JPH0745712B2 - 真空蒸着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行する金属板へ亜鉛、その他の金属、ある
いはセラミツクス等の蒸気を連続的に蒸着する真空蒸着
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば帯鋼へ金属蒸気を蒸着させる真空蒸着装置
として第４図に示すようなものが知られている。

第４図中、１は真空ポンプ18によつて例えば10^-4トール
に排気された真空蒸着室、２は帯鋼12を捲回して回転し
ながら金属蒸気10を蒸着させる回転セル、３は溶融金属
11を加熱して金属蒸気10を蒸発させるルツボ、４は金属
蒸気10を蒸着口19へ案内するフード、５および６は回転
セル２と僅かな隙間20を持たせて金属蒸気10の真空蒸着
室１への漏出を防止するカバー、７は隙間20を自在に調
節するためのジヤバラ、８は隙間20を調節するカバー開
閉装置、９は金属蒸気10の蒸着口19への供給量を調節す
るシヤツタ、13は回転セル２を加熱するヒータ、14はル
ツボ３を加熱するヒータ、15はフード14を加熱するヒー
タ、16はカバー６を加熱するヒータ、17は溶融金属11の
温度を制御し蒸気量を制御するヒータ、18はカバー５を
加熱するヒータである。

ルツボ３中の溶融金属11から蒸発した金属蒸気10は、シ
ヤツタ９及びヒータ17によつてその供給量が制御されて
蒸着口19へ供給される。

一方、板幅方向にほぼ均一に適温に予熱された帯鋼12
は、真空蒸着室１へ搬送され、その走行速度と同一周速
で回転する回転セル２に捲回されて蒸着口19を通過する
際に、金属蒸気10がその表面に蒸着される。

このとき回転セル２、フード４、カバー5,6等の金属蒸
気10と接触する部材を各々のヒータ13,15,16,18によつ
て、例えば金属蒸気10が亜鉛の場合、500℃程度の温度
に加熱し、これらの部材への金属蒸気10の蒸着を防止し
ている。また、カバー開閉装置８によつて隙間20を最小
限に調節し、金属蒸気10の真空蒸着室１内への漏出を防
止している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の装置では、帯鋼12は高温に加熱された回転セル２
との接触面積が大きいので、回転セル２の熱が帯鋼12に
伝達し、帯鋼12を加熱する。更に金属蒸気10が帯鋼12に
蒸着する時に蒸着潜熱が帯鋼12に与えられるため、この
潜熱と回転セル２からの熱により、帯鋼温度がかなり高
温まで上昇する。しかも、金属蒸気10の付着量が多い時
は蒸着潜熱も多いので、帯鋼12の温度上昇は相当大きく
なる。

一方、例えば帯鋼12に亜鉛を蒸着する場合、帯鋼12の温
度が約370℃のときに亜鉛と鉄の合金層が生成される。
この合金層が厚くなり過ぎると、めつき鋼板の加工性に
問題が生じて来る。

従つて、この合金層の生成を抑制しつつ所望量の金属蒸
気を蒸着させる必要がある。

しかし、金属蒸気を蒸着する以上、蒸着潜熱による帯鋼
温度の上昇は避けられないため、回転セル２からの伝熱
量を少くするか又は皆無としなければ、合金層の生成を
抑制して金属蒸気の付着量を更に増大させることはでき
ない。

しかも、帯鋼12の両面に蒸着する場合、片面への蒸着め
つきにより帯鋼温度が相当上昇しているため、残りの片
面への蒸着の際に、更に帯鋼温度が上り、この面への合
金層の生成は避けられないばかりか、他の面に先に蒸着
されていた亜鉛と鉄とが合金層を生成したり、既に生成
されている合金層が更に厚みを増す等の不都合がある。

本発明は、このような問題点を解決し、合金層を生成す
ることなく、所望量の金属蒸着を行うことのできる真空
蒸着装置を提案するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、真空蒸着室内を通過する金属帯板に、溶融金
属から蒸発する金属蒸気を蒸着する真空蒸着装置におい
て、蒸着口が平面状であつて、前記金属帯板の被蒸着面
と所定の隙間で近接する平板状の蒸着面カバーと、前記
金属帯板の被蒸着面の裏面と所定の隙間で近接する平板
状の裏面カバーと、前記蒸着面カバー及び裏面カバーの
上流側と下流側とでそれぞれ前記金属帯板を挟持するよ
うに設けられた各一対のガイドロールを具備し、さらに
金属蒸気を蒸着口へ導くフードの中に金属帯板の板幅に
応じて金属蒸気の流路幅を調節する一対の方形状の板か
らなる流路幅制御板を金属帯板表面に対して垂直方向に
かつわずかの隙間を持たせて近接して設けることを特徴
とするものである。

〔作用〕

本発明装置では、蒸着面カバー、裏面カバー及びガイド
ローラは金属蒸気が蒸着しない高温に加熱されるが、金
属帯板は蒸着面カバー及び裏面カバーと被接触であり、
ガイドローラとは接触しても線接触なので接触面積が小
さい。従つて、これら部材からの熱伝達が非常に小さ
く、金属蒸気の付着量の範囲が拡大し、亜鉛と鉄、その
他の金属層の生成を抑制しつつ層めつきがなされる。

また本発明装置では、従来装置のように回転セルを設け
ていないので、金属蒸気が金属帯板の被蒸着面である裏
側に廻るのを防止するために、金属蒸気を導くフード内
に金属蒸気流路幅を金属帯板の板幅に応じて制御するこ
とのできる流路制御板を金属帯板の被蒸着面に近接して
設ける。そして、金属帯板の板幅と金属蒸気の流路幅と
が同一幅となるように流路幅制御板を制御して、金属蒸
気の金属帯板の裏側への廻りを防止すると共に、板幅方
向における金属蒸気の付着量分布を均一のものとする。
これにより、金属帯板の表面、裏面ともに均一な付着量
分布でめつきすることができる。

〔実施例〕

本発明の詳細を、第１図〜第３図に示す実施例によつて
説明するが、従来装置と同一の部材には同一の符号を付
し、重複説明を省略する。

第１図は帯鋼12の両面に金属蒸気10a,10bをそれぞれ蒸
着する第１蒸着装置Ａ及び第２蒸着装置Ｂの配置を表わ
しており、シール装置24が内装された入側差動排気室25
から、従来装置とほぼ同様に構成された第１蒸着装置Ａ
の真空蒸着室1aへ帯鋼12を送給し、その裏面に金属蒸気
10aを蒸着させ、シール装置24が内蔵された中間差動排
気室26を経て第２蒸着装置Ｂの真空蒸着室1bへ送給し、
ガイドロール23でガイドされて、平面状の蒸着口31を通
過する際にその表面に金属蒸気10bを蒸着させる。

このようにして、帯鋼12はその両面に金属蒸気10a,10b
が蒸着され、シール装置24が内蔵されかつ段階的に大気
圧迄昇圧する出側差動排気室27を通過し、冷却装置28に
より所定の温度に冷却され、デフレクタロール29によつ
てラインの下流へ送られる。

第１図で、片面にのみ蒸着めつきを施す場合は、第１蒸
着装置Ａのみで金属蒸気10aを蒸着口19から蒸着すれば
よい。そして、第２蒸着装置Ｂは、蒸着室1bの真空圧力
を溶融金属11bの飽和蒸気圧力より高い圧力、例えば溶
融金属11bが亜鉛の場合で、溶融亜鉛11bの温度が500℃
であれば5Torrで圧力シールすることにより、溶融金属1
1bの蒸発を停止することができる。また、シヤツタ9bを
全閉にすることで第２蒸着室Ｂを休止してもよい。

この場合、第１蒸着装置Ａは所定の真空圧力、例えば0.
01Torrで操業され、第２蒸着装置Ｂは上記のように例え
ば5Torrで圧力シールされることになるが、このように
各蒸着室A,Bを各々異なる圧力に調整できるのは、両蒸
着室A,B間に中間差動排気室26が設けられていることに
よる。

第２図と、同図のＩ−Ｉ線断面矢視図である第３図は、
本発明の第２蒸着装置Ｂの詳細を示している。

第2,3図において、21は帯鋼12の裏面側に配置された裏
面カバー、22は帯鋼12の蒸着面側に配置された蒸着面カ
バーであり、両者は蒸着口31を通過する帯鋼12の両面と
それぞれ所定の隙間寸法を保持するように、隙間調節装
置（図示しない）を介して真空蒸着室1bに内装されてい
る。23は帯鋼12と裏面カバー21及び蒸着面カバー22との
隙間を正確に最小限に保持する一対のガイドロールであ
り、蒸着口31を通過する帯鋼12の上方と下方とで帯鋼12
と軽く接触するように軸受32を介して真空蒸着室1bに内
装されており、裏面カバー21及び蒸着面カバー22の上部
及び下部の曲面部によつて所定の隙間でカバーされてい
る。

33,34,35は裏面カバー21、蒸着面カバー22、ガイドロー
ル23をそれぞれ加熱するヒータである。

30はフード4bの中に設けられた金属蒸気10bの流路幅を
制御する流路幅制御板である。該流路幅制御板30は、帯
鋼12の板幅の変化に応じて、あるいは帯鋼12の蛇行に応
じて、金属蒸気10bの流路幅が帯鋼12の板幅に常に一致
するように幅調整装置36を介して案内され、蒸着口31か
ら出る金属蒸気10bの全てを帯鋼12へ蒸着させるように
なつている。また、流路幅制御板30の先端と帯鋼12の蒸
着面側表面との距離は僅かな隙間に調整され、帯鋼12の
裏面へ金属蒸気10bが廻り込まないように配慮されてい
る。

4cは２枚の流路制御板30の間を流れる金属蒸気10bの流
路の反対側において金属蒸気10bの流れを遮断するため
に流路幅制御板30に直角に接続された金属蒸気流れ遮断
板37を収納する袋部であり、フード4bの一部を張り出さ
せたものである。

上記のように、第２蒸着室Ｂでは、ルツボ3bの中の溶融
金属11bがヒータ17で加熱されて金属蒸気10bとなり、シ
ヤツタ9bを通り所定の量の金属蒸気10bがフード4bを経
て２枚の金属蒸気流路制御板30の間を案内され、蒸着口
31において帯鋼12の表面に蒸着され、めつき膜を形成す
る。

なお、蒸着口31において帯鋼12を挟む蒸着面カバー22及
び裏面カバー21が該蒸着口31の上部及び下部に設けられ
た夫々一対のガイドロール23を曲面部で包むように設け
られており、しかもこれらのカバー21,22とガイドロー
ル23との間の隙間を小さく設定してあるため、帯鋼12と
各カバー21,22で形成される狭く細長い通路内に流入し
ようとする金属蒸気10bは、この通路の入口にて流れ抵
抗を受け、この通路内へ漏出することはできない。

また、カバー21,22の上部を中間差動排気室26の中に設
けられた加熱されたインナダクト38に接続し、下部を出
側差動排気室27の中に設けられた加熱されたインナダク
ト38へ接続することによつても、金属蒸気10bが蒸着室1
bに漏出しないように配慮している。

以上は、帯鋼12の片面は従来の装置により、他の片面の
みを本発明装置により蒸着する例であるが、両面を本発
明装置により蒸着させることもできる。特に、金属帯板
や金属蒸気の種類や、金属蒸気の温度、圧力等の蒸着条
件等により、最初に蒸着する際にも相当厚い合金層が生
成されるような場合には、両面の蒸着を本発明装置によ
り行うことが好ましい。

〔発明の効果〕

本発明装置は、真空蒸着室内における金属帯板への金属
蒸着の蒸着部を平面状とし、この平板状部に位置する裏
面カバーと蒸着面カバーとを金属帯板と所定の隙間で設
けることにより、裏面（既に金属蒸気が蒸着された裏面
であつてもよい）が裏面カバーと非接触となり、金属帯
板の温度が上昇せず、めつき金属の付着量がその分だけ
拡大し、その両面に良好な金属被膜を得ることができ
る。

また、本発明装置は、金属蒸気が裏側へ廻り込むのを防
止する手段として従来の回転セルの代りに簡単なカバー
を用いるので、製作費、メンテナス費用及び電力費が安
くなり、関連の費用の節減を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての帯鋼の両面へ金属蒸
気を蒸着する第１及び第２真空蒸着装置の配置を示す側
面概念図、第２図は第１図の第２真空蒸着装置の詳細を
示す縦断面図、第３図は第２図のＩ−Ｉ断面矢視図、第
４図は従来の真空蒸着装置を示す縦断面図である。 1a,1b……真空蒸着室、21……裏面カバー、22……蒸着
面カバー、30……金属蒸気流量幅制御板、31……蒸着
口、10a,10b……金属蒸気、11a,11b……溶融金属、12…
…帯鋼、23……ガイド・ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森山 義輝 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 (56)参考文献 実開 昭58−75757（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空蒸着室内を通過する金属帯板に、溶融
   金属から蒸発する金属蒸気を蒸着する真空蒸着装置にお
   いて、真空蒸着口が平面であって前記金属帯板の被蒸着
   面との所定の隙間で近接する平板状の蒸着面カバーと、
   前記金属帯板の被蒸着面の裏面と所定の隙間で近接する
   平板状の裏面カバーと、該裏面カバー及び前記蒸着面カ
   バーの上流と下流とにそれぞれ設けられた各一対のガイ
   ドロールと、金属帯板表面に対して垂直方向にかつ該表
   面に近接して設けられた一対の方形状の板からなる金属
   蒸気流路幅を制御する流路幅制御板を具備してなる真空
   蒸着装置。