JPS61207555A - 溶融めつき被膜を形成する方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は高純度の被膜を形成することができ、かつ被膜
厚の制御が容易な金属帯を他の金属で連続的に被覆する
方法に関する。

（従来技術） 従来金属帯、特に銅帯を他の金属で連続的に被覆する場
合は溶融めっき法によっているが、この溶融めっき法は
銅帯を還元性ガスの雰囲気中で加熱することにより表面
を清浄化した後、めっき裕に導いてめっきし、その後め
っき浴より引き上げて、その引き上げ直後にスリット状
のノズルより噴射する気体で過剰に付着した溶融金属を
除去し、付着量を制御する方法により行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこの溶融めっき法には次のような種々の問
題があった。

（１）銅帯がめつき浴中を通過する際、鋼帯の一部がめ
つき浴中に溶出して、めっと浴を汚染する。

溶融金属は溶食作用が天外いので、銅帯の一部はめっき
浴通過中に溶出する。この溶出した大部分のＦｅはその
後浴成分と金属間化合物を形成して、浴中に浮遊する。

このため金属間化合物はめっトの際めっき層中に巻き込
まれ、製品の外観や耐食性、加工性などを低下させてい
た。とくに溶融アルミニウムめっき鋼板の場合はめつき
層中にＦｅやＦｅ−＾１系金属間化合物が含まれている
と、アルマイト処理が困難になるため、従来表面処理上
問題があった。

（２）１基のめっきラインで製造できる製品の種類には
制限がある。

めっき浴としでは銅帯を浸漬ロールでめっき浴に導いて
浸漬できる程度の大容量にしなければならない。従来こ
の大容量にしためつき浴の浴組成を変更する場合、浴組
成がわずかな変更であれば、めっき金属や添加金属を多
く補給することにより変更可能であるが、大幅に変更す
る場合はめつき浴の一部をくみ出して、めっき金属や添
加金属を補給もしくは添加する必要がある。このため浴
組成を大幅に変更するには多大の費用、時間、労力を必
要とするので、１基のめつきラインで製造できる製品の
種類には制限があった。

（３）めっきの際のラインスピード高速化には限界があ
り、ドロスの発生量が多い。

めっき付着量の制御は前述のごとく気体絞り法により行
なう場合、ラインスピードが１６０＋ｎ／分以上になる
と絞り落とされた金属が激しく飛散し、銅帯により持ち
上げられる金属量も多くなってドロスの発生量が多くな
り、高速化には制限があった。

このように従来の溶融めっき法には種々の問題があった
ため、それらを改善した溶融めっト法が提案され、実用
化されているものもある。例えば特公昭５７−２４０６
６号公報に開示されている溶融金属をロールコート方式
で塗布してめっ外する方法によれば、前記（２）、（３
）の問題は解決すること。

ができる。しかしく１）のめっ外温の汚染の問題に関し
ては、この方法では解決できず、長時間連続操業した場
合従来法と同様の問題が生じる。

前記（２）、（３）の問題とともに、（１）の問題を解
決でトる方法としては米国特許第１．９’７３，４３１
号公報に記載の方法があり、また溶融めっ外に適用する
ことにより同様に解決できる方法として米国特許＄　３
，２０１，２７５号公報に記載の方法がある。

前者の方法は走行する金属帯に対して溶融金属をヘッド
差により流し出してめっきする方法であるが、この方法
によりめっきを均一に施すには溶融金属の流出速度と金
属帯の走行速度とを正確に同調させる必要がある。しか
し溶融金属の流出速度はヘッド差に依存するので、その
流出速度と金属帯の走行速度とを同調させることは実操
業上困難である。

後者の方法はコーティングヘッドより液面が低い樹脂溶
液から毛細管現象で樹脂溶液を吸い上げで、テープにコ
ーティングする方法であるが、テープへのコーティング
はコーティングヘッドに樹脂溶液のメニスカスを形成す
ることにより行なっている。この方法は樹脂溶液の吸い
上げが樹脂溶液の特性（表面張力、粘度など）により自
動的に決定されるので、被覆層の厚さは一義的にテープ
の走行速度に依存している。従ってコーテイング量制御
に関しては非常に実用性が高い。しかしこの方法を溶融
めっきに適用しようとすると次のような問題が存在する
。

（１）毛細管現象により溶融金属を吸い上げるためには
管の壁が溶融金属によって濡れることが必要であるが、
この条件を満足するような材質のものは現在のところ、
同時に溶融金属と反応してしまい、吸い上げる途中で溶
融金属を汚染してしまう。

（２）溶融金属は樹脂溶融と比較すると比重が大きいの
で、円滑な吸い上げが困難である。このため金属帯の走
行速度が速くなると、溶融金属の供給が不足し、被覆が
できなくなる。

（問題点を解決するための手段） 一般に溶融めっきにおいて、連続操業でのめっき付着量
制御に対する自由度を考えると、溶融５金　　　−属の
流れを米国特許第１，９７３，４３１号公報に記載の方
法のように強制的に作り出すのではなく、米国時・評語
３，２０１，２７５号公報に記載の方法のように溶融金
属自体または溶融金属と金属帯自体の有する力によって
発生させるものが望ましい。そこで本発明者らはメニス
カスコーティング方法による溶融めっき被覆方法につい
で検討した結果、ノズルの開口部に溶融金属のメニスカ
スを形成して、そのメニスカスに金属帯を接触させなか
ら＊Ｘ帯を走行させると、開口部からの溶融金属流出量
は自由流出の場合より多く、連続操業でのめっき付着量
を容易に制御できることを見出だした。

第３図は開口部が水平方向を向いたノズルの開口部に１
５Ｉｎｍの静圧がかかるようにして、開口部に溶融亜鉛
のメニスカスを形成しで、そのメニスカスに銅帯を接触
させながら銅帯を走行させた場合と、開［」部のメニス
カスに銅帯を接触させず、自由流出させた場合との溶融
金属流出量を比較したもので、銅帯を溶融亜鉛のメニス
カスに接触させて走行させた場合の方が溶融亜鉛の流出
量が多い。この流出量増加は銅帯に対する溶融亜鉛の濡
れ付着力によってもたらされるものであるから、付着力
を生じさせるには銅帯の表面を化学的に活性にさせ、温
度を溶融亜鉛の温度にほぼ等しくさせる必要がある。

以上の事実より本発明者らはノズルの開口部の溶融金属
をめっき浴として利用する溶融めっき被膜形成方法、す
なわち金属帯を走行させながら該金属帯を他の金属で連
続的に被覆する方法において、前記金属帯に対して開口
部の幅を被覆すべき幅と同一にしたノズルを配置して、
該ノズルの開口部を金属帯に極めて接近させるとともに
、ノズルに溶融金属を供給して開口部をめっき浴にする
ことにより、溶融金属と金属帯との濡れ付着力によって
めっき浴から溶融金属を吸い出して金属帯を被覆するこ
とを特徴とする溶融めっき被膜を形成する方法を開発し
たのである。

本発明において７７：ル先端め開口部と金属帯との距離
は０．５〜１．２＋ｏ＋１１前後にし、また開口部のめ
っき浴には金属帯の走行速度に応して１０〜３０　＋ｆ
ｉ＋ｎの溶融金属静圧がかかるようにするのが好ましい
。

この静圧はノズル内で溶融金属の流れを強制的に形成す
るためのものでなく、あくまでも銅帯の走行によるめっ
き浴からの溶融金属吸い出しを補助するためのものであ
る。

なお本発明に類似した方法として、特公昭５６−５０１
０１４号公報に金属基材の被覆方法が１１０ホされてい
る。この方法は前記米国特許第１，９７３，４３１号公
報に記載の方法を改良したものであるが、溶融金属の流
れを加圧により強制的に形成して金属基材を被覆する方
法であるので、本発明と技術思想を基本的に異にするも
のである。

次に実施例により本発明を説明する。

（実施例） 第１図は本発明の実施方法の１例を示すもので、鋼帯１
は還元ガス雰囲気中で加熱して、表面を清浄にしたもの
で、水平方向に走行させた後デフレクタ−ロール２で垂
直」１方に走行させる。鋼帯１の垂直１−昇する部分に
は先端に水平方向を向いた開口部３を有するノズル４を
配置して、先端の開口部３を鋼帯１に近接させるととも
に、ノズル基部に溶融金属槽５を接続し、溶融金属槽５
より溶融金属６が供給されるようにする。なお溶融金属
６の液面は開口部３より高くする。デフレクタ−ロール
２および溶融金属槽５は鋼帯１の」１外部分を除いてダ
クト７で囲い、このダクト７の内部を非酸化性雰囲気に
する。

第２図は本発明の他の実施方法を示したもので、本実施
方法の場合は第１図の場合の７ズル４を鋼帯１の水平方
向部分に移動させて、その開口部３が垂直方向を向（よ
うにしたものである。

以上第１図、第２図の場合とも開口部３には溶融金属の
メニスカスが形成されるので、そのメニスカスをめっト
浴とすることができる。このめっき浴に鋼？＃１を近接
させると溶融金属６は鋼帯１によ１）吸い出されるので
、鋼帯１は溶融めっきされる。

次に鋼帯１に溶融アルミニウムめっきと溶融亜鉛めっき
を施した場合を説明する。

まず溶融アルミニウムめっきの場合は、鋼帯１としては
厚さ０．６　ｍ　Ｉｎ、幅３００　ｍｍのものを用い、
ノズル４としては開口部３のすき間が０　、８　Ｉｎ　
Ｉｎで、幅が２９０＋＋＋＋ｔｌのものを用いた。めっ
トは鋼帯１とノズル４先端の開口部３との距離０　、８
　Ｉｎ　ｔｎ　、開口部３と溶融金属６の液面とのヘッ
ド差２５＋ｎｍ、溶融金属６の温度７００°Ｃ１デフレ
クタ−ロール２部分での鋼帯１の温度６５０°Ｃ１鋼帯
１の走行速度１０〜１００ｍ／分の条件で行ない、めっ
き中はヘッド差が常に２５１６１１１に保たれるよう溶
融金属を補給した。

その結果、幅が約２９０ＩＩＩ１１１で、被膜厚は鋼帯
１の走行速度に応じて約２０〜６０μとなった純アルミ
ニウム被膜がめつきでトだ。被膜厚は幅方向の両端的５
ＩＩＩＴｎを除いてはほぼ均一で、めっｂ層の表面、内
部とも＾１−Ｆｅ系金属間化合物は観察されなかった。

次に溶融亜鉛めっきの場合は上記溶融アルミニウムめっ
きの場合に対して、７ズル４として開口部３のすき間が
０．６ｍｌ１１のものを用い、開口部３と溶融金属６の
液面とのヘッド差を２０輸諭、溶融金属６の温度を４６
０℃、デフレクタ−ロール２部分での鋼帯１の温度を４
８０℃、鋼帯１の走行速度を２０〜ｂ 結果鋼帯１の走行速度に応じて被膜厚が３０〜８０μの
亜鉛めっきができた。

第１図、第２図には鋼帯１に対してノズル４を片側にの
み配置した場合を示したが、鋼帯１の両面に同時にめっ
きを施したい場合にはノズル４を鋼帯１の両側に配置す
ればよい。

（効果） 本発明は金属帯にノズルの開口部より溶融金属を吸い出
させてめっきするものであるから、めっき被膜の厚さは
基本的に金属帯定行速度、ノズルの開口部断面席および
ノズルと金属帯との距離によって決定される。これらは
連続操業において、容易に制御できるので、めっき被膜
の厚さ制御は容易である。

また金属帯の両側にノズルを配置して、各ノズルに異な
る溶融金属を供給すれば、両側に異種金属のめっき被膜
を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する場合の金属帯とノズルの１配
置例を示すものであり、第２図は金属帯とノズルの他の
配置例を示すものである。第３図は開口部が水平方向を
向いたノズルの開口部に１５１１ＩＩＩｌの静圧がかか
るようにして、開口部に溶融亜鉛のメニスカスを形成し
て、そのメニスカスに銅帯を接触させながら銅帯を走行
させた場合の亜鉛流出量と、開口部のメニスカスに銅帯
を接触させず、自由流出させた場合の溶融亜鉛流出量と
を示すグラフである。 １・・・鋼帯、２・・・デフレクタ−ロール、３・・・
開口部、４・・・ノズル、５・・・溶融金Ｒ糟、６・・
・溶融金属、７・・・ダクト、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属帯を走行させながら該金属帯を他の金属で連
   続的に被覆する方法において、前記金属帯に対して開口
   部の幅を被覆すべき幅と同一にしたノズルを配置して、
   該ノズルの開口部を金属帯に極めて接近させるとともに
   、ノズルに溶融金属を供給して開口部をめっき浴にする
   ことにより、溶融金属と金属帯との濡れ付着力によつて
   めっき浴から溶融金属を吸い出して金属帯を被覆するこ
   とを特徴とする溶融めっき被膜を形成する方法。
2. （２）開口部のめっき浴に内部から圧力をかけて溶融金
   属の吸い出しを補助することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の溶融めっき被膜を形成する方法。