JPS6320452A - 金属ストリツプの物理的蒸着設備 - 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） この発明は金属ストリップの表裏面に物理的蒸着により
被膜を形成する設備、とくに金属ス）　ＩＪフブの表裏
面での温度差をなくしての被膜形成を可能にする設備に
関する。

（従来の技術） 物理的蒸着（以下ＰＶＤという）は、装飾や耐摩耗性の
付与、又は磁気テープの作成に当り、金属ス）　ＩＪフ
ブに被膜を形成する際に用いられるほか、最近では電磁
鋼板の磁気特性を高めることにも採用されている。

電磁鋼板、例えばＳｌを数ｗｔ％含有するけい素鋼板は
その透磁率が高く、また鉄損が小さいことからトランス
などの電気機器類に広く使用されている。

しかし省エネルギーの見地から鉄損の低減化はまだ充分
とは云難く、種々の鉄損改善方法が提案されている。

鉄損値改善手段の１つとして鋼板に張力を与える方法、
即ち絶縁被膜によって張力を付与する方法がある。

例えば特公昭５２−２４４９９号公報においては、一方
向性けい素鋼板の仕上げ焼鈍後の鋼板表面を鏡面仕上げ
するか又はその鏡面仕上げ面上に金属薄めっきやさらに
その上に絶縁被膜を塗布焼付けすることによる、超低鉄
損一方向性けい素鋼板の製造方法が提案されている。

しかしながらこの鏡面仕上げによる鉄損向上手法は、工
程的に採用するには、著しくコストアップになる割りに
鉄損低減への寄与が充分でない上、特に鏡面仕上後に不
可欠な絶縁被膜を塗布焼付し、さらに６００℃以上の高
温で長時間の歪み取り焼鈍を施した後に鋼板との密着性
に問題があるため、現在の製造工程において採用される
に至ってはない。また特公昭５６−４１５０号公報にお
いても鋼板表面を鏡面仕上げした後、酸化物系セラミッ
クス薄膜を蒸着する方法が提案されている。しかしなが
らこの方法も６００℃以上の高温焼鈍を施すと鋼板とセ
ラミック層が剥離するため、実際の製造工程では採用で
きない。

一方、特開昭５７−２２５２号、同５７−５３４１９号
、同５８−２６４０５号及び同５８−２６４０５号各公
報には、仕上焼鈍後の一方向性けい素鋼板の表面に、圧
延方向とほぼ直角な向きにレーデ照射を施すことによっ
て局部的微小ひずみの導入による磁区細分化をもって、
鉄損の低減を計ることが提案されている。

この磁区細分化技術はひずみ取り焼鈍を施さない、積鉄
心向はトランス材料として効果的であるが、ひずみ取り
焼鈍を施す、主として鉄心トランス材料にあっては、レ
ーザー照射によって折角に導入された局部微小ひずみが
焼鈍処理により解放されて磁区幅が広くなるため、レー
ザー照射効果がなくなるという欠点がある。

これに対して発明者らはさきに、張力被膜層の密着性お
よびひずみ取り焼鈍での特性劣化を解決したけい素鋼板
の製造に成功した。

即ち、けい素鋼板の表裏両面に鋼板と熱膨張率の大きく
異なる物質をＰＶＤによって高速で被覆して常温におけ
る鋼板と蒸着膜との熱収縮量差に基づく引張残留応力を
基板中に発生させるものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、ＰＶＤによる被膜形成は金属ストリップの片
面のみの場合が多く、またその膜厚も非常に薄い（０，
０５μｍ程度）ため、金属ストリップの温度はそれほど
問題にはならず、また、表裏両面に蒸着を施す場合でも
膜厚が薄いので同様であった。

しかし、上記のように張力被膜をＰＶＤによりけい素鋼
板の両面に形成し、その張力効果を高くするためには被
膜を厚くする方が効果的であり、その厚みは通常０．１
〜２．０μｍ１最大では５μｍ前後にもなる。表裏面の
被覆形成は通常片面毎に行うが、その可法のような問題
があるため両面のＰＶＤを同一鋼板温度で行う必要があ
る。即ち、鋼板長手方向で鉄損値がばらつくこと、およ
び常温での引張残留応力に表裏面で差が生じ、従って切
仮にすると反りが発生するのでトランス等での占積率が
低下して磁気特性を悪化させること、が挙げられる。

そこで上記問題点を解決し、安定した両面の蒸着を達成
する設備の提供が、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、金属ストリップの一方の面に第１の蒸着装
置によって蒸着物を蒸着し、その後金属ストリップの他
方の面に第２の蒸着装置によって蒸着物を蒸着して金属
ストリップの表面両面に被膜を形成する設備であって、
上記第１の蒸着装置に入側に、上記の一方の面を所定温
度に加熱する加熱装置を配設し、上記第１の蒸着装置の
出側、第２の蒸着装置の入側に、上記他方の面を所定温
度とする加熱又は冷却を、巻回した金属ス）　ＩＪフプ
に施す温度調整ロールを配設してなる金属ストリップの
物理的蒸着設備である。

さてこの発明に従う物理的蒸着設備を示す第１図につい
て説明する。

図中１は高真空処理槽内を搬送される金属ストリファ′
（以下ストリップという）、２．３は蒸着装置、４は加
熱装置、５はストリップ１に加熱又は冷却を施す温度調
整ロール、６．７．８．９は測温計、１０．１１は高真
空処理槽外に配設された制御装置、そして１２はデフレ
クタ−ロールである。

（作　用） 次に第１図の物理的蒸着設備を用いるス）　ＩＪツブの
被膜形成の手順について、説明する。

まず蒸着装置２での被膜形成に先立って測温計６にて、
ストリップ１の片面（以下表面とする）の温度を測定し
、該測定値と制御装置ｌＯに予め入力した目標入側温度
との比較に基づいて、加熱装置１６によってストリップ
１０表面を所定温度まで加熱する。また加熱後のストリ
ップ１表面の温度を測温計７で検出し、制御装置１０に
フィードバックする。

次いで蒸着装置２にてストリップ１の表面に被膜を形成
後、ストリップ１の裏面に対して、測温計８，９および
制御装置１１によってス）　ＩＪツブｌの表面と同様に
温度制御を施す。ここでストリップ１の加熱又は冷却は
、ストリップ１を巻回した温度調整ロール５にて行う。

その後ストリップ１の裏面に、蒸着装置３により被膜を
形成する。

なお蒸着装置２．３としては通常の真空蒸着又はイオン
ブレーティングなどに適合するものを用いることができ
る。例えばイオンブレーティングの場合には高エネルギ
ーを有するイオンによるイオン注入効果およびイオンミ
キシング効果により、蒸着物の温度、ひいてはストリッ
プの温度が上昇することになる。従って、蒸着装置２と
３の距離が短い場合、或いはストリップの搬送速度が大
きい場合には、冷却、蒸着装置２から蒸着装置３間での
温度降下量が多い場合には加熱を施すことができるロー
ルを用い、熱媒体として溶融塩等を使用するのが好適で
ある。

（実施例） 第２図に、第１図の物理的蒸着設備を、けい素鋼板用鉄
損低減連続処理設備列に適用した例を示す。

図中１３は外面上の酸化物を除去した後の方向性けい素
鋼板コイル、１４は以下の各種を含む電解研磨用処理槽
列で、１５は酸洗槽、１６は洗浄槽、１７はＮα１電解
槽、１８はＮα２電解槽、１９は洗浄槽そして２０は乾
燥槽であり、２１は電解研磨処理槽列１４の入側と出側
にもうけたルーパである。

また２２は内部に第１図の物理的蒸着装置を備える高真
空処理槽、２３ａ、　２３ｂ、　２３Ｃは高真空処理槽
２２の入側に配列した予備排気槽列、２４ａ、　２４ｂ
。

２４ｃは高真空処理槽２２の出側に配列した予備排気槽
列であり、２５は出側ルーパーである。また２６はイオ
ンブレーティング処理を経て巻取ったコイルを示す。尚
、２７は溶接機、２８はシャーである。

次に例えばけい素鋼板にイオンブレーティングを、施す
のは以下の順序で行われる。

焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布し、仕上げ焼鈍を施した後
鋼板上の焼鈍分離剤を除去して巻取った一方向性けい素
鋼板のコイル１３は電解研磨用処理槽列１４の入側ルー
パー２１を通して、まず酸洗槽１５に導き、鋼板表面の
酸化物を除去し、次に洗浄槽１６に通して表面を洗浄し
、その後Ｎ１１ｌおよびＮα２の電解槽１７．１８によ
り電解研磨を施して鋼板表面を鏡面状態に仕上げた後、
洗浄槽１９で表面を洗浄し、乾燥槽２０を通して乾燥さ
せる。

次に鋼板は電解研磨用処理槽列１４の出側のルーパー２
１を通して高真空処理槽２２へ導入する。

この際高真空処理槽２２の入側でこの処理槽２２に向け
て漸次に高真空度に調圧区分した予備排気槽２３ａ、　
２３ｂ及び２３ｃにより、高真空処理槽２２の真空封止
を確保するようにし、高真空処理槽２２の内部で上下２
段に配設した蒸着装置２および３でイオンブレーティン
グ処理を施す。この場合、鋼板両面の温度制御は上記し
た通りである。

上記のようにして通板中の連続的なイオンブレーティン
グ処理を施した鋼板は高い真空処理槽２２の出側でやは
りこの処理槽に近い程高真空度に調圧区分した予備排気
槽列２４ａ、　２４ｂ及び２４Ｃを経由する差動排気シ
ステムの採用により順次真空度を低（して大気中に導出
し、ルーパー２５を通じてコイル２６に巻取られる。

以上説明した第２図の設備により、仕上焼鈍後の一方向
性けい素鋼板（０，２３ｍｍ厚）表面上の焼鈍分離剤を
除去して巻取ったコイルを、ラインスピード３Ｑｍ／ｍ
ｉｎにて鋼板の表裏両面に０．６μｍ厚のＴｉＮ張力被
膜を形成させた。

このときの鋼板の制御温度は４００℃とした。

得られた製品の磁気特性は次のようであった。

８＋ｏ　＝　１．９２Ｔ、　　　Ｌｌｚｓｏ　＝　０．
７０Ｗ／ｋｇまた、切板での反りは観察されず良好であ
った。

なお、ここまでけい素鋼板の被膜形成について説明した
が、この発明装置は、金属ストリップの表裏両面に被膜
を形成する際に有利に適合するもので、けい素鋼板のほ
か装飾用の一般鋼板などに好適である。

（発明の効果） この発明によれば、同一温度条件で鋼板表裏面に蒸着物
を被覆させることができるので、例えばけい素鋼板の被
膜形成に適用すれば、電磁特性に優れ、かつ形状の良好
な電磁鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適例を示す物理的蒸着設備の説明
図、 第２図は第１図の設備を適用したけい素鋼板用鉄損低減
連続処理設備列の説明図、 である。 １・・・金属ストリップ　２．３・・・蒸着装置４・・
・加熱装置　　　　５・・・温度調整ロール６．７．８
．９・・・測温計 １０、１１・・・制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属ストリップの一方の面に第１の蒸着装置によっ
   て蒸着物を蒸着し、その後金属ストリップの他方の面に
   第２の蒸着装置によって蒸着物を蒸着して金属ストリッ
   プの表裏両面に被膜を形成する設備であって、 上記第１の蒸着装置の入側に、上記の一方の面を所定温
   度に加熱する加熱装置を配設し、上記第１の蒸着装置の
   出側、第２の蒸着装置の入側に、上記他方の面を所定温
   度とする加熱又は冷却を、巻回した金属ストリップに施
   す温度調整ロールを配設してなる金属ストリップの物理
   的蒸着設備。