JPH0949073A - 粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸着層又はＺｎ蒸着層の形成方法 - Google Patents
粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸着層又はＺｎ蒸着層の形成方法Info
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粒子状蒸着物の生成を抑制し、健全な蒸着め
っき層を得る。 【構成】 蒸発槽５から被蒸着基板（鋼帯１３）に蒸着
金属の蒸気を輸送する際、被蒸着基板近傍のダクト１２
出口を通過する蒸気の流量を、Ｍｇでは５５ｇ／秒・ｍ
2 以下に、Ｚｎでは２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規制する 【効果】 ダクト出口での蒸気流量を規制することによ
り、粒子状蒸着物の生成が抑制され、粒子状蒸着物に起
因した欠陥のない蒸着めっき層が形成される。
っき層を得る。 【構成】 蒸発槽５から被蒸着基板（鋼帯１３）に蒸着
金属の蒸気を輸送する際、被蒸着基板近傍のダクト１２
出口を通過する蒸気の流量を、Ｍｇでは５５ｇ／秒・ｍ
2 以下に、Ｚｎでは２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規制する 【効果】 ダクト出口での蒸気流量を規制することによ
り、粒子状蒸着物の生成が抑制され、粒子状蒸着物に起
因した欠陥のない蒸着めっき層が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダクトを介して蒸気を
輸送したＭｇ又はＺｎを基板上に高速蒸着する方法に関
する。
輸送したＭｇ又はＺｎを基板上に高速蒸着する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】Ｚｎ−Ｍｇ等のＭｇ含有めっき鋼板は、
従来の表面処理鋼板と比較して非常に優れた耐食性を示
すことから、過酷な腐食雰囲気に曝される構造材等とし
て今後の用途展開が期待されている。めっき層に取り込
まれるＭｇは、蒸発槽で発生させたＭｇ蒸気をめっき原
板の表面に送り込んで蒸着させている。真空中で液相が
存在するＺｎ等の金属を蒸発させる場合、たとえば図１
に示す設備構成をもつ装置が使用される［日新技報第５
６号（１９８７）第４１頁］。この装置では、被蒸発金
属源を溶解炉１で溶解し、融液２を用意する。融液２
は、シュノーケル３を経て、真空槽４内に配置されてい
る蒸発槽５に送り込まれる。融液２は、蒸発槽５内でヒ
ータ６により加熱され蒸気となる。
従来の表面処理鋼板と比較して非常に優れた耐食性を示
すことから、過酷な腐食雰囲気に曝される構造材等とし
て今後の用途展開が期待されている。めっき層に取り込
まれるＭｇは、蒸発槽で発生させたＭｇ蒸気をめっき原
板の表面に送り込んで蒸着させている。真空中で液相が
存在するＺｎ等の金属を蒸発させる場合、たとえば図１
に示す設備構成をもつ装置が使用される［日新技報第５
６号（１９８７）第４１頁］。この装置では、被蒸発金
属源を溶解炉１で溶解し、融液２を用意する。融液２
は、シュノーケル３を経て、真空槽４内に配置されてい
る蒸発槽５に送り込まれる。融液２は、蒸発槽５内でヒ
ータ６により加熱され蒸気となる。
【０００３】金属蒸気は、フード７に案内されて鋼板等
の被蒸着物に到達し、被蒸着物の表面に蒸着される。こ
のとき、金属蒸気の流量は、蒸発槽５の出側に設けられ
ているシャッター８の開度を調節することにより制御さ
れる。また、本発明者等は、ＺｎやＭｇを蒸発させる装
置として、図２に示す構造の蒸発装置を特願平６−２５
４８２９号で提案した。この装置においては、蒸発槽５
にＭｇ，Ｚｎ等の蒸着金属９を収容したルツボ１０を配
置し、ヒータ６で蒸着金属９を加熱する。蒸発したＭｇ
又はＺｎの蒸気は、シャッター８で流量が調整され、円
形ダクト１１から矩形ダクト１２を経て、鋼帯１３に蒸
着される。この方法では、蒸発槽５で発生した蒸気のほ
とんどが基板である鋼帯１３に蒸着し、基板に蒸着せず
無効になる蒸気が少ない。そのため、真空槽内の汚染が
少なく、メンテナンスが容易になる。
の被蒸着物に到達し、被蒸着物の表面に蒸着される。こ
のとき、金属蒸気の流量は、蒸発槽５の出側に設けられ
ているシャッター８の開度を調節することにより制御さ
れる。また、本発明者等は、ＺｎやＭｇを蒸発させる装
置として、図２に示す構造の蒸発装置を特願平６−２５
４８２９号で提案した。この装置においては、蒸発槽５
にＭｇ，Ｚｎ等の蒸着金属９を収容したルツボ１０を配
置し、ヒータ６で蒸着金属９を加熱する。蒸発したＭｇ
又はＺｎの蒸気は、シャッター８で流量が調整され、円
形ダクト１１から矩形ダクト１２を経て、鋼帯１３に蒸
着される。この方法では、蒸発槽５で発生した蒸気のほ
とんどが基板である鋼帯１３に蒸着し、基板に蒸着せず
無効になる蒸気が少ない。そのため、真空槽内の汚染が
少なく、メンテナンスが容易になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ダクトで輸送した蒸気
を基板上に蒸着させる方法は、非常に効率のよい方法で
ある。しかし、１トール以下の真空度では、ダクト内を
通過する蒸気量が多くなると１μｍから数ｍｍの粒子状
蒸着物が付着する場合がある。蒸着層の厚みは０．１〜
１０μｍの範囲にある場合が多いため、粒径の大きな蒸
着物は、蒸着膜の欠陥となる。めっき鋼板の場合、数十
μｍから数ｍｍの蒸着物は、外観不良やプレス加工不良
の原因となり、商品として出荷できない。また、数μｍ
の蒸着物であっても、プレス等の加工を受けたとき、脱
落して下地鋼を露出させ、耐食性を劣化させる。合金め
っきを施した場合では、粒子状の蒸着物がある部分は、
濃度が他の部分と異なるため電気化学的作用によって耐
食性が低下する。特に、大量の粒子状蒸着物が付着した
場合には、耐食性が大きく劣化する。
を基板上に蒸着させる方法は、非常に効率のよい方法で
ある。しかし、１トール以下の真空度では、ダクト内を
通過する蒸気量が多くなると１μｍから数ｍｍの粒子状
蒸着物が付着する場合がある。蒸着層の厚みは０．１〜
１０μｍの範囲にある場合が多いため、粒径の大きな蒸
着物は、蒸着膜の欠陥となる。めっき鋼板の場合、数十
μｍから数ｍｍの蒸着物は、外観不良やプレス加工不良
の原因となり、商品として出荷できない。また、数μｍ
の蒸着物であっても、プレス等の加工を受けたとき、脱
落して下地鋼を露出させ、耐食性を劣化させる。合金め
っきを施した場合では、粒子状の蒸着物がある部分は、
濃度が他の部分と異なるため電気化学的作用によって耐
食性が低下する。特に、大量の粒子状蒸着物が付着した
場合には、耐食性が大きく劣化する。
【０００５】粒子状の蒸着物は、ダクト出口における蒸
気の流れ方向，被蒸着物による蒸気の冷却、雰囲気ガス
による冷却等の要因が複雑に絡んで発生する。そのた
め、条件制御が困難であり、粒子状蒸着物の生成を防止
する有効な方法がこれまで提案されていない。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、ダクト出口における蒸気の流量を制御することによ
り、粒子状蒸着物の生成を効果的に防止し、高品質の蒸
着めっき層を形成することを目的とする。
気の流れ方向，被蒸着物による蒸気の冷却、雰囲気ガス
による冷却等の要因が複雑に絡んで発生する。そのた
め、条件制御が困難であり、粒子状蒸着物の生成を防止
する有効な方法がこれまで提案されていない。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、ダクト出口における蒸気の流量を制御することによ
り、粒子状蒸着物の生成を効果的に防止し、高品質の蒸
着めっき層を形成することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の蒸着層形成方法
は、その目的を達成するため、蒸発槽から被蒸着基板に
蒸着金属の蒸気を輸送する際、被蒸着基板近傍のダクト
出口を通過する蒸気の流量をＭｇでは５５ｇ／秒・ｍ2
以下に、Ｚｎでは２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規制するこ
とを特徴とする。
は、その目的を達成するため、蒸発槽から被蒸着基板に
蒸着金属の蒸気を輸送する際、被蒸着基板近傍のダクト
出口を通過する蒸気の流量をＭｇでは５５ｇ／秒・ｍ2
以下に、Ｚｎでは２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規制するこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明者等は、蒸着めっき層に取り込まれる粒
子状蒸着物の生成過程について種々調査検討した。その
結果、ダクト出口を通過する蒸気の流量が粒子状蒸着物
の生成に大きな影響を及ぼしていることを知見した。蒸
気流量が多くなると、ダクト内の圧力が高まり、ダクト
出口での断熱膨張が大きくなる。また、蒸気流量が多く
なった場合、被蒸着物とダクト出口との間でも局部的に
圧力が高い状態になり、真空中でも被蒸着物との熱交換
によって蒸気が冷却され易くなる。その結果、蒸気温度
が低下し、粒子状蒸着物が発生するものと推察される。
そして、種々の実験結果から、ダクト出口を通過する蒸
気の流量をＭｇでは５５ｇ／秒・ｍ2 以下に、Ｚｎでは
２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に下げることによって、断熱膨
張や蒸気の冷却が生じた場合であっても粒子状蒸着物の
発生が抑制されることを見い出した。ダクト出口におけ
る蒸気の流量規制は、ダクトの途中で断面積変化に起因
する蒸気流量の変動による影響を受けず、基板上に形成
される蒸着めっき層に粒子状蒸着物が取り込まれること
を防止する。その結果、得られた蒸着めっき層は、粒子
状蒸着物に起因する欠陥がなく、高品質のめっき層とな
る。これに対し、ダクト出口を通過する蒸気の流量が、
Ｍｇで５５ｇ／秒・ｍ2 ，Ｚｎで２２０ｇ／秒・ｍ2 を
超えると、後述する実施例で説明するように得られた蒸
着層に粒子状蒸着物が取り込まれることが避けられな
い。
子状蒸着物の生成過程について種々調査検討した。その
結果、ダクト出口を通過する蒸気の流量が粒子状蒸着物
の生成に大きな影響を及ぼしていることを知見した。蒸
気流量が多くなると、ダクト内の圧力が高まり、ダクト
出口での断熱膨張が大きくなる。また、蒸気流量が多く
なった場合、被蒸着物とダクト出口との間でも局部的に
圧力が高い状態になり、真空中でも被蒸着物との熱交換
によって蒸気が冷却され易くなる。その結果、蒸気温度
が低下し、粒子状蒸着物が発生するものと推察される。
そして、種々の実験結果から、ダクト出口を通過する蒸
気の流量をＭｇでは５５ｇ／秒・ｍ2 以下に、Ｚｎでは
２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に下げることによって、断熱膨
張や蒸気の冷却が生じた場合であっても粒子状蒸着物の
発生が抑制されることを見い出した。ダクト出口におけ
る蒸気の流量規制は、ダクトの途中で断面積変化に起因
する蒸気流量の変動による影響を受けず、基板上に形成
される蒸着めっき層に粒子状蒸着物が取り込まれること
を防止する。その結果、得られた蒸着めっき層は、粒子
状蒸着物に起因する欠陥がなく、高品質のめっき層とな
る。これに対し、ダクト出口を通過する蒸気の流量が、
Ｍｇで５５ｇ／秒・ｍ2 ，Ｚｎで２２０ｇ／秒・ｍ2 を
超えると、後述する実施例で説明するように得られた蒸
着層に粒子状蒸着物が取り込まれることが避けられな
い。
【０００８】
【実施例】図２に示した設備構成の装置を使用してＭｇ
及びＺｎを蒸発させた。蒸発槽５は、直径８００ｍｍの
鉄製ルツボ１０を収容しており、発生した蒸気を上部に
設けたダクト１１，１２で走行中の鋼帯１３まで輸送す
る。装置全体は真空チャンバ内に設置されており、鋼帯
１３の払出し，巻取り用のリールやデフレクタロール等
のロール類が同一の真空チャンバ又は連結された真空チ
ャンバに配置されているが、図１ではロール類の図示を
省略した。ダクトの断面形状は、途中まで円形状であ
り、鋼帯１３の近傍で板幅方向に関して蒸気が均一に輸
送されるように矩形状になっている。すなわち、断面積
５０２４００ｍｍ2 の円形ダクト１１の先端に、３００
ｍｍ×８０ｍｍの矩形ダクト１２を接続した。
及びＺｎを蒸発させた。蒸発槽５は、直径８００ｍｍの
鉄製ルツボ１０を収容しており、発生した蒸気を上部に
設けたダクト１１，１２で走行中の鋼帯１３まで輸送す
る。装置全体は真空チャンバ内に設置されており、鋼帯
１３の払出し，巻取り用のリールやデフレクタロール等
のロール類が同一の真空チャンバ又は連結された真空チ
ャンバに配置されているが、図１ではロール類の図示を
省略した。ダクトの断面形状は、途中まで円形状であ
り、鋼帯１３の近傍で板幅方向に関して蒸気が均一に輸
送されるように矩形状になっている。すなわち、断面積
５０２４００ｍｍ2 の円形ダクト１１の先端に、３００
ｍｍ×８０ｍｍの矩形ダクト１２を接続した。
【０００９】円形ダクト１１の曲がり部にシャッタ８を
設けた。ダクトを通過する蒸気の流量は、シャッタ８の
開度調整及びルツボ１０の温度調整によって制御した。
ダクトは、蒸気の付着を防止するためＭｇ蒸着では６５
０℃，Ｚｎ蒸着では５５０℃に加熱した。ポンプによっ
て排気しながら窒素を導入し、真空チャンバ内を０．０
０３〜０．５トールの減圧雰囲気に維持した状態で、ダ
クト１３出口における蒸気流量を変えながらＭｇ及びＺ
ｎを鋼帯１３に蒸着させた。得られた蒸着めっき鋼板の
表面をＳＥＭで観察し、粒子状蒸着物の個数をカウント
した。個数を単位面積当りの個数として算出した。な
お、めっき層の厚さは、鋼板の送り速度を調整すること
により常に１μｍとなるように設定した。
設けた。ダクトを通過する蒸気の流量は、シャッタ８の
開度調整及びルツボ１０の温度調整によって制御した。
ダクトは、蒸気の付着を防止するためＭｇ蒸着では６５
０℃，Ｚｎ蒸着では５５０℃に加熱した。ポンプによっ
て排気しながら窒素を導入し、真空チャンバ内を０．０
０３〜０．５トールの減圧雰囲気に維持した状態で、ダ
クト１３出口における蒸気流量を変えながらＭｇ及びＺ
ｎを鋼帯１３に蒸着させた。得られた蒸着めっき鋼板の
表面をＳＥＭで観察し、粒子状蒸着物の個数をカウント
した。個数を単位面積当りの個数として算出した。な
お、めっき層の厚さは、鋼板の送り速度を調整すること
により常に１μｍとなるように設定した。
【００１０】表１及び表２は、以上のようにして求めら
れた粒子状蒸着物発生個数をダクト１３出口における蒸
気流量で整理した表である。表１から明らかなように、
Ｍｇ蒸着ではダクト１３の出口を通過するＭｇ蒸気の流
量を５５ｇ／秒・ｍ2 以下に規制することにより、粒子
状蒸着物を含まない蒸着めっき層が形成されることが確
認された。また、Ｚｎ蒸着では、表２から明らかなよう
にＺｎ蒸気の流量を２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規制する
ことにより、粒子状蒸着物を含まない蒸着めっき層が形
成されることが確認された。
れた粒子状蒸着物発生個数をダクト１３出口における蒸
気流量で整理した表である。表１から明らかなように、
Ｍｇ蒸着ではダクト１３の出口を通過するＭｇ蒸気の流
量を５５ｇ／秒・ｍ2 以下に規制することにより、粒子
状蒸着物を含まない蒸着めっき層が形成されることが確
認された。また、Ｚｎ蒸着では、表２から明らかなよう
にＺｎ蒸気の流量を２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規制する
ことにより、粒子状蒸着物を含まない蒸着めっき層が形
成されることが確認された。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、蒸発槽から基材に送られる蒸着金属の蒸気が基材近
傍に開口したダクトの出口を通過する流量を規制するこ
とにより、粒子状蒸着物の生成を抑制し、粒子状蒸着物
に起因する欠陥のない健全な蒸着層を形成している。こ
のようにして蒸着めっきされた鋼板等は、本来の蒸着Ｚ
ｎめっき層又は蒸着Ｍｇめっき層がもつ高耐食性を十分
に活かし、各種分野で使用される。
は、蒸発槽から基材に送られる蒸着金属の蒸気が基材近
傍に開口したダクトの出口を通過する流量を規制するこ
とにより、粒子状蒸着物の生成を抑制し、粒子状蒸着物
に起因する欠陥のない健全な蒸着層を形成している。こ
のようにして蒸着めっきされた鋼板等は、本来の蒸着Ｚ
ｎめっき層又は蒸着Ｍｇめっき層がもつ高耐食性を十分
に活かし、各種分野で使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 蒸着めっきに使用される従来の金属蒸発装置
【図２】 本発明者等が先に提案したダクトを使用した
蒸発装置
蒸発装置
１：溶解炉 ２：融液 ３：シュノーケル ４：
真空槽 ５：蒸発槽 ６：ヒータ ７：フード ８：シャッタ ９：蒸
着金属（Ｍｇ又はＺｎ） １０：ルツボ １１：円形ダクト １２：矩形ダク
ト １３：鋼帯
真空槽 ５：蒸発槽 ６：ヒータ ７：フード ８：シャッタ ９：蒸
着金属（Ｍｇ又はＺｎ） １０：ルツボ １１：円形ダクト １２：矩形ダク
ト １３：鋼帯
Claims (2)
- 【請求項１】 蒸発槽から被蒸着基板に蒸着金属である
Ｍｇ蒸気を輸送する際、被蒸着基板近傍のダクト出口を
通過するＭｇ蒸気の流量を５５ｇ／秒・ｍ2以下に規制
することを特徴とする粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸着
層又はＺｎ蒸着層の形成方法。 - 【請求項２】 蒸発槽から被蒸着基板に蒸着金属である
Ｚｎ蒸気を輸送する際、被蒸着基板近傍のダクト出口を
通過するＺｎ蒸気の流量を２２０ｇ／秒・ｍ2 以下に規
制することを特徴とする粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸
着層又はＺｎ蒸着層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22265395A JPH0949073A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸着層又はＺｎ蒸着層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22265395A JPH0949073A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸着層又はＺｎ蒸着層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949073A true JPH0949073A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16785830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22265395A Withdrawn JPH0949073A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 粒子状蒸着物を抑制したＭｇ蒸着層又はＺｎ蒸着層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949073A (ja) |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP22265395A patent/JPH0949073A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |