
なった場合、その銅帯表面に亜鉛の半溶融あるいは局部
的溶融が生ずるため、前記のよりなハースロールを使用
してもピックアップの発生は避けられず、めっき銅帯へ
のピックアップの逆転写、押缶発生の原因となる。その
ため第２発明は、第１発明において使用するハースロー
ル内部を冷却して該亜鉛めっき銅帯の過時効処理を行な
う方法を提供しようとするものである。

次に第１発明の詳細な説明する。即ち本発明は、連続溶
融亜鉛めっき設備に過時効処理炉を設けたインラインに
おいて、溶融亜鉛めっき＠帯を過時効処理するにあたシ
、耐熱性耐化学薬品性繊維にゴムバインダ及び無機充填
材を混和加流した素材をロール表面に用いたものを過時
効処理炉内に設置されるハースロールとして使用し、前
記溶融亜鉛めっき鋼帯の過時効処理を行なうものである
。

以上の工程で使用されるハースロールの表面素材として
用いられる耐熱性化学薬品性繊維としては耐熱性、柔軟
性、弾性及びピックアップ除去時に必要となる耐化学薬
品性を有するものであればよく、長繊維クリソクイル石
綿及びそれ以外にも石綿としては、短繊維クリソタイル
石綿、青石綿またはガラス繊維、珪累ファイバ、？１ｌ
ｉｌｌ素ファイバ、炭素繊維、金属繊維やこれらの繊維
の混合使用が十分可能である。また上記の壓載維にポリ
イミド繊維、アラミツド繊維等の耐熱性有機繊維を適量
混合しても良い。

さらに主材の繊維に混和するゴムバインダトシては天然
ゴム、スチレンブタニンゴム、ニトリルブタジェンゴム
などが使用可能である。

また、無機充填材としては、イオウ、加硫促進剤、亜鉛
華、カーボンなどが使用される。

耐熱性耐化学薬品性繊維、ゴムバインダ及び無機充填材
の混合比率は、特に本発明を規定するものでなく、用途
に応じた混合が可能であるが、おおむね耐熱性耐化学薬
品性繊維６０重重量風上、ゴムバインダ２０重量−以下
、無機充填材残部となるように調整する。

ゴムバインダは繊維の結合剤になるもので２０重量％以
下で充分である。繊維量は成形体の耐熱性を付与するも
ので多い方がよいが最大９５重証係以下にするのが好ま
しい。

また、ハースロール（５）の代表的な製造法を耐熱性耐
化学薬品性繊維として長繊維クリソタイル石綿を使用し
た場合の２例について夫々第２図及び第３図を用いて説
明する０まず第１の製造法は、前記長繊維クリツタイル
石綿を主材とし、これにゴムバインダ及び無機充填材を
混和加流したとζろの素材を加熱ロールでシート状に加
工した材料（以下、石綿ジヨイントシールという）を使
用するもので次のようにして製造する。即ち、前記のよ
うに製作した石綿ジヨイントシート（６）を詔２図に示
すように同心円環状に打ち抜き、これを別に製作し、た
任意寸法のロール芯金（７）に所定寸法まで積層する。

次いで積層シート（６）をプレス機等により強く圧縮し
、さらに熱処理炉内で焼成成形を行なった後、着面に根
株加工を施して、所定の表面粗度に仕上げる。

第２の製造法は、前記長繊維クリソクイル石綿を主材と
する素材を、ロール金型内で溶融しロール形状に成形す
るもので、次のようにして製造する。即ち、前記長繊維
クリソタイル石綿ど、ゴムバインダ及び無機充填材の混
合材料を、別に製作した任意寸法のロール金型に詰め込
んだ後、加熱プレス機によシ一定圧力と温度に一定時間
保持する。次いで金型よシ取り出し最終成形加熱を行な
う。さらにこの成フ杉加熱材（８）を驚３図に示すよら
に冑１に製作したロール芯金（７）にはめ込む。第１の
製造法及び第２の製造法によるロールの特徴は、前者が
多数の石綿ジヨイントシート（６）の積層によるものの
ため、第２図に示すようにシート間の境界部がロール表
面に現われるのに対し、後者の全型内溶融成形によれば
第３図に示すように、境界部のない連続的な表面層（９
）が得られることである。また、これらの製造法の違い
によシ、前者は表面がやや粗いが表面硬度は高く耐摩耗
性に優れるのに対し、後者は表面は非常に滑らかである
が、前者と比較し表面硬度がやや落ち、耐摩耗性もやや
低下するという特徴を持つに至る。しかし、これらの差
異は通時効処理用ハースロール（５）としての適性上問
題と碌ることはなく、両ロールとも十分使用可能で；／
）’）％　Ｍ択に際しては、使用時に要求される性能を
重視して決定すれば良い。以上説明した本発明の処理方
法に使用するハースロール（５）は、その成分的にめっ
き全編と合金化反応を生ずるものでなく、また表面は適
度々硬度と平滑度を有するため凹部による亜鉛の噛み込
みも生ぜず、またゴムバインダの効果によシ、めっき銅
帯（３）との接触時の摩擦係数が高く銅帯（３）とのス
リップが起こシにくいため、鋼製ロールや、セラミック
ロールで見られるスリップによるめっき銅帯（３）のす
シ傷や、めっきのロール（５）への付着を発生しにくり
、耐ピツクアツプ性の観点からは非常に優れたものであ
る。

次に本発明の詳細な説明する。

〔実施例１〕 前記石綿ジヨイントシートの積層圧縮により製造したハ
ースロール（第２図）を用い、下記の条件範囲で試験操
業を行ない、ピックアップ状況を調査した。

１）めっき鋼帯；溶融亜鉛めっき（２７０ｆ／ｍ２片面
）２）めっき銅帯温度：３５０〜４２０°０３）過時効
処理炉内雰囲気：窒素（酸素濃度１〜５チ）４）過時効
処理炉内温度：３５０〜４００°０また同様条件下で下
記ロールを使用し、過時効処理後のピックアップ状況を
夫々調査した。

１）硬質クロムめっきロール（めっき厚５０μ）２）セ
ラミックロール（セラミック厚約３膿）３）フェノール
樹脂ロール （石綿：フェノール樹脂重量比＝１：１）ここで硬質ク
ロムめっきロールとは、鉄製ロールの表面′に５０μ厚
の硬質クロムめっきを施したもので、これを使用する過
時効処理工程を従来例１とする。セラミックロールとは
同じく鉄製ロールの表面にアルミナを約３−の厚みに溶
射【−だのち表面を研摩したもので、これを使用する過
時効処理工程を従来例２とする。フェノール樹脂ロール
とは、一般に鉱物繊維等の織布を基材としたものにフェ
ノール樹脂を含浸させて型成形したものであり、その製
造法には、上記基材にフェノール樹脂を含浸させ金型に
入れた後、円筒状に成形し、円筒状の内側にロール鉄芯
を差し込んで装着したものを、外周機緘加工して仕上げ
る方法や、ロール鉄芯に上記基材を取り付けて後、金型
成形によりフェノール樹脂を含浸させ、金型離壓後、外
周機緘加工して仕上げる方法等がおる。織布とフェノー
ル樹脂の合成比率はその使用目的によって決定されるべ
きものであるが、重量比で約１：工程度が基準となって
いる。本実施例で使用されるフェノール樹脂ロールは前
記製造法のうち前者の方法によるものであり、織布とし
ては石綿を用い、石綿とフェノール樹脂との混合比率を
約に１としたものである。以下これを使用して行なう過
時効処理工程を従来例３とする。

本発明法と従来例１，２．３によるものとを比較するた
め、各ロールについての試験結果を下記第１表に掲げる
。

第１表によれば、不発明は過時効処理用ハースロールと
しての要求性能をほぼ満足するロールを使用しているの
で全く問題を生しない。これに反し硬質クロムめっきロ
ール、セラミツ、クロールを使用した従来例１゜２では
ピックアツプ量が多く、ピックアップの密着力も強く、
さらに、めつ′き銅帯への逆転写、押傷も多く発生する
。またロールめつ＠銅帯間のスリップも１〜２チメ木七
・。

発明の場合の１チ以下と比較して多く、とれからめつき
面に対するすり傷の発生やクロムめっき皮膜の剥離、セ
ラミック皮膜の局部的欠損などを生ずるなどの問題が発
生している。また従来例２では、使用するセラミックロ
ール製造価格が面いという欠点も有する。

従来例３ではフェノールｍ脂ロールカ石綿等の鉱物性！
ｆｆｉ！を主材とし得る点で本発明で使用されるロール
と同系統のものであシ、ピックアップの阻止性について
は硬質クロムめつきロール又はセラミックロールド比較
して良好な性能を有するものではあるが、欠点は耐熱性
と耐酸化性に劣ることである。

即ち、従来例３ではフェノール樹脂自体ノ耐熱性が２５
０°０程度と低いため石綿等鉱物性繊維の混合による熱
劣化の抑制作用があるにしても、過時効処理で必要とさ
れる４　００　’０雰囲気での連続使用においてフェノ
ール樹脂の劣化が生じ安定使用には無理がある。また、
フェノール樹脂は酸素の存在する高温雰囲気では酸化さ
れやすいため、石綿等鉱物性繊維と混合した場合もフェ
ノール樹脂分のみが酸化によシガス化して揮発消失しや
すい。例えば実施例１のように酸素が１〜５係程度にお
さえられた過時効処理炉内悩累雰囲気下におかれた場合
もフェノール樹脂ハースロールの最表層部は経時に伴い
鉱物性繊維のみとなり表層が白化して表層の根板的強度
が失われ剥離、欠損を発生するという現象が生ずる。フ
ェノール樹脂ロール表層の白化現象は、過時効処理雰囲
気中の酸素濃度をさらに下げ、非酸化性とすることで抑
制することが成る程度可能であるが、過時効処理炉内の
酸素濃度を低下させるには炉開口部をシールした。り又
は送入不活性ガス鴬を増加させ前述のように酸素濃度の
監視等も必要とガって操業上煩雑な作業を必要とする。

本発明法では耐熱性耐化学薬品性繊維に混和するゴムバ
インダが良好な耐酸化性、耐摩耗性を有するために、上
記フェノール樹脂における欠点を生ぜず、高温雰囲気で
酸素濃度の多寡に拘らず安定使用が可能である。

ところで本発明者らは各種条件での操業の結果、第１発
明工程においても、なお改良すべき点を見出した。即ち
、ロールに多量のピックアップを生じさせるめっき銅帯
の対ピックアップめっき銅帯上限温度は溶融亜鉛めっき
銅帯の場合、第１表に示すように約４１５゛０程度であ
る。これは亜鉛の融点約４１９　’０に至る前に、亜鉛
の半溶融あるいは局部的溶融がめつき銅帯表面で生ずる
ために起こるものである。第１発明工程といえども他の
場合と同様、めっき鋼帯温度が一定温度を超過するとピ
ックアップの発生は避けられず、めっき鋼帯へのピック
アップ逆転写、押傷発生の原因となる。このため、めっ
き鋼帯温度の超過は当然避けるべきものであるが、操業
上、２イン速度の変更、板厚の変更に際しての操業の不
手際などによ多温度超過が発生することは稀にある。一
時的ではあれロールピックアップが生ずると、それが起
点となってピックアップ増加の原因となるので、ロール
側からのめつき銅帯温度超過時の対策を講じられれば万
全である。

そこで本発明者らは、ロールを冷却し、ロール表面温度
を低く保つことによシ、めっき鋼帯温度超過時もピック
アップの発生を抑制することを考え第２発明を創案した
。即ち、第２発明は第１発明工程に使用される異画素材
をロール表面素材として有し、且つロール内部を冷却し
たロールを、過時効処理炉内に設置されるハースロール
として使用し、溶融亜鉛めっき鋼帯の過時効処理を行か
うものである。

第４図、第５図には冷却媒体として水を用い、ハースロ
ール（５）内部に冷却水通路αＱを設けて通水し、表面
温度の低下を図るハースロール構造を示す。ここでハー
スロール（５）内部の冷却水通路（１（Ｉｔは一般的な
ものでよいが、第４図には内部を単に中空にしただけの
もの、第５図には内部空間を螺旋状の隔壁０珍にて仕切
シ、冷却水通路００を形成したものを示す。

以上のような構造で第２発明工程中に使用されるハース
ロール（５）に水冷を施した場合、ロール表面は適度に
冷却され、めっき＠歪温度が種々の原因によシそのめっ
き融点を超えるような場合にも、僅かの超過ならばピッ
クアップの発生を阻止可能であることが判明した。

以下第２発明法の実施例について説明する。

〔実施例２〕 第４図に示す冷却ハースロール（５）を用いて過時効処
理後ピックアップ状況停を調査した。試験条件は実施例
１とほぼ同様である。

その試験結果を第２表に示す。ここで従来例４，５．６
に用いられるロールとしては、実施例１と同様の３ｆｉ
のロール１）　、　２）　、　ａ）とし、各々水冷を施
したものであシ、このようなロールを用いて同様条件で
操業を行ないピックアップ状況等の調査を行なった。

以下第２表の結果について説明する。まず水冷を施すこ
とにより本発明を始め各従来例４，５．６ともロール表
面温度は低下し、対ピックアップめっき銅帯上限温度は
冷却を施さない場合と比較してやや上昇する。

即ち銅帯温度がめつき融点を超えても、短時間ならばロ
ール表面へのめっき付着は抑制される。これはロール表
面温度がめつき融点以下であるために、めっき銅帯表面
とロールが接触する際にめっきの再凝固が生ずるためと
考えられる。また銅帯温度がめつき融点以下の通常の連
続操業時においても、水冷によるピックアップの防止効
果は顕著なものがあり、実施例で使用した全てのロール
について、ピックアップの発生、めっき銅帯への逆転写
、めっき銅帯への押傷はｔＩとんど発生しなかった。

しかし本発明法と従来例４，５．６を比較してみると次
のような点で大きく相違する。

即ち、従来例４，５．６ではロール水冷に伴う新たな問
題としてめっき表面急冷による表面外観変化の発生があ
った。これは特にロール外殻層を成す材質の違いが大き
く影響し、熱伝導率が比較的大である。従来例４．５で
は水冷による硬質クロムめっきロール、セラミックロー
ルのロール表面温度の降下が大きく、その結果としてロ
ールに接触するめつき表面は急冷され亜鉛結晶粒が微細
化する。この外観変化はロールとの接触部位のみに発生
するために、クラウンロールを使用する場合等には、め
っき銅帯表面外観に部分的変化が生じ製品としての使用
が困難となる。

一方、本発明や従来例６では、使用されたロール表層の
熱伝導率が小さいため、ロール表面温度の降下は僅かで
ある。このためめっき鋼帯表面も過度に冷却されること
なく、外観変化を生ずることがない。

次の問題点としては冷却によるエネルギ損失の増加があ
げられる。即ち、ロール水冷によシ熱処理炉及びめっき
銅帯から冷却水に移動し損失される熱量比較をすれば、
本発明及び従来例６では、はぼ同程度で必要最少限に押
えられるが、従来例４，５では各々これらの約４倍及び
３倍の損失熱量となっている。このことから硬質クロム
めっきロール、セラミックロールの使用１ｄ　消費エネ
ルギの増大につながシ生産コスト上の問題となる。フェ
ノール樹脂ロールヲ使用する従来例６については、以上
の問題点に関し本発明に次ぐ性能を示すものであるが、
水冷を施してもなお四−ル表面温度は高く連続運転時の
耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性に関する問題は解消されな
い。しかし本発明の場合は、他の従来例４，５．６と比
べ特に新たな問題を生ずることなく、過時効処理出来る
めっき鋼帯温度の範囲を拡大出来、また長時間°連続操
業時のピックアツプ量を減少することが可能である。

また本発明工程では長時間操業によシ微量のピックアッ
プが使用ｐ−ルに生ずることはあるが、この際はロール
の耐薬品性に優れているという特徴を生かし、酸又はア
ルカリ液によるピックアップ除去法が適用出来る。この
ことは研摩等による方法と比較してロールの損耗を生じ
させず、ロールの繰返し使用による寿命低下の問題を引
き起こさない。

このように本発明のめつき銅帯の過時効処理法は、耐ピ
ツクアツプ性等各種性能に優れたハースロールを使用す
ることによ）製品品質の向上を図シ、しかも酸素存在下
でも操業できるため操業設備及び操業条件の管理調整の
簡素化を図シ、めっき銅帯の連続過時効処理操業性の向
上を図シうるという優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続過時効処理工程の一例を示す工程概略図、
第２図は第１発明の実施に使用されるハースロールの一
例を示す説明図、第３図は該ハースロールの他の一例を
示す説明図、第４図は第２発明の実施に使用されるハー
スロールの一例を示す説明図、第５図は該ハースロール
の他の一例を示す説明図である。 図中、（２）は過時効処理炉、（３）は溶融亜鉛めっき
銅帯、（５）はハースロール、（１０は冷却水通路を各
示す。 特許出願人　日本銅管株式会社 発　明　者　原　富　唇 間　安谷屋　武　志 同　安　藤　嘉　紹 同　河　野　継　通 代理人弁理士　吉　原　省　三 同　同　高　橋　清 同　弁護士　吉　原　弘　子 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続溶融亜鉛めっき設備に過時効処理炉を設け、溶
   融亜鉛めっき銅帯を連続的に過時効処理するインライン
   における溶融亜鉛めっき銅帯の過時効処理方法において
   、耐熱性耐化学薬品性繊維にゴムバインダ及び無機充填
   材を混和加流した素材をその表面に用いたロールを前記
   過時効処理炉内に設置されるハースロールとＬ７て使用
   し、溶融亜鉛めっき鋼帯の過時効処理を行なうことを特
   徴とするインラインにおける溶融亜鉛めっき銅帯の過時
   効処理方法。 ２、　連続溶融亜鉛めっき設備に過時効処理炉を設け、
   溶融亜鉛めっき鋼帯を連続的に過時効処理するインライ
   ンにおける溶融亜鉛めっき鋼帯の過時効処理方法におい
   て、耐熱性耐化学薬品性繊維にゴムバインダ及び無機充
   填材を混和加流した素材をその表面に用い、且つその内
   部を冷却したロールを、前記過時効処理炉内に設置され
   るハースロールとして使用し、溶融亜鉛めっき銅帯の過
   時効処理を行なうことを特徴とするインラインにおける
   溶融亜鉛めっき銅帯の過時効処理方法。