JPH02111855A - 金属板の溶融めっき方法 - 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、溶融金属浴を用いることなく金属板の表面に
連続的にめっきを施すことができる方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、鋼帯表面にめっき皮膜を形成させる方法として、
予め溶融させためっき金属中に銅帯を浸漬させる、溶融
めっき法が広く行われている。

この種のめっき法の代表例である連続溶融亜鉛めっきで
は、鋼帯は前処理炉で熱処理及び表面清浄化処理された
後、溶融亜鉛浴中に浸漬されてめっき皮膜が形成され、
浴から引き出された鋼帯には気体絞りによるめっき付着
量調整、ガルバニール等の表面調整が施される。

このようにして得られた溶融めっき鋼板は表面が比較的
美麗で、しかも耐食性も優れているため、広く実用に供
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の溶融亜鉛めっき方法は、めっき浴を使用
することに伴う種々の問題を有している。特に最近では
、めっき鋼帯には家電、自動車の外板用途等を中心にし
て従来に増して表面の均一さ、平滑さ、美麗さが求めら
れ、また品種的にも差厚めつき、片面めっき等の新規製
品の需要も高く、このため従来の溶融めっき法によるめ
っきｆｌ帯の品質やめっきプロセス自体に対する問題点
が顕在化してきた。そのような問題点のいくつかを以下
に述べる。

１）めっき浴中にｍ＊衣表面らのＦｅが溶出したり、め
っき金属が酸化されることによる所謂ドロスの発生が多
く、これを汲み上げ除去しなければならないために、Ｉ
帯に付着する以外のめっき金属の損失が生ずる。

２）めっき浴中でドロスが発生したり、ポットを構成す
る煉瓦の屑が浴中に混入する等、めっき浴に不純物が混
じりやすく、これらが銅帯に付着して、その外観を低下
させる。

３）浴中に投入するめっき金属地金成分と５鋼帯に付着
する成分及びドロス等の副生物として浴外に排出される
成分中の＠量元素が異なるため、目標通りの必要元素を
含有するめっき浴成分に調整制御するのが困難である。

このため、めっき密着性不良や、ガルバニール材の合金
化不良等、各種のめっき欠陥が発生する。

４）高温、高浸食性のめっき金属洛中に、鋼帯通板用の
ロールや、ロール支持アーム、軸受等、鋼製の機械部品
を浸漬する必要がある。

このため、これら部利の浸食や、これに伴うドロスの発
生、さらには浴中ロール表面の浸食によるめっき表面外
観の低下等の問題が生ずる。

更には、これらの機械部品の浸食または損傷部を定期的
に修理、交換するための操業停止時間が必要であり、設
備の生産能力を有効、最大限に生かすことができない。

５）めっき洛中に通板ロールを使用することにより、め
っき表面にロールのグループ溝が転写しやすく、外観の
悪化を招く。

６）浴下部に堆積するボトムドロスの排出作業、浴面に
堆積するトップドロスの排出作業、浴中への鋼帯の初期
通板作業、めっき浴中でのロールの手入れ作業等、高温
で且つ多量のめっき浴近傍での作業は、作業者の大きな
負担となり、且つ危険である。

７）ポット−基当り、一種のめっきしかできないため、
各種の異種めっきを行う際には、浴の汲み出しによる俗
習えを行うか、または異種のめっき金属を溶解したポッ
トを予め準備し、ポットの移動を行う等の作業が必要で
ある。

８）両面めっき材と片面めっき材を単一の設備で生産す
る場合、ポット部のめっき設備の変更が必要となり、そ
のための設備負担に加え、切替のために多くの時間と労
力が必要となる。

９）両面異種めっき、多層めっき、両面差厚めつき等の
特殊なめっきを行なうことが難しい。

このような従来の溶融めっき法に対し、特開昭６１−２
０７５５５号等において、走行する鋼帯面にノズルを近
接させ、溶融金属槽から供給された溶融金属を、溶融金
属と綱帯面との；需れ付着力によってノズルから吸い出
し、夕１帯に付着させるようにしためっき法が提案され
ている。

この方法は高粘度塗料等の塗布技術を応用したものであ
るが、溶融金属を溶融金属槽からノズルに送給する方式
であって、めっき付着量のコントロールは溶融金属槽の
ヘッド圧で行っているため、槽内の浴面の高さの変化が
めつき付着量のバラツキとなって現われ、このためめっ
き付着量の精度が悪いという欠点がある。また、いずれ
にしても浸漬式のめっき浴に相当する溶融金属槽が必要
であるため、上述したような種々の問題を有している。

このように、従来の溶融めっき方法は種々の問題を有し
ているものである。

本発明はこのような問題に鑑み、従来のような溶融金属
浴を用いることなく金属板に溶融めっきを連続的に施す
ことができ、しかも高精度に付着量をコントロールする
ことができる新たなめっき方法を提供しようとするもの
である。

〔問題を解決するための手段〕

このため本発明は、めっき金属材の加熱溶解機構を有し
、且つ先端に溶融めっき金属吐出用の上向き状の吐出ノ
ズルを有するめっき金属材供給装置を用い、その吐出用
ノズルの一方の側縁に近接して被めっき材たる金属板を
上向きに通板させ、固相のめっき金属材を、装置内で吐
出ノズル口方向に順次送りながら加熱溶解機構により吐
出ノズル口直前で先端側から順次溶解させ、この溶融め
っき金属を吐出ノズル口から吐出して金属板面と吐出ノ
ズル先端とが形成するコーナー部に溶融めっき金属の液
溜を形成し、該液溜の溶融めっき金属を通板する金属板
面に付着させ、めっき皮膜を形成させるようにしたもの
である。

このような本発明の最大の特徴は、固相のめっき金属材
をめっき直前にめっき目付分たり溶融させ、これをめっ
きするようにしたことにあり、これにより上述した特開
昭６１−２０７５５５号等に較べめっき金属のハンドリ
ングと付着量のコントロールが極めて容易になる。

また本発明のもう一つの特徴は、溶解しためっき金属を
そのまま金属板面に供給するのではなく、ノズル先端と
金属板間のコーナー部に一旦めっき金属の液溜を表面張
力と圧力のバランスにて形成させ、上向きに通板する金
属板がこの液溜のめっき金属を上方に持ち上げるように
してめっきがなされるようにしたことにある。

このような方法を使用せず溶解しためっき金属をそのま
ま金属板面にノズルで供給する方式は、ノズル先端と板
面間の間隙によりノズルからの金属供給量（金属板面に
供給される量）が決まり、したがってノズル先端と金属
板面間の間隙は、めっき皮膜部に相当する程度の非常レ
コ微細なものとする必要がある。しかし、めっきされる
金属板は通板中ある程度の振動は避けられず、また板の
形状不良もあることから、上記ノズルとの微細な間隙を
一定に保つことはなかなか難しく、めっき厚の不均一化
やノズルと板の衝突等によるトラブルを招き易い。これ
に対し、本発明の方式では、ノズルと板面との間隙が板
面へのめっき金属供給量を左右するものではなりまため
、上記間隙に関係なく安定した厚さのめつき皮膜が得ら
れる。また、ノズルと板面との間隙は液溜を形成し得る
限度で小さくすれば足り、このため間隙を十分ｔこ広く
とり、仮とノズルとの衝突を防ぐことができる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明法を鋼帯の連続めっき処理に
適用した場合の一実施例を示すもので、（１）はめっき
金属材供給装置、（２）はめつき金属材、（３）は通板
する鋼帯である。

前記めっき金属材供給装置（１）は、固相（本実施例で
は板状）のめつき金属材（２）を上向きに案内するため
の案内部（４）を有し、該案内部（４）はその先端（上
端）に溶融しためつき金属吐出用の上向きの吐出ノズル
（５）を有している。

この案内部（４）は本実施例では断面細長の筒状体によ
り構成されている。前記案内部（４）の先端側には、め
っき金属材を溶解するための加熱体（６）（加熱ヒータ
等）からなる加熱溶解機構が設けられている。

なお、めっき金属材供給装置（１）は、固相のめっき金
属材（２）を吐出ノズルに送給するため、送りローラ或
いはシリンダ装置等からなる通り機構（図示せず）を有
している。

このようなめっき金属材供給装置（１）に対し、鋼帯（
３）は上向き状の吐出ノズル（５）の側！（５１）に近
接して上向きに通板する。一方、めっき金属材供給装置
（１）内では、固和めつき金属材（２）が吐出ノズル方
向に順次送られる。そして、吐出ノズル口直前で先端側
から順次溶解され、吐出ノズル（５）から吐出される。

このようにしてノズルから吐出されたｉ８融めっき金属
（Ａ）は、吐出ノズル先端と鋼帯面とで構成されるコー
ナー部（７）に液溜（８）を形成する。

この液溜（８）の溶融めっき金属（Ａ）は上向きに移動
する銅帯（３）に引き上げられるようにして付着し、め
っき皮膜（９）が形成される。

なお、吐出ノズルの側縁（５１）と鋼帯（３）との間隙
は、液溜（８）の溶融めっき金属（Ａ）がその間隙から
下方にたれない程度に近接させる必要があるが、過度に
小さいとノズルと銅帯とが衝突するおそれがあり、この
ためその間隙Ｗは０．５〜５ｍ程度の範囲とすることが
好ましい。

また、鋼帯（３）とノズル先端とが形成するコーナー部
（７）の角度θも適宜選択できる。第３図は吐出ノズル
（５）を傾斜させ、コーナー部（７）の角度０を小さく
した例である。

また、銅帯（３）の通板方向は必ずしも垂直でなくて良
く、液溜（８）が適切に形成される限度において斜め上
方に通板させることができる。

さらに案内部（４）と吐出ノズル（５）の内径は必ずし
も同じである必要はなく、例えば第４図に示すようにノ
ズル径のほうが小さい構造とすることもできる。

第５図は本発明の多層めっき鋼板の製造に適用した場合
の一実施例を示したもので、銅帯厚さ方向で複数の案内
部（４ａ）〜（４ｃ）を設け、各案内部（４ａ）〜（４
ｃ）内にそれぞれめっき金属材（２ａ）〜（２ｃ）を送
り込み、それぞれ溶解して吐出ノズル（５ａ）〜（５ｃ
）から吐出するものである。これにより各溶融めっき金
Ｒ（Ｌ）〜（Ａ３）が層状となった液溜（８）が形成さ
れ、各めっき金属が積層しためっき皮膜或いは各めっき
金属の成分が厚さ方向で傾斜状に分布した、所謂傾斜成
分めっき皮膜が得られる。また場合によっては液溜（８
）の途中に邪魔板を設ける等の構造上の工夫をすること
により、３成分がほぼ均一に混合した均一成分のめっき
皮膜を得ることもできる。

本発明法では、銅帯（３）を常温のままでめっき処理す
ることもできるが、その場合、溶融金属との接触による
板温の急激な上昇によって板が不均一に熱膨張し、板形
状不良を生じるおそれがあり、これを防止するため、鋼
帯（３）を所定の温度（好ましくは、めっき金属材の融
点前後の温度）に予熱し、この鋼帯にめっきを行うよう
にすることが好ましい。

また、以上のようにして形成されためっき皮膜（９）は
、銅帯の振動等に起因して若干の付、η量むらを生じる
場合があり、このむらを均一化させるため表面調整装置
により均一化処理を行うことができる。この表面調整装
置としては。

例えば超音波振動子を有する超音波振動方式のもの（所
謂、超音波ごて）が用いられる。この装置は緩衝機構を
有するシリンダ装置等により保持され、その振動板がめ
つき皮膜が形成された鋼帯表面に軽く接触せしめられ、
めっき皮膜に超音波振動が付加されることにより、めっ
き金属の皮膜厚が均一化される。

また、本発明法によるめっき処理は、めっきの濡れ性、
密着性を確保するため、非酸化性雰囲気（例えば、Ｈ２
：２０〜２５％、Ｎ２：８０〜７５％の混合ガス）中で
行うことが好ましい。また本発明法においても、めっき
前の鋼帯表面はなるべく清浄化されていることが好まし
い。

本発明によるめっき法は、種々の金属または合金めっき
に適用でき、本発明により例えば鋼帯のＺｎめっき、１
Ｉ−Ｚｎ合金めっきをはじめ、Ｃ。

−Ｃｒ　−Ｚｎ合金めっき（例えば、１％Ｃｏ−１％Ｃ
ｒ　−Ｚｎ合金めっき）　、　ＡＭ−Ｍｇ−Ｚｎ合金め
っき（例えば、５％ＡＱ−０．６％Ｍｇ　−Ｚｎ合金メ
ツき）、ＡＱ−３ｉ−Ｚｎ合金めっき（例えば、５５％
Ａ１１−１．６％Ｓｉ　−Ｚｎ合金めっき）、５ｉ−Ａ
党合金めっき（例えば、１０％５ｉ−Ａ１１合金めっき
）、５ｎ−Ｐｂ合金めっき（例えば、１０％Ｓｎ　−Ｐ
ｂ合金めっき）等を行うことができる。

また、以上の実施例では、鋼帯（３）の片面に対しての
みめっき金属材（２）の供給を行っているが、銅帯両面
めっきの場合には、鋼帯両側に装置（１）が配され、そ
れぞれの面に対するめっきが行われることは言うまでも
ない。なおこの場合、両面のめっきは、ライン方向の同
じ位置で行う必要はない。

また１本発明法において鋼帯両面にめっきを行う場合、
鋼帯両側に組成が異なるめっき金４．１材（２）を配す
ることにより両面異種めっきを容易に実施することがで
きる。例えば、家電用等の外板素材として、片面（塗装
用面）にＦｅ　−Ｚｎ合金めっき皮膜を有し、他の片面
（裸面）にＺｎめっき皮膜を有する銅帯等を得ることが
できる。

なお、上記実施例では、いずれもめつき金属材（２）は
板状のものを用いたが、これに代え例えば粉状等のもの
を用いてもよい。この場合でもめっき金属材（２）は案
内部（４）内に充填され、適当な送り手段によりノズル
方向に送られる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、溶融金属浴を用いることな
く、金属板に溶融金属によるめっき皮膜を連続的に形成
させることができ、めっき浴を用いる従来法に比べ次の
ような利点が得られる。

１）めっき浴を使用した場合のようなドロスの発生がな
いため、銅帯に付着する以外のめっき金属の損失がない
。

２）ドロス、不純物等が表面に付着せず、外観が美麗に
保たれる。

３）めっき金属を直接溶着させるため、めっき金属材と
ほとんど同一の成分がめつきされ、めっき皮膜中成分が
均一化し、かつ成分の制御が容易となる。

４）浴中浸漬部品を使用する必要がなく、このため浸食
された機械部品の修理、交換のために操業を停止する必
要がない。

５）浴中ロールを使用する必要がないため、ロールグル
ープの転写による外観の悪化がない。

６）ボトムドロスやトップドロス排出、浴中への鋼板の
通板作業、浴中ロールの手入れ作業等が不要となり、作
業者の負担が著しく軽減する。

７）各種の合金めっきを実施する場合にも、鋼帯に供給
するめっき金属材を交換するだけでよく、浴替え、ポッ
トの移動等大がかりな作業を必要としないため容易に各
種のめっきが実施可能である。

８）めっき金属材の配置や供給の態様、送給速度等を選
択、変更することにより、片面めっき、多層めっき、両
面差厚めつき、両面異種めっき等、各種形態のめっきを
容易に実施するこ゛とができる。

また、このような利点に加え、固相のめつき金属材を送
給して直前でめっき目付分だけ溶融させ、これを金属板
に付着させる方式であるため、めっき材のハンドリング
が非常に容易であり、まためっき付着量を固相のめつき
金属材の送給速度によりコントロールでき、このため高
度の付着量精度を確保することができる。

さらに、溶融しためつき金属をそのまま金属板面に供給
するのではなく、ノズルから吐された溶融めっき金属を
、ノズルと金属板とが形成するコーナー部で一旦液溜化
し、この液溜のめっき金属を上向きに通板する金属板に
引上げさせるようにして付着させる方式であるため、通
板する金属板がある程度振動しても、その板面とノズル
との間隙に関係なく安定した厚さのめっき皮膜が得られ
る。また、ノズルと金ＦＪｃ板間の間隙をめっき厚オー
ダーの微■ものとする必要がなく、このため金属板にあ
る程度の振動や形状不良があってもノズルとの衝突を極
力防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体説明図、第２図はめっき処理部の部分拡大図
である。第３図ないし第５図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示す説明図である。 図において、（１）はめっき全屈材供給装置、（２）　
（２ａ）（２ｂ）　（２ｃ）はめっき金属材、（３）は
鋼帯、（４）　（４ａ）　（４ｂ）　（４ｃ）は案内部
、（５）　（５ａ）　（５ｂ）　（５ｃ）は吐出ノズル
、（６）は加熱体、（７）はコーナー部、（８）は液溜
、（９）はめっき皮膜、（Ａ）は１・８融めっき金属で
ある。 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. めっき金属材の加熱溶解機構を有し、且つ先端に溶融め
   っき金属吐出用の上向き状の吐出ノズルを有するめっき
   金属材供給装置を用い、その吐出用ノズルの一方の側縁
   に近接して被めっき材たる金属板を上向きに通板させ、
   固相のめっき金属材を、装置内で吐出ノズル口方向に順
   次送りながら加熱溶解機構により吐出ノズル口直前で先
   端側から順次溶解させ、この溶融めっき金属を吐出ノズ
   ル口から吐出して金属板面と吐出ノズル先端とが形成す
   るコーナー部に溶融めっき金属の液溜を形成し、該液溜
   の溶融めっき金属を通板する金属板面に付着させ、めっ
   き皮膜を形成させることを特徴とする金属板の溶融めっ
   き方法。