(57)【要約】【課題】溶融めっき浴を用いないめっき金属板の製造方法において、めっき付着量を高精度にコントロールすることができるとともに、母材金属板の種類に関わりなく優れためっき密着性を有するめっき金属板を製造する。【解決手段】移動する被めっき金属板の表面にめっき金属箔を送り出して金属板表面に圧着した後、金属板を加熱してめっき金属箔を溶融させることによりめっき皮膜を形成し、引き続き、凝固前のめっき皮膜に対して超音波振動を付与する。雰囲気制御をしなくても、めっき金属箔を溶融させるための加熱により金属板が酸化することがないので、予め焼鈍により材質調整を行った常温の金属板を大気中でめっき処理することができ、安定した品質と美麗なめっき外観を有するめっき金属板を製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき金属箔（x０）の融点未満の温度で移動する金属板（S）の表面に向けてめっき金属箔（x０）を送り出し、めっき金属箔（x０）を金属板（S）表面に圧着する工程（Ａ）と、
該工程（Ａ）でめっき金属箔（x０）が圧着された金属板（S）を、めっき金属箔（x０）の融点よりも高い温度に加熱してめっき金属箔（x０）を溶融させ、その溶融金属により金属板（S）表面にめっき皮膜（x）を形成する工程（Ｂ）と、
該工程（Ｂ）で金属板（S）表面に形成されためっき皮膜（x）が凝固する前に、めっき皮膜（x）に超音波振動を印加する工程（Ｃ）と、を有することを特徴とするめっき金属板の製造方法。
【請求項２】
工程（Ａ）で金属板（S）に圧着するめっき金属箔（x０）の厚さが３〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のめっき金属板の製造方法。
【請求項３】
工程（Ｂ）では、金属板（S）をめっき金属箔（x０）の融点よりも１０〜１００℃高い温度に加熱することを特徴とする請求項１または２に記載のめっき金属板の製造方法。
【請求項４】
工程（Ｃ）では、工程（Ｂ）においてめっき金属箔（x０）が溶融してから３０秒以内にめっき皮膜（x）に超音波振動を印加することを特徴とする請求項１〜３のいずかに記載のめっき金属板の製造方法。
【請求項５】
工程（Ｃ）では、めっき皮膜（x）に対して超音波周波数が１０〜１２０ｋＨｚの超音波振動を０．０１０〜３０秒間印加することを特徴とする請求項１〜４のいずかに記載のめっき金属板の製造方法。
【請求項６】
工程（Ａ）〜（Ｃ）を大気中で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずかに記載のめっき金属板の製造方法。
【請求項７】
さらに、工程（Ａ）の前に金属板（S）の表面の清浄化処理を行う工程（ａ）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずかに記載のめっき金属板の製造方法。
【請求項８】
めっき金属箔（x０）の融点未満の温度で移動する金属板（S）の表面に向けて送り出されためっき金属箔（x０）を、金属板（S）表面に圧着する圧着手段（１）と、
該圧着手段（１）でめっき金属箔（x０）が圧着された金属板（S）を、めっき金属箔（x０）の融点よりも高い温度に加熱することでめっき金属箔（x０）を溶融させ、その溶融金属により金属板（S）表面にめっき皮膜（x）を形成する加熱手段（２）と、
該加熱手段（２）による加熱で金属板（S）表面に形成されためっき皮膜（x）が凝固する前に、めっき皮膜（x）に超音波振動を印加する超音波振動印加手段（３）と、を備えることを特徴とするめっき金属板の製造設備。
【請求項９】
さらに、めっき金属箔（x０）を圧着する前の金属板（S）の表面の清浄化処理を行う清浄化処理手段（４）を備えることを特徴とする請求項８に記載のめっき金属板の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、溶融めっき浴を用いることなく金属板面に連続的にめっき皮膜を形成するめっき金属板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板表面にめっき皮膜を形成する方法として、溶融めっき浴中に鋼板を浸漬する溶融めっき法が広く行われている。この方法は、めっき前の鋼板表面の前処理方法により幾つかのプロセスに分けられるが、めっき処理についてはその基本は全て共通である。
例えば、連続溶融めっきラインを用いた溶融めっき鋼板の製造では、まず、母材鋼板（熱延鋼板または冷延鋼板）の組織を制御して目的の強度が得られるようにするため、鋼板を雰囲気制御した炉内で再結晶焼鈍する。この再結晶焼鈍を経た鋼板は連続的に溶融めっき浴中に浸漬され、鋼板表面に溶融めっきの皮膜が形成される。次いで、鋼板は溶融めっき浴から連続的に引き出され、浴の直上に配置された気体絞りノズルによりめっき付着量が調整される。めっき付着量が調整されためっき鋼板は、ミニマムスパングル装置または合金化熱処理装置等により所定の処理が施される。
【０００３】
このような工程で製造された溶融めっき鋼板は、表面が比較的美麗で且つ耐食性も優れているため、広く実用に供されている。しかし、最近では家電や自動車の外板用途等を中心にして従来にも増して表面の均一さ、平滑さ、美麗さが求められている。さらに、高張力鋼板のめっきやＺｎ−Ａｌ系めっき、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系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鋼板の品質やめっきプロセス自体に関する問題点が顕在化してきている。具体的には、以下のような問題点が挙げられる。
【０００４】
溶融めっき鋼板の製造には、溶融めっき浴を使用することに伴い、（i）ドロスが発生してめっき金属の損失が生じる、（ii）ドロスや浴中不純物によってめっき表面欠陥が発生しやすい、（iii）めっき浴成分の調整が難しいためにめっき不良が生じやすい、(iv)ドロスの除去やめっき浴中に浸漬される機械部品のメンテナンスに手間とコストがかかる、（v）めっき種や両面めっき・片面めっきの切り替えに手間と時間がかかる、（vi）両面異種めっき、多層めっき、両面差厚めっき等の特殊なめっきを行うことが難しい、などの問題がある。また、溶融めっきでは、ガスワイピングでめっき付着量の調整を行う必要があるが、このガスワイピングを実施することに伴うめっき品質上の問題やコスト面での問題もある。
【０００５】
また、溶融めっきの前処理として還元性雰囲気で鋼板の焼鈍（再結晶焼鈍）が行われ、引き続き溶融めっきが行われるが、この前処理の実施に伴う次のような問題もある。
すなわち、Ｓｉ、Ｍｎ添加の高張力鋼板を母材鋼板とする場合、焼鈍炉における直火加熱、還元、冷却という一連の工程中に易酸化性元素であるＳｉ、Ｍｎが表層に濃化して酸化膜を生成し、この酸化膜がめっきの濡れ性を阻害し、溶融めっき鋼板のめっき密着性を劣化させるという問題がある。この問題に対しては、溶融めっき直前に鋼板表面の清浄化処理（例えば、酸洗、ブラッシングによる研磨、放電などによる酸化膜の除去）を行うことが考えられるが、焼鈍と溶融めっきを連続して行うには、焼鈍された後、溶融めっき浴浸漬前の鋼板をめっき金属の融点近傍に維持する必要があるため、この間も鋼板が酸化しないよう非酸化性若しくは還元性雰囲気とする必要があり、このため溶融めっき直前に鋼板表面の清浄化処理を行うことは困難である。以上のことから、高張力鋼板のなかでも母材鋼板として使用できる鋼種が限定されてしまう。
また、上記のように焼鈍から溶融めっきまでを連続して行うには、焼鈍された後、溶融めっき浴浸漬前の鋼板をめっき金属の融点近傍に維持する必要があるが、鋼板をめっき金属の融点近傍で保持した場合、焼鈍によって制御した組織が変化し、目的の強度や伸びが得られなくなる場合がある。
【０００６】
上述したような従来の溶融めっき法に対して、特許文献１には、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、溶融金属と鋼帯面との濡れ付着力によってノズルから吸い出し、鋼帯に付着させるようにしためっき法が示されている。
また、特許文献２には、連続焼鈍後の残留熱を利用して熱可塑性樹脂を介して鋼帯表面に亜鉛箔を貼付圧着する亜鉛被覆鋼板の製造方法が示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、めっき金属の融点以上の温度に加熱されて移動する鋼板の表面に向けてめっき金属の板材を連続的に送り出し、このめっき金属の板材の先端部を鋼板面に接触させることによりこれを順次溶融させ、この溶融しためっき金属により鋼板表面にめっき皮膜を形成させた後、めっき皮膜面を超音波振動式のめっき表面調整装置で表面調整する鋼板の連続めっき方法が示されており、この方法によれば、めっき金属浴を必要とすることなく、高精度に付着量をコントロールすることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−２０７５５５号公報
【特許文献２】特開昭６４−２７９３７号公報
【特許文献３】特開昭６３−１１４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した従来技術には、以下のような問題点がある。
特許文献１の方法は、溶融金属を溶融金属槽からノズルに送給する方式であり、高粘度塗料等の塗布技術を応用したものであるが、めっき付着量のコントロールを溶融金属槽のヘッド圧で行っており、槽内の浴面の高さの変化がめっき付着量のバラツキとなって現われるため、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溶融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。
特許文献２の方法では、樹脂が変質するために亜鉛が溶融する温度まで加熱することができないため、亜鉛と鋼板が反応せず、このため得られる亜鉛被覆鋼板はめっき密着性に劣ったものとなる。
【００１０】
特許文献３の方法は、めっき金属の融点以上の温度に加熱されて移動する鋼板の表面にめっき金属の板材の先端部を接触させ、これを順次溶融させることによりめっき皮膜を形成するものであるため、めっき金属の板材を接触させる前に鋼板が酸化しないようにする必要がある。このため、鋼板を非酸化性若しくは還元性雰囲気中で加熱する必要があり、そのための加熱設備が必要となる。また、この場合、雰囲気制御が不十分であると鋼板が酸化し、めっき鋼板のめっき密着性が劣化してしまう。また、Ｓｉ、Ｍｎ添加の高強度鋼板を母材鋼板とする場合、鋼板の加熱により、上述した従来の連続溶融めっきの場合と同様、鋼板表面にＳｉ、Ｍｎの酸化膜が生成してめっき濡れ性が阻害されるおそれがある。したがって、この場合も、鋼板が酸化しないようにするため、めっき金属の板材を接触させるまでの間は非酸化性若しくは還元性雰囲気とする必要がある。このため、めっき直前に鋼板表面の清浄化処理を行うことは困難であり、高張力鋼板のなかでも母材鋼板として使用できる鋼種が限定されてしまう。
【００１１】
したがって本発明の目的は、溶融めっき浴を用いることなく金属板表面にめっき皮膜を形成するめっき金属板の製造方法において、めっき付着量を高精度にコントロールすることができるとともに、母材金属板の種類に関わりなく優れためっき密着性を有するめっき金属板を製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決することができる新たなめっき法を見出すべく検討を重ねた結果、移動する被めっき金属板の表面にめっき金属箔を送り出して金属板表面に圧着した後、金属板を加熱してめっき金属箔を溶融させることによりめっき皮膜を形成し、引き続き、凝固前のめっき皮膜に対して超音波振動を付与する、という一連の工程からなるめっき法を用いることにより、上述した課題が解決されることを見出した。
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
【００１３】
［1］めっき金属箔（x０）の融点未満の温度で移動する金属板（S）の表面に向けてめっき金属箔（x０）を送り出し、めっき金属箔（x０）を金属板（S）表面に圧着する工程（Ａ）と、
該工程（Ａ）でめっき金属箔（x０）が圧着された金属板（S）を、めっき金属箔（x０）の融点よりも高い温度に加熱してめっき金属箔（x０）を溶融させ、その溶融金属により金属板（S）表面にめっき皮膜（x）を形成する工程（Ｂ）と、
該工程（Ｂ）で金属板（S）表面に形成されためっき皮膜（x）が凝固する前に、めっき皮膜（x）に超音波振動を印加する工程（Ｃ）と、を有することを特徴とするめっき金属板の製造方法。
［2］上記［1］の製造方法において、工程（Ａ）で金属板（S）に圧着するめっき金属箔（x０）の厚さが３〜２００μｍであることを特徴とするめっき金属板の製造方法。
【００１４】
［3］上記［1］または［2］の製造方法において、工程（Ｂ）では、金属板（S）をめっき金属箔（x０）の融点よりも１０〜１００℃高い温度に加熱することを特徴とするめっき金属板の製造方法。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの製造方法において、工程（Ｃ）では、工程（Ｂ）においてめっき金属箔（x０）が溶融してから３０秒以内にめっき皮膜（x）に超音波振動を印加することを特徴とするめっき金属板の製造方法。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの製造方法において、工程（Ｃ）では、めっき皮膜（x）に対して超音波周波数が１０〜１２０ｋＨｚの超音波振動を０．０１０〜３０秒間印加することを特徴とするめっき金属板の製造方法。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの製造方法において、工程（Ａ）〜（Ｃ）を大気中で行うことを特徴とするめっき金属板の製造方法。
［7］上記［1］〜［6］のいずれかの製造方法において、さらに、工程（Ａ）の前に金属板（S）の表面の清浄化処理を行う工程（ａ）を有することを特徴とするめっき金属板の製造方法。
【００１５】
［8］めっき金属箔（x０）の融点未満の温度で移動する金属板（S）の表面に向けて送り出されためっき金属箔（x０）を、金属板（S）表面に圧着する圧着手段（１）と、
該圧着手段（１）でめっき金属箔（x０）が圧着された金属板（S）を、めっき金属箔（x０）の融点よりも高い温度に加熱することでめっき金属箔（x０）を溶融させ、その溶融金属により金属板（S）表面にめっき皮膜（x）を形成する加熱手段（２）と、
該加熱手段（２）による加熱で金属板（S）表面に形成されためっき皮膜（x）が凝固する前に、めっき皮膜（x）に超音波振動を印加する超音波振動印加手段（３）と、を備えることを特徴とするめっき金属板の製造設備。
［9］上記［8］の製造設備において、さらに、めっき金属箔（x０）を圧着する前の金属板（S）の表面の清浄化処理を行う清浄化処理手段（４）を備えることを特徴とするめっき金属板の製造設備。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶融めっき浴を用いることなく金属板表面にめっき皮膜を形成することができ、しかも、めっき付着量を高精度にコントロールすることができるとともに、母材金属板の種類に関わりなく優れためっき密着性を有するめっき金属板を製造することができる。
すなわち、本発明によれば、溶融めっきやこれに伴うガスワイピングを行わないため、これらに伴うさきに述べたような問題点が全て解消される。また、所望の厚さのめっき金属箔を用いることにより、めっき付着量を高精度にコントロールすることができる。また、めっき金属箔を金属板に重ねてから金属板を加熱し、めっき金属箔を溶融させるため、雰囲気制御をしなくても、めっき金属箔を溶融させるための加熱により金属板が酸化することがなく、このため、予め焼鈍により材質調整を行った金属板（常温まで冷却した金属板）を大気中でめっき処理することができ、安定した品質と美麗なめっき外観を有するめっき金属板を製造することができる。さらに、焼鈍中に鋼板表面に生成した酸化物を清浄化処理（例えば、酸洗、ブラッシングによる研磨、放電などによる酸化膜の除去）した後にめっき処理ができるため、Ｓｉ、Ｍｎ添加の高張力鋼板などのような従来の溶融めっきでは使用が制限されていた難めっき鋼種にも適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のめっき金属板の製造方法の一実施形態を模式的に示す説明図
【図２】本発明の表面調整工程において、ロールからなる振動体を備えた超音波振動印加手段を用いる場合におけるロールの振動形態を模式的に示すものであり、図２（Ａ）はロールがロール軸方向で振動する場合を示す説明図、図２（Ｂ）はロールがロール径方向で振動する場合を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明法は、めっき金属箔x０の融点未満の温度で移動する金属板Sの表面に向けてめっき金属箔x０（めっき金属の箔）を送り出し、めっき金属箔x０を金属板S表面に圧着する工程Ａと、この工程Ａでめっき金属箔x０が圧着された金属板Sを、めっき金属箔x０の融点よりも高い温度に加熱してめっき金属箔x０を溶融させ、その溶融金属により金属板S表面にめっき皮膜xを形成する工程Ｂと、この工程Ｂで金属板S表面に形成されためっき皮膜xが凝固する前に、めっき皮膜xに超音波振動を印加（付与）する工程Ｃを有する。さらに、必要に応じて、工程Ａの前に金属板Sの表面の清浄化処理を行う工程ａを有することができる。
ここで、本発明の工程Ａにおいて、めっき金属箔x０を金属板S表面に圧着するとは、めっき金属箔x０を金属板S表面に対して加圧力（例えば後述する圧着ロールによる加圧力）をもって圧することにより、金属板S表面に密接（密着）した状態にすることをいう。
【００１９】
めっき金属板の母材となる金属板Sの種類は特に限定しない。代表的には鋼板（鋼帯）が挙げられるが、アルミニウム板、アルミニウム合金板、マグネシウム板などの他の金属板（合金板を含む。）でもよい。また、鋼板の場合には、例えば、極低炭素鋼板、低炭素鋼板、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ等を含有する鋼板、ステンレス鋼板などを用いることができ、軟質鋼板、高張力鋼板などのいずれを用いてもよい。また、冷延鋼板、熱延鋼板のいずれでもよい。
使用する金属箔x０の種類についても特別な制限はなく、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇの中から選ばれる１種以上の金属からなる金属箔（合金箔を含む）、これらにさらに、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｖ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｓｂの中から選ばれる１種以上の金属を添加した合金箔などが使用できる。金属箔はコイル状のものを使用することが好ましく、金属箔コイルは金属板を圧延して製造することができる。
【００２０】
めっき金属箔x０の厚さは、薄すぎると圧延による製造や取り扱いが難しくなり、一方、厚すぎると加熱により溶融させる際に均一に溶融させるのが難しくなり、材料コストも高くなるので、一般には３〜２００μｍ程度が好ましい。なお、圧着までの取扱いで金属箔が破れないようにするため、補強用の支持フィルムを金属箔に付設しておき、圧着直前または圧着と同時に支持フィルムを分離して取り除くようにしてもよい。
めっき金属箔x０は、金属板Sのほぼ全幅を覆うことができるような幅を有することが好ましい。めっき金属箔x０の幅が金属板Sの幅より広いと、金属板エッジの付着量が過多となり、一方、金属板Sの幅より狭いと、金属板エッジ部までめっきが付かないため、金属板エッジをトリミングする必要が生じる。
【００２１】
図１は、本発明のめっき金属板の製造方法の一実施形態を模式的に示すものでる。ここでは、めっきされる母材金属板が鋼板であり、めっき鋼板を製造する場合を例に説明する。図において、Sはめっきされる母材鋼板、x０は鋼板S表面にめっき皮膜を形成するためのめっき金属箔、aはそのコイルである。以下、この図１の実施形態を例に、本発明の一連の工程を説明する。
連続ラインにおいて移動する鋼板Sに対して、その表面に向けてめっき金属箔コイルaからめっき金属箔x０が連続的に送り出され、このめっき金属箔x０が鋼板S表面に圧着される（工程Ａ）。この際の鋼板Sの温度は、めっき金属箔x０の融点未満であり、好ましくは常温である。鋼板Sの温度がめっき金属箔x０の融点以上では、鋼板Sとめっき金属箔x０が接触した段階で、めっき金属箔x０の一部が溶融し始めるとともに、鋼板Sとめっき金属箔x０との反応が始まる。その結果、鋼板Sとめっき金属箔x０の界面に生成する合金層にムラができてめっき密着性が低下するとともに、雰囲気によっては鋼板Sが酸化し、めっき密着性がさらに低下する場合がある。鋼板Sの温度はめっき金属箔x０の融点未満であれば特に制限はなく、鋼板は加熱された状態であってもよいが、加熱された状態とするためには加熱設備が必要となり、また、加熱温度が高い場合には鋼板Sの酸化が問題となるため、鋼板Sの温度は常温（室温）が好ましい。
【００２２】
圧着の方法に特別な制限はなく、めっき金属箔x０を適当な加圧力で鋼板S表面に対して圧することにより、鋼板S表面に密接（密着）した状態にすればよい。この場合の加圧力は特に制限はなく、めっき金属箔x０を鋼板S表面に密接（密着）させ得る程度であればよい。本実施形態では、めっき金属箔コイルaから繰り出されためっき金属箔x０が、図示しない適宜な送り手段によって鋼板Sの表面に向けて連続的に送り出され、鋼板S表面にめっき金属箔x０が重ねられた状態で、上下１対のロール１０からなる圧着手段１（圧着ロール）に挟み込まれることにより、めっき金属箔x０が鋼板S表面に圧着される。また、本実施形態では、鋼板Sの両面めっきを行うために、鋼板Sの両面にめっき金属箔x０が重ねられ、圧着手段１（圧着ロール）で鋼板S表面に圧着される。
【００２３】
ここで、圧着ロールは駆動ロール、無駆動ロールのいずれでもよく、駆動ロールの場合には鋼板Sの移動方向に対して順回転となり、且つ周速が鋼板Sの移動速度（通板速度）と同じになるように回転駆動する。一方、無駆動ロールの場合にはめっき金属箔x０との摩擦で鋼板Sとめっき金属箔x０の移動に追従して回転する。
なお、本発明では、通常、鋼板Sの幅と同等の幅を有するめっき金属箔x０を鋼板S表面に圧着させるが、例えば、幅が小さい複数条のめっき金属箔x０を鋼板Sの幅方向で並列させて圧着させてもよい。
【００２４】
上記工程Ａでめっき金属箔x０が圧着された鋼板Sは、加熱手段２（加熱装置）によりめっき金属箔x０の融点よりも高い温度に加熱されることでめっき金属箔x０が溶融し、その溶融金属により鋼板S表面にめっき皮膜xが形成される（工程Ｂ）。
加熱の方式は特に限定しないが、ガス加熱、インダクション加熱、通電加熱などを適用できる。これらのうち、温度制御が容易であるためインダクション加熱が特に好ましい。
【００２５】
めっき金属箔x０が圧着された鋼板Sの加熱温度は、めっき金属箔x０の融点よりも高い温度であれば特に制限はないが、めっき金属箔x０の融点に対して加熱温度が低すぎると、溶融状態にあるめっき皮膜xに超音波振動を印加して表面調整する際に冷却されてめっき金属が凝固し、めっき外観不良となる場合がある。一方、めっき金属箔x０の融点に対して加熱温度が高すぎると、めっき金属の蒸発が生じたり、めっき金属と鋼板Sとの反応が過度に進行してめっき外観不良やめっき密着性不良の原因となるなどの問題を生じやすい。このため、鋼板の加熱温度はめっき金属箔x０の融点よりも１０〜１００℃程度高い温度とするのが好ましい。
【００２６】
加熱によるめっき金属箔x０の溶融により鋼板S表面に形成されためっき皮膜xには、めっき金属（めっき皮膜）が凝固する前に超音波振動印加手段３（超音波印加装置）から超音波振動が印加されることで表面調整がなされる（工程Ｃ）。
上述した工程Ｂでめっき金属箔x０が加熱されて溶融していくと、溶融しためっき金属が表面張力により部分的に凝集し始め、そのままではめっき皮膜xの付着量むらを生じ易い。このため、この工程Ｃで溶融状態にあるめっき皮膜xに超音波振動を印加する表面調整を行うことで、めっき皮膜xの均一化を図る。すなわち、めっき金属が付着した鋼板S表面に超音波振動が付加されることにより、めっき金属の濡れ性が向上し、皮膜厚が均一化されるとともに、めっき金属が鋼板S全面に均一に広がる。
【００２７】
めっき皮膜xに超音波振動を印加するタイミングは、めっき皮膜xの凝固前であれば特に制限はないが、めっき金属箔x０が溶融してからの時間が長すぎると鋼板Sとめっき金属との反応が進行して付着量むらやめっき密着性低下の原因となりやすい。このため工程Ｂにおいてめっき金属箔x０が溶融してから３０秒程度以内にめっき皮膜xに超音波振動を印加することが好ましい。なお、工程Ｂにおいてめっき金属箔x０が溶融してから超音波振動を印加するまでの時間は短くてもよいが、超音波振動印加手段３（超音波印加装置）の設置スペースの関係から、通常、その時間は少なくとも０．２秒程度になる。
【００２８】
本発明で使用する超音波振動印加手段３（超音波印加装置）の形式に特別な制限はないが、通常、超音波振動子（ランジュバン型振動子など）の振動を振動体３０に伝達させ、この振動体３０を溶融しためっき金属（めっき皮膜）に接触させればよい。振動体３０としては、ホーン（いわゆる超音波ホーン）やロールなどが使用できる。本実施形態では振動体３０はホーンで構成され、めっき鋼板を両側から挟むようにして鋼板S両面のめっき皮膜xに接触し、超音波振動を付与している。
めっき皮膜xに印加する超音波の周波数は特に制限はないが、超音波周波数が低すぎるとめっき濡れ性改善の効果が小さくなり、一方、一定の超音波周波数を超えると効果が飽和するとともに、高価な超音波振動子が必要となるので、超音波周波数は１０〜１２０ｋＨｚ程度が好ましく、１５〜４０ｋＨｚ程度がより好ましい。
【００２９】
超音波振動を印加する時間も特に制限はないが、印加時間が短すぎるとめっき濡れ性改善の効果が小さくなるとともに、印加時間を制御すること自体が難しくなり、一方、印加時間が長すぎるとめっき金属と鋼板間に生成する合金層が厚くなり、めっき密着性が低下するため、印加時間は０．０１０〜３０秒程度が好ましい。
超音波発振部材（振動体３０）の振幅は特に規定しないが、振幅が小さすぎるとめっき濡れ性改善の効果が小さくなるとともに、振幅を制御すること自体が難しくなり、一方、振幅が大きすぎるとめっき鋼板に傷がつく原因となるため、振幅は１〜２５μｍ程度とするのが好ましい。
なお、超音波発振部材（振動体３０）とめっき金属（めっき皮膜x）が接触した際にめっき金属が凝固しないようにするため、超音波発振部材（振動体３０）を外部の加熱手段若しくは内蔵した加熱手段で加熱してもよい。
【００３０】
振動体３０がロール（回転可能なロール）で構成される場合、超音波振動子の振動をロールに伝達するために、通常、ロールのロール軸に超音波振動子が固定され、超音波振動子によりロールをロール軸方向またはロール径方向に振動させる。
図２は、振動体３０を構成するロール３１の振動形態を模式的に示したものであり、超音波発振器５の超音波振動子がロール軸３２に固定され、超音波振動子の振動がロール軸３２を介してロール３１（ロール本体）に伝達される。超音波発振器５の超音波振動子のロール軸３２への取付形態により、図２（Ａ）ではロール３１がロール軸方向で超音波振動し、図２（Ｂ）ではロール３１がロール径方向で超音波振動する。
通常、ロール３１は、モーターなどの駆動装置で回転できるようにし、鋼板Sの移動方向に対して順回転するように回転駆動させる。この場合、ロール３１の周速を鋼板Sの通板速度に一致させのが好ましい。
【００３１】
本発明では、めっき金属箔x０の融点未満の温度の鋼板Sにめっき金属箔x０を圧着した後に鋼板Sを加熱し、この加熱によりめっき金属箔x０と鋼板Sが反応するとともに、めっき金属箔x０が溶融するため、めっき金属箔x０を溶融させるための加熱により鋼板Sが酸化することを抑制でき、めっき金属を溶融する際の雰囲気を特別に制御する必要はない。このため、工程Ａ〜工程Ｃからなる一連の工程をすべて大気中で行うことができる。
また、本発明では、超音波振動の印加後に鋼板Sをさらに加熱し、めっき金属（めっき皮膜）の少なくとも一部と鋼板Sの表層部を合金化させることもできる。超音波振動の印加後であれば、めっき付着量は均一であり、合金化後もムラは発生しない。加熱の方法は特に規定しないが、インダクション加熱が最も効率的である。合金化温度も特に規定しないが、めっき金属箔x０の融点＋５０〜２００℃程度が一般的である。
【００３２】
本発明法では、めっき皮膜xと鋼板Sとの接合は通常の溶融めっき法と同様、金属間の相互拡散現象によるものであり、したがって、めっき金属箔x０を圧着する前の鋼板Sの表面は、酸化物などによる汚れ等のない清浄な表面であることが好ましい。このため、母材となる鋼板Sとしては、露点や水素濃度を制御した還元焼鈍を行った鋼板、酸化／還元焼鈍を行った鋼板、鋼板表面の清浄化処理（例えば、酸洗、ブラッシングによる研磨、放電などによる酸化膜の除去）を行った鋼板などが使用できる。
したがって、必要に応じて、工程Ａの前に鋼板Sの表面の清浄化処理（酸化膜の除去など目的とする清浄化処理）を行う工程ａを有することができる。図１の実施形態では、圧着手段１の上流側に清浄化処理手段４が設けられている。この清浄化処理としては、例えば、酸洗、ブラッシングによる研磨、放電などによる酸化膜の除去などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
本発明によれば、溶融めっきやこれに伴うガスワイピングを行わないため、これらに伴う問題点（従来の溶融めっき法の問題点）が全て解消できる。また、所望の厚さのめっき金属箔x０を用いることにより、めっき付着量を高精度にコントロールすることができる。また、めっき金属箔x０を鋼板Sに重ねてから鋼板Sを加熱し、めっき金属箔x０を溶融させるため、雰囲気制御をしなくても、めっき金属箔x０を溶融させるための加熱により鋼板Sが酸化することがなく、このため、予め焼鈍により材質調整を行った鋼板（常温まで冷却した鋼板）を大気中でめっき処理することができ、安定した品質と美麗なめっき外観を有するめっき鋼板を製造することができる。さらに、焼鈍中に鋼板表面に生成した酸化物を清浄化処理（例えば、酸洗、ブラッシングによる研磨、放電による酸化膜の除去）した後にめっき処理ができるため、Ｓｉ、Ｍｎ添加の高張力鋼板などのような従来の溶融めっきでは使用が制限されていた難めっき鋼板を母材鋼板としてめっき鋼板を製造することができる。
【実施例】
【００３４】
表１に示す化学成分の鋼を溶製して得た鋳片を熱間圧延し、酸洗した後、冷間圧延して板厚１．２ｍｍの冷延鋼板とした。この冷延鋼板を母材鋼板とし、以下のようにしてめっき鋼板を製造した。ＡＲＴ（オールラジアントチューブ）型焼鈍炉において、冷延鋼板をＮ２−１０％Ｈ２雰囲気中において８２０℃で１２０秒保持する還元焼鈍した後、室温まで冷却した。その後、一部の鋼板には塩酸による酸洗処理を行った。
この鋼板に対して図１に示す方法でめっき処理を行った。鋼板を常温（室温）にて通板速度８０ｍｐｍで移動させ、この鋼板表面（両面）に、表２に示す化学成分のめっき金属箔を鋼板と同じ速度で送り出し、めっき金属箔を鋼板表面に圧着ロールで圧着した後、インダクションヒーターで鋼板をめっき金属箔の融点以上の温度に加熱し、めっき金属箔を溶融させめっき皮膜を形成させた。次いで、めっき皮膜が凝固する前に振動体がホーンまたはロールからなる超音波振動印加手段を用いてめっき皮膜に超音波振動を印加して表面調整を行い、引き続き鋼板を冷却した。一部の鋼板については、冷却前にめっき皮膜を合金化させるための加熱を行った。
超音波発振部材に使用したロールは、図２（Ｂ）に示す振動形態のロールであり、ロール周速は鋼板の通板速度と同じにした。
なお、一部の実施例（No.４０，４１の比較例）は、超音波印加を行わない条件で実施した。また、一部の実施例（No.４６の比較例）は、予め鋼板をめっき金属箔の融点以上の温度に加熱し、この鋼板にめっき金属箔を圧着させることにより溶融させるようにした。
【００３５】
製造されためっき鋼板について、以下のようにして、めっき外観とめっき密着性を評価した。
・めっき外観
製造されためっき鋼板の外観を目視観察し、めっき外観を評価した。１コイルを１０等分した位置から１０００ｍｍ×１０００ｍｍのサイズの鋼板を各１枚、計１０枚採取し、これらの鋼板の外観を目視観察し、いずれの鋼板からも付着量や反応のムラによる色ムラ（欠陥）が認められないものを“○”、１〜２枚の鋼板で色ムラ（欠陥）が認められるものを“△”、３枚以上の鋼板で色ムラ（欠陥）が認められるものを“×”とした。
【００３６】
・めっき密着性
めっき鋼板から採取した試験片を、先端が２．０Ｒで９０°の金型を用いて曲げ加工した後、曲げ外側にセロハンテープを貼り付けて引き剥がした際に、めっき皮膜の剥離が認められないものを“◎”、めっき皮膜の剥離により０．５ｍｍ以下の大きさのめっき皮膜がテープに付着したもの、若しくはテープへのめっき皮膜の付着はないが、鋼板面からめっき皮膜が浮いた状態になっているものを“○”、めっき皮膜の剥離により０．５ｍｍ超、１ｍｍ以下の大きさのめっき皮膜がテープに付着したものを“△”、めっき皮膜の剥離により１ｍｍ超の大きさのめっき皮膜がテープに付着したものを“×”と評価した。
【００３７】
【表１】
2020153005.tif 000003
【００３８】
【表２】
2020153005.tif 000004
【００３９】
【表３】
2020153005.tif 000005
【００４０】
【表４】
2020153005.tif 000006
【００４１】
また、比較のために、溶融めっき浴を用いためっき鋼板の製造を行った。表１の鋼種Ｅの化学成分の鋼を溶製して得た鋳片を熱間圧延し、酸洗した後、冷間圧延して板厚１．２ｍｍの冷延鋼板とした。この冷延鋼板を母材鋼板とし、以下のようにして合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。ＡＲＴ型焼鈍炉を有する連続溶融亜鉛メッキライン（ＣＧＬ）において、冷延鋼板をＮ２−１０％Ｈ２雰囲気中で８２０℃で１２０秒保持する還元焼鈍した後、０．２％Ａｌ−残部Ｚｎである溶融亜鉛めっき浴（めっき浴温度４６０℃）に浸漬して溶融亜鉛めっきを施し、鋼板をめっき浴から引き上げた後、ガスワイピングで片面あたりのめっき付着量（目付量）を約５０ｇ／ｍ２に調整し、しかる後、合金化処理を行った。この際、鋼板のめっき浴への浸漬開始からガスワイピングによるめっき付着量調整が終了するまでの間に、超音波発振部材（超音波ホーン，振幅５μｍ）により鋼板の両面（鋼板両面の同じ位置）に超音波を印加した。この比較例では、めっき浴面にドロスが発生し、このドロスの除去によりめっき金属の損失が生じ、またドロスの除去に手間と時間がかかった。
一方、本発明例では、めっき浴を使用しないためドロスの発生は無く、めっき金属の損失やドロス除去に手間や時間がかかることはなかった。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧着手段
２  加熱手段
３  超音波振動印加手段
４  清浄化処理手段
５  超音波発振器
１０  ロール
３０  振動体
３１  ロール
３２  ロール軸
x  めっき皮膜
x０  めっき金属箔
a  めっき金属箔コイル
S  金属板，鋼板
【図１】
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【図２】
2020153005.tif 000008