JPS6115945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、予め、鋼帯のめつき不要面にめつき
防止膜を形成させた後、鋼帯を溶融金属めつき浴
に浸漬するめつき方法に係り、特に鋼帯の一部分
のみ例えば片面にめつきを施こす方法および装置
に関する。 鋼板に耐食性を付与する目的のため、種々の耐
食性皮膜が鋼板表面に形成されることが多い。こ
の場合、鋼板の両面に耐食性皮膜を形成するのが
一般的である。しかし自動車用鋼板の如く、めつ
き後の塗装を行うものについては、めつき面へ塗
装を施すと鮮映性が劣り、商品価値を著しく減じ
る。また、例えば、亜鉛めつき鋼板の溶接性は亜
鉛の融点と沸点の差が小さく、且つ熱伝導性が大
きいこと、また、電極を汚染しやすいことなどの
理由から好ましくない。上記のように鋼板表面に
耐食性を付与することは溶接性及び塗装後の鮮映
性と相反する性質をもつている。このため自動車
用鋼板等では、鋼板の片面のみにめつきを施し、
耐食性を付与し、他面に対しては塗装性、溶接性
をもたせた、いわゆる片面めつき鋼板が使用され
つつある。 溶融金属めつき例えば溶融亜鉛めつきで片面亜
鉛めつき鋼板を製造する方法には、鋼板のめつき
不要面にめつき防止膜を形成する方法、超音波あ
るいはロール等により機械的に溶融亜鉛を鋼板の
片面のみに接触させる方法あるいは両面めつき後
に片面の亜鉛を研削除去する方法などがある。こ
のうち機械的な方法は技術的に困難なため実用的
でなく、さらに片面の亜鉛を研削除去する方法は
コストが高い欠点がある。これらのことからめつ
き防止膜を形成する方法が種々提案され、めつき
防止剤としては水ガラス、シリコン樹脂、酸化
膜、アルミナ、カーボン等から知られている。こ
れらのめつき防止剤の中で、炭化水素燃料の不完
全燃焼により発生させたカーボン、所謂すすは溶
融亜鉛と反応せず、また濡れ性が非常に小さいた
め、めつき防止性能が非常に高い。しかし、すす
は鋼板あるいは他の皮膜等に対し、被覆される物
体が乾燥状態であれば、それに対する密着性が小
さく、強固に付着し難い難点があつた。また、水
ガラスは鋼板等に対する密着性は良好であるが溶
融亜鉛に対するめつき防止性が小さく、水ガラス
単独では連続めつき装置において鋼板がめつき浴
から引上げられる時に水ガラス上に亜鉛を引上げ
て、そのまま凝固する難点があつた。シリコン樹
脂は熱安定性に問題があり、酸化膜およびアルミ
ナ等は鋼板がめつき浴から高速で引上げられる時
に、同時に溶融亜鉛を引き上げる欠点があつた。 本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解
消し、高速且つ高品質な部分溶融めつき鋼帯を製
造する方法及び装置を提供するにある。 本発明は、鋼帯のめつき不要面にカーボン粉末
を含むめつき防止膜を形成し、その後鋼帯を溶融
金属めつき浴に浸漬する鋼帯の部分溶融金属めつ
き方法において、めつき不要面に、予め固形成分
を溶解した溶液の塗膜を形成し、その後上記塗膜
が実質的に湿潤状態のうちに該塗膜上にカーボン
粉末を含むめつき防止膜を形成することを特徴と
する。 本発明者らは種々研究の結果、めつき防止剤と
してのカーボン粉末を被覆する際その密着性は被
覆される物体が実質的に湿潤状態であるときに被
覆し、その後乾燥した場合の方が、乾燥状態のも
のに被覆した場合に比らべて、はるかに強固に密
着し、しかも同一時間、同一条件での被覆密度が
高いことを見出し、前述の発明を見出すに至つた
ものである。 本発明における前述の複合（２層）めつき防止
膜についてさらに詳述すると以下の如くである。
先ず、鋼板のめつき不要面に形成する第１の被覆
層は固形成分を溶解した溶液を鋼板のめつき不要
面にロールコートあるいはスプレーなどの方法で
塗布する。ここで、固形成分を溶解した溶液とし
ては無機質溶液が用いられる。特に耐熱性のすぐ
れたものが望ましく、例えば水ガラス、ホウ砂水
溶液が最も有用である。水ガラスは、通常、原液
と称されているケイ酸アルカリ塩の濃厚水溶液を
水で稀釈したものが特に望ましく、その濃度は塗
布作業に支障なく、また良好な密着性が得られ、
しかも乾燥後もしくは加熱処理によりガラス化し
た後緻密な皮膜を形成できるような濃度に適宜選
択される。一般的な目安としては0.1〜30重量％
好ましくは0.5〜20重量％である。ホウ砂水溶液
の場合も水ガラスの場合と同様に塗工作業性と緻
密な皮膜が形成できるように適宜選択すべきであ
る。上記固形成分を溶解した溶液の塗膜はカーボ
ン粉末を付着せしめた後乾燥により固化もしくは
加熱処理によつてガラス化され固相に変換される
が、この固相状態において、より望ましくは鋼帯
のめつき不要面への酸素の侵入を極力阻止できる
ようにその皮膜が十分厚く、もしくは緻密である
ことである。酸素の侵入を阻止することにより、
めつき終了後加熱処理による合金化処理の際前記
めつき不要面の酸化を防止でき、極めて好都合で
ある。 本発明において、固形成分を溶解した溶液の塗
膜（第１の被覆層と略記する。）が実質的に湿潤
状態のうちにその上にカーボン粉末を含むめつき
防止膜を形成する。上記第１の被覆層が固相に変
換した後にカーボン粉末を付着させた場合、十分
な密着力が得られない。ここで用いるカーボン粉
末は定形、無定形炭素のいずれでも使用できる。
カーボン粉末の粒径は大きすぎると第１の被覆層
との接触面積が減り、密着性が低下するため、可
能なかぎり小さい方が好ましい。実用的には数μ
ｍ以下であれば十分である。第２の被覆層である
カーボン粉末を含むめつき防止膜の形成は、スプ
レーあるいはロールコートなどを使用することに
よつて目的は達せられる。最も望ましくは炭化水
素を不完全燃焼させ、この燃焼炎を直接、前記第
１の被覆層に吹きつけ、発生するすすを付着せし
める方法が密着性、粉末の粒径、第１の被覆層の
固相への変換の促進などの点で有利である。 上記のように第１の被覆層として高密着性で、
固相へ変換後は緻密で酸素の侵入を抑制ないし阻
止しうる膜を形成し、さらに、第１の被覆層が湿
潤状態のうちに、その上にめつき阻止性の優れた
カーボン粉末層を形成して複合めつき防止膜とす
るため、鋼板に対するめつき防止膜の密着性が改
善され、さらに、合金化熱処理等によつてもめつ
き不要面が酸化されることがなく、高品質の片面
めつき鋼板が得られる。 本発明を実施するに当つては次のようなめつき
装置を使用するのが有利である。本発明の鋼帯の
部分溶融めつき装置は、鋼帯のめつき不要面に固
形成分を溶解した溶液の塗膜を形成する装置、上
記塗膜が実質的に湿潤状態のうちに該塗膜上にカ
ーボン粉末を含むめつき防止膜を形成する装置、
溶融金属めつき浴および鋼帯のめつき不要面上の
前記固形成分およびカーボン粉末を除去する装置
を順次含むことを特徴とする。 次に本発明のめつき方法およびめつき装置を図
面によつてさらに具体的に説明する。第１図ない
し第３図は本発明の一実施例になるめつき装置を
示す断面略図である。先ず、第１図において、鋼
帯１にはそのめつき不要面に固形成分を溶解した
溶液２例えば水ガラスなどをリバースコータ３に
より塗工し、第１の被覆層を形成する。次にこの
第１の被覆層が実質的に湿潤状態のうちすなわち
完全な固相に変換する前、例えば水ガラスの場合
は乾燥もしくはガラス化する前にこの第１の被覆
層上にマスキングバーナ４でカーボン粉末すなわ
ちここではすすが被覆される。マスキングバーナ
４には炭化水素例えばプロパン、ブタン、アセチ
レン、天然ガス等と共に酸素あるいは空気が供給
されており、炭化水素と酸素あるいは空気の比率
を適当に混合することにより燃焼炎から効率的に
すすが発生するようになつている。炭化水素とし
ては炭素元子含有率の高いものが特に望ましく、
アセチレンガスは効果的である。またプロパンガ
スあるいはブタンガスは粒子の細い炭素粉末が得
られ緻密な皮膜を形成できるという利点がある。
この燃焼炎を第１の被覆層上に吹き付けることに
よりすす皮膜を形成し、めつき防止膜を形成する
ものである。次に鋼帯１は乾燥炉５を経て酸化炉
６に入る。乾燥炉では単なる溶媒の除去にとどめ
てもよいし、水ガラスなどを用いた場合は熱処理
によつてガラス化するようにしてもよい。酸化炉
６では鋼帯のめつき面に付着していた油などを燃
焼させられた後スロート７を通り還元炉８に入
る。還元炉８では鋼帯のめつき面の酸化物が還元
され清浄にされる。次に鋼帯１は溶融金属例えば
亜鉛めつき浴９に浸漬され、シンクロール１０を
経て大気中に引き出され、気体噴射装置１１によ
りめつき量が調節される。鋼帯１のめつき防止面
には第１の被覆層とすす層の２層皮膜が形成され
ているため、めつき金属９を引き上げることもな
く、また大気中の酸素によるめつき不要面の酸化
の進行も全くないか、もしくは極めて軽微であ
る。次に鋼帯１は合金化処理炉１２に入り再び高
温に保持例えば亜鉛めつきでは約500℃で10〜60
秒保持され、その材質が改善されるが、このよう
な高温においても前記した如く２層被覆のため、
めつき不要面の酸化は防止される。合金化処理は
めつき鋼帯の用途により施こされる場合と施こす
必要がない場合とがある。次に鋼帯１は冷却装置
１３により常温程度まで冷却された後、ブラツシ
ングロール１４によりめつき不要面の２層被膜す
なわちカーボン粉末およびその他の固形成分が研
削除去され、片面めつき鋼帯が得られる。 第２図は、本発明を適用した第２の実施例を示
すめつき装置の断面図である。本実施例は基本的
には第１図と同様であるが、鋼帯のめつき不要面
に形成する２層被膜の形成法が異なるものであ
る。鋼帯１はリバースコータによりめつき不要面
に前記と同様の第１の被覆層が形成され、次いで
該被覆層が固相に変換する前に微細粉末噴射管１
５により上記第１の被覆層上にカーボン微粉末１
６が噴射され、粘着する。このカーボン微粉末噴
射管１５は圧縮気体によりすすあるいは他のカー
ボン粉末を噴射するものであるが、圧力制御バル
ブ１７によりめつき不要面上の第１の被覆層が飛
散しないように噴射圧力が適当に調整される。次
に鋼帯１は乾燥炉５を経て酸化炉６に入りめつき
面の油などが燃焼させられ除去される。ここ以
下、第１図と同様の過程により片面めつき鋼帯が
得られる。 第３図は、本発明を適用した第３の実施例を示
すめつき装置の断面図である。既に脱脂、酸洗さ
れ、その表面を清浄にされた鋼帯１は、そのめつ
き面にフラツクス１８をフラツクスコータ１９に
より塗布される。フラツクスは鋼帯の表面の不純
物および酸洗後に発生する極く軽微な酸化膜を除
去するためのもので、例えば塩化亜鉛と塩化アン
モニウムの混合水溶液を用いる。一方、鋼帯１の
めつき不要面にはリバースコータ３により、前記
と同様の第１の被覆層が形成された後、該被覆層
が固相に変換する前に、めつき不要面に対向して
設けられたマスキングバーナ４により第１の被覆
層上に炭化水素の不完全燃焼炎を当ててすすを被
覆する。次いで、鋼帯１はデフレクタロール２０
を経てシンクロール１０により溶融金属めつき浴
９中に導かれる。めつき浴９を通過した後鋼帯１
は大気中に引き上げられ、気体噴射装置１１によ
りめつき量を調整した後、必要に応じて合金化処
理炉１２により合金化処理を施こされる。次いで
冷却装置１３で常温付近まで冷却された後、ブラ
ツシングロール１４により、めつき不要面のカー
ボン粉末その他の固形成分が除去され片面めつき
鋼帯が得られる。 本発明者等の実験によると第１図に示した方法
によつて亜鉛めつきを施こした結果を従来法の比
較例と共に下表に示す。

【表】 本発明を適用すると、めつき浴から鋼板が引き
上げられる時に溶融金属の引き上げを阻止できる
ため、めつき速度限界が200ｍ／min以上と従来
法と比較して大幅に向上する。また高密着性を有
する第１の被覆層が実質的に湿潤状態のうちにカ
ーボン粉末の皮膜を形成するため、めつき防止膜
全体が極めてタイトに鋼板のめつき不要面に密着
しており、特に連続めつき処理により鋼板が種々
のロールに触れても、めつき該防止膜は剥離する
ことなく高品質の部分めつき鋼板が得られる。さ
らに２層めつき防止膜のため合金化処理を行つて
もめつき不要面は全く酸化しないか、極めてわず
かの酸化に抑えることができる。 本発明においては酸化炉６を通す場合は乾燥炉
または加熱処理炉５は必ずしも必要ではなく、省
略することができる。これは酸化炉が乾燥あるい
は熱処理の機能を有するからである。 本発明は前述の実施例に限定されるものではな
く、例えばめつき金属の種類も亜鉛の他にアルミ
ニウム、鉛、錫等の溶融めつきに適用できる。 また、本発明でいう部分溶融めつきとは鋼帯の
片面もしくはその一部あるいは両面の一部分のめ
つきを意味する。 以上、述べたように本発明によれば高品質の片
面めつき鋼板が高速で得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例になる
めつき装置の構造を示す断面図である。 １…鋼帯、２…固形成分を溶解した溶液、３…
リバースコータ、４…マスキングバーナ、５…乾
燥炉または加熱処理炉、６…酸化炉、８…還元
炉、９…めつき浴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼帯のめつき不要面にカーボン粉末を含むめ
   つき防止膜を形成し、その後鋼帯を溶融金属めつ
   き浴に浸漬する鋼帯の部分溶融金属めつき方法に
   おいて、めつき不要面に、予め水ガラスまたはホ
   ウ砂水溶液の塗膜を形成し、その後上記塗膜が実
   質的に湿潤状態のうちに該塗膜上にカーボン粉末
   を含むめつき防止膜を形成することを特徴とする
   鋼帯の部分溶融金属めつき方法。 ２ カーボン粉末を含むめつき防止膜は炭化水素
   の不完全燃焼によつて生じたカーボンによつて形
   成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のめつき方法。