JPS6115947B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、予め、鋼帯のめつき不要面にめつき
防止膜を形成させた後、鋼帯を溶融めつき浴に浸
漬するめつき方法に係り、特に鋼帯の一部分の
み、例えば片面にめつきを施す方法に関する。 鋼板に耐食性を付与する目的のため、種々の耐
食性皮膜が鋼板表面に形成されることが多い。こ
の場合、鋼板の両面に耐食性皮膜を形成するのが
一般的である。しかし自動車用鋼板の如く、めつ
き後の塗装を行うものについては、めつき面へ塗
装を施すと鮮映性が劣り、商品価値を著しく減じ
る。また、例えば、亜鉛めつき鋼板の溶接性は亜
鉛の融点と沸点の差が小さく、且つ熱伝導性が大
きいこと、また、電極を汚染しやすいことなどの
理由から好ましくない。上記のように鋼板表面に
耐食性を付与することは溶接性及び塗装後の鮮映
性と相反する性質をもつている。このため自動車
用鋼板等では、鋼板の片面のみにめつきを施し、
耐食性を付与し、他面に対しては塗装性、溶接性
をもたせた、いわゆる片面めつき鋼板が使用され
つつある。 溶融金属めつき例えば溶融亜鉛めつきで片面亜
鉛めつき鋼板を製造する方法には、鋼板のめつき
不要面にめつき防止膜を形成する方法がある。こ
の方法に使用されるめつき防止剤として、水ガラ
ス、または炭化水素燃料の不完全燃焼により発生
させたカーボン、所謂すすが知られている。 しかし水ガラスは鋼板などに対する密着性は良
好であるが溶融亜鉛に対するめつき防止性能が小
さく、亜鉛めつき浴から鋼帯が引上げられる時に
水ガラス上に溶融亜鉛が引上げられ、これがその
まま凝固する難点がある。一方、すすは溶融金属
を引上げる難点はないが、鋼帯に対する密着性が
充分でないため鋼帯の移動時にすすがロールに接
触し脱落する問題がある。 さらにめつき防止剤として、アルミナ、硅砂な
ども提案されている。しかしこれらのめつき防止
剤は粒子の大きさがすすに比べてはるかに大きい
ため、めつき防止膜の表面が粗く、めつき速度が
高速になるとめつき浴から鋼帯が引上げられる時
に、同時に溶融金属が引上げられ凝固付着する問
題があつた。 次に溶融亜鉛めつきで片面亜鉛めつき鋼板を製
造する場合、めつき浴を経た鋼帯に密着するめつ
き防止膜は剥離除去される。しかし水ガラスは鋼
板などに対する密着性が良好な結果、めつき防止
膜を剥離除去することが困難となる。このため、
めつき速度自体を高速化することができなくなる
問題がある。 本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を
解消し、高速かつ高品質の部分溶融金属めつきが
施された鋼帯を製造する方法を提供することにあ
る。 本発明は、鋼帯のめつき不要面にカーボン粉末
を含むめつき防止膜を形成し、その後鋼帯を溶融
金属めつき浴に浸漬する鋼帯の部分溶融めつき方
法において、めつき不要面に水ガラス溶液または
ほう砂水溶液に熱的に安定な無機微粉末を分散さ
せた溶液の塗膜からなる第１のめつき防止膜を形
成し、その後第１のめつき防止膜が実質的に湿潤
状態のうちに該めつき防止膜上にカーボン粉末を
含む第２のめつき防止膜を形成することを特徴と
する。 以下、本発明を詳細に説明する。 鋼帯のめつき不要面に形成される第１のめつき
防止膜は、水ガラス溶液またはほう砂水溶液に熱
的に安定な無機微粉末を分散させた塗布剤を鋼帯
のめつき不要面にロールコートまたはスプレーな
どの方法で塗布することによつて形成される。水
ガラス溶液は、通常原液と称されているケイ酸ア
ルカリ塩の濃厚水溶液を水で希釈し、その濃度は
塗布作業に支障がなくかつ良好な蒸着性が得ら
れ、乾燥後もしくは加熱処理によりガラス化した
後、緻密な皮膜が形成される濃度に適宜選択され
る。ほう砂水溶液は同様にして塗布作業性、密着
性、皮膜性などを考慮して一定の濃度で適宜使用
される。水ガラス溶液またはほう砂水溶液によつ
て形成される皮膜は、鋼帯に対する酸素の侵入を
防止するとともに熱的に安定な無機微粉末のバイ
ンダとして働く。したがつて水ガラス溶液または
ほう砂水溶液に分散される無機微粉末の粒径、水
ガラス溶液などに対する添加量は、塗布作業性、
密着性、皮膜性などを考慮して選定すべきであ
る。このような観点から、無機微粉末の粒径は
1.5μｍ以下であることが好ましい。無機微粉末
の粒径が、1.5μｍを超えると水ガラス溶液など
に対する添加量にもよるが、形成される第１のめ
つき防止膜の平滑性が低下し、このめつき防止膜
に付着されるすす面が粗くなり、めつき浴から溶
融金属を引上げる事態が発生し易くなり、また形
成される第１のめつき防止膜に微細な空隙が発生
するため酸素の侵入を防止できなくなる。無機微
粉末の粒径は1.5μｍ以下であれば、本発明を実
施する際特に支障はないが、0.1μｍ以下の無機
微粉末の製造は困難であるから、実用上無機微粉
末の粒径は0.1〜1.5μｍ程度であれば十分であ
る。 水ガラス溶液またはほう砂水溶液に対する無機
微粉末の添加量は上述した塗布作業性、密着性、
皮膜性（酸素侵入防止性）の他に鋼帯からめつき
防止膜が剥離除去されやすいか否か（以下、単に
除去性という）によつて決定される。すなわち、
水ガラス溶液などに対する無機微粉末の添加量が
多すぎると、塗布作業性、密着性、皮膜性が低下
し、また逆に少なすぎると除去性が低下する。 ここで無機微粉末は、熱的に安定であることが
必要であるが、具体的にはSiO₂，Ａ₂O₃，
CaO，K₂O，MgO，Na₂O，TiO，BeOおよび
Li₂Oの群から選ばれる１種または２種以上の成
分を含有するものが望ましい。このような成分を
含有する熱的に安定な無機微粉末として粘土微粉
末を挙げることができる。粘土微粉末は、特にそ
の粒径が0.1〜1.5μｍ程度のものが容易に得られ
るので好都合である。 無機微粉末が分散された水ガラス溶液またはほ
う砂水溶液の塗膜はカーボン粉末を付着せしめた
後、乾燥により固化もしくは加熱処理によつて水
ガラス成分またはほう砂成分がガラス化され固相
に変換されるが、この固相状態において酸素の侵
入を防止できる緻密な皮膜となる。そして酸素の
侵入を防止できることによつて、めつき終了後加
熱処理による合金化処理の際、上記めつき不要面
の酸化を防止することができる。 本発明において、カーボン粉末を含むめつき防
止膜は、第１のめつき防止膜が実質的に湿潤状態
のうちにカーボン粉末を付着させることによつて
形成される。第１のめつき防止膜中の水ガラス成
分またはほう砂成分が固相に変換した後にカーボ
ン粉末を付着させた場合、十分な密着力が得るこ
とが難しい。ここで用いるカーボン粉末は定形、
無定形炭素のいずれでも使用できる。カーボン粉
末の粒径は大きすぎると第１のめつき防止膜との
接触面積が減り、密着性が低下するため、可能な
かぎり小さい方が好ましい。実用的には数μｍ以
下であれば十分である。第２のめつき防止膜であ
るカーボン粉末を含むめつき防止膜の形成は、ス
プレーあるいはロールコートなどを使用すること
によつて目的は達せられる。最も望ましくは炭化
水素を不完全燃焼させ、この燃焼炎を直接、前記
第１のめつき防止膜に吹きつけ、発生するすすを
付着せしめる方法が密着性、粉末の粒径、第１の
めつき防止膜の固相への変換の促進などの点で有
利である。 上記のように第１の被覆層として高密着性で、
固相へ変換後は緻密で酸素の侵入を抑制ないし阻
止し、かつ除去性が容易な膜を形成し、さらに、
第１のめつき防止膜が湿潤状態のうちに、その上
にめつき阻止性の優れたカーボン粉末層を形成し
て複合めつき防止膜とするため、鋼板に対するめ
つき防止膜の密着性が改善され、さらに、合金化
熱処理等によつてもめつき不要面が酸化されるこ
とがなく、また最終的にめつき防止膜を剥離除去
することが容易となり、高速にかつ高品質の部分
めつき鋼板が得られる。 次に添付図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。第１図において、鋼帯１はリバースコータ
２によつて第１の塗布剤３が塗布される。塗布剤
３は水ガラス溶液中に平均粒径0.1〜1.5μｍの粘
土粉末が分散されている。塗布剤３が塗布された
鋼帯１には、第１のめつき防止膜が実質的に湿潤
状態のうち、すなわち完全な固相に変換する前に
マスキングバーナ４ですすが被覆される。マスキ
ングバーナ４には炭化水素、例えばプロパン、ブ
タン、アセチレン、天然ガスなどと共に酸素ある
いは空気が供給されており、炭化水素と酸素ある
いは空気の比率を適当に混合することによつて燃
焼炎から効率的にすすが発生するようになつてい
る。炭化水素としては炭素原子含有率の高いもの
が特に望ましく、アセチレンガスは効果的であ
る。またプロパンガスあるいはブタンガスは粒子
の細い炭素粉末が得られ緻密な皮膜を形成できる
という利点がある。この燃焼炎を第１の被覆層上
に吹きつけることによりすす皮膜を形成し、第２
のめつき防止膜を形成するものである。次に鋼帯
１は酸化炉５に入る。酸化炉５では鋼帯のめつき
面に付着していた油などを燃焼させられた後スロ
ート６を通り還元炉７に入る。還元炉７では鋼帯
のめつき面の酸化物が還元され清浄にされる。次
に鋼帯１は溶融金属例えば亜鉛めつき浴８に浸漬
され、シンクロール９を経て大気中に引き出さ
れ、気体噴射装置１０によりめつき量が調節され
る。鋼帯１のめつき防止面には第１の被覆層とす
す層の２層皮膜が形成されているため、めつき金
属９を引上げることもなく、また大気中の酸素に
よるめつき不要面の酸化の進行も全くないか、も
しくは極めて軽微である。次に鋼帯１は合金化処
理炉１１に入り再び高温に保持、例えば亜鉛めつ
きでは約500℃で10〜60秒保持され、その材質が
改善されるが、このような高温においても前記し
た如く２層被覆のため、めつき不要面の酸化は防
止される。合金化処理はめつき鋼帯の用途により
施こされる場合と施こす必要がない場合とがあ
る。次に鋼帯１は冷却装置１２により常温程度ま
で冷却された後、ブラツシングロール１３により
めつき不要面の２層皮膜すなわちカーボン粉末お
よびその他の固形成分が研削除去され、片面めつ
き鋼帯が得られる。 第２図は、本発明を適用した第２の実施例を示
すめつき装置の断面図である。本実施例は基本的
には第１図と同様であるが、鋼帯のめつき不要面
に形成する２層皮膜の形成法が異なるものであ
る。鋼帯１はリバースコータによりめつき不要面
に前記と同様の第１の被覆層が形成され、次いで
該被覆層が固相に変換する前に微細粉末噴射管１
４により上記第１の被覆層上にカーボン微粉末１
５が噴射され、粘着する。このカーボン微粉末噴
射管１４は圧縮気体によりすすあるいは他のカー
ボン粉末を噴射するものであるから、圧力制御バ
ルブ１６によりめつき不要面上の第１の被覆層が
飛散しないように噴射圧力が適当に調整される。
次に鋼帯１は酸化炉５に入りめつき面の油などが
燃焼させられ除去され、以下第１図と同じ過程に
より片面めつき鋼帯が得られる。 本発明者らの実験によると、第１図に示した方
法によつて亜鉛めつきを施した結果を従来法の比
較例と共に次表に示す。

【表】

【表】 本発明を適用すると、めつき浴から鋼板が引上
げられる時に溶融金属を引上げられを阻止し、か
つめつき防止膜の除去性が大きいため、めつき速
度限界が200m／mm以上と従来法に比較して大幅
に向上する。ただし上記表において、比較例６お
よび比較例７と、実施例４および実施例３とは第
１のめつき防止膜の組成は同一であるがめつき防
止膜の除去性に差がある。この理由は比較例６お
よび比較例７ではすす被覆がないため、第１のめ
つき防止膜の膜厚を実施例４および実施例３より
も厚くしているためである。さらに水ガラスまた
はほう砂水溶液に粘土粉末を分散させる場合、実
施例１、２、５、６に示されるように粘土粉末の
添加量が増大してもめつき防止膜の密着性がよ
い。したがつて実用上めつき防止膜の密着性を損
なわない範囲内で粘土粉末の含有量をさらに増大
させることもでき、これによつてめつき防止膜の
除去性は一層優れたものとなる。 次に本発明では実質的に酸素の侵入を防止する
２層めつき防止膜のため合金化処理を行つてもめ
つき不要面は全く酸化しないか、極めてわずかの
酸化に抑えることができる。 本発明は前述の実施例に限定されるものでな
く、アルミニウム、鉛、錫などの溶融めつきに適
用できる。また本発明でいう部分溶融めつきとは
鋼帯の片面もしくはその一部あるいは両面の一部
分のめつきを意味する。 以上、述べたように本発明によれば、高品質の
部分溶融めつき鋼板が高速で生産性よく製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の一例を
示す配置図、第２図は本発明を実施するための装
置の他の例を示す配置図である。 １…鋼帯、２…リバースコータ、３…塗布剤、
４…マスキングバーナ、５…酸化炉、６…スロー
ト、７…還元炉、８…めつき浴、９…シンクロー
ル、１０…気体噴射装置、１１…合金化処理炉、
１２…冷却装置、１３…ブラツシングロール、１
４…微細粉末噴射管、１５…すす微粉末、１６…
圧力調整バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼帯のめつき不要面にカーボン粉末を含むめ
   つき防止膜を形成し、その後鋼帯を溶融金属めつ
   き浴に浸漬する鋼帯の部分溶融金属めつき方法に
   おいて、めつき不要面に水ガラス溶液またはほう
   砂水溶液に熱的に安定な無機微粉末を分散させた
   溶液の塗膜からなる第１のめつき防止膜を形成
   し、その後第１のめつき防止膜が実質的に湿潤状
   態のうちに該めつき防止膜上にカーボン粉末を含
   む第２のめつき防止膜を形成することを特徴とす
   る鋼帯の部分溶融金属めつき方法。 ２ 上記熱的に安定な無機微粉末は、SiO₂，Ａ
   ₂O₃，CaO，K₂O，MgO，Na₂O，TiO，BeOお
   よびLi₂Oの群から選ばれる１種または２種以上
   の成分を含有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のめつき方法。 ３ 上記熱的に安定な無機微粉末は、粘土微粉末
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のめつき方法。 ４ 上記熱的に安定な無機微粉末は、粒径0.1〜
   1.5μｍの微粉末であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   めつき方法。 ５ 上記カーボンを含む第２のめつき防止膜は、
   炭化水素燃料の不完全燃焼によつて生じたカーボ
   ンによつて形成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   のめつき方法。