(57)【要約】【課題】通電ロールに付着する堆積物が原因として生じる通電不良を解消する従来より有効な技術を提供する。【解決手段】金属帯を搬送しながら表面処理する表面処理設備の電解処理槽の入側及び／又は出側に配置された通電ロール上に水を散布する水散布工程と、金属帯を表面処理する表面処理工程を有する方法を採用する。上記水はｐＨが６．５〜８．０であり、水散布工程は、金属帯の表面に付着した水を回収したときに、回収された水中の電解質濃度が、電解処理槽中の電解質濃度の１／２以下になるように、水を金属帯に散布する工程であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯を搬送しながら表面処理する表面処理設備の電解処理槽の入側及び／又は出側に配置された通電ロール上に水を散布する水散布工程と、
金属帯を表面処理する表面処理工程を有する金属帯の表面処理方法。
【請求項２】
前記水はｐＨが６．５〜８．０であり、
前記水散布工程は、金属帯の表面に付着した水を回収したときに、回収された水中の電解質濃度が、前記電解処理槽中の電解質濃度の１／２以下になるように、水を通電ロールに散布する工程である請求項１に記載の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属帯の表面を処理する表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に金属帯の表面処理方法の一つとして、電解質溶液を満たした電解処理槽内で通電ロールを介して金属帯を負に帯電させ金属帯に目的とする金属を電解析出する方法が行われている。
【０００３】
このような方法で金属帯を表面処理した場合に、金属帯表面に析出した金属が後続の通電ロールに付着堆積して、通電不良が生じるという問題がある。
【０００４】
また、処理速度を速めるために電流密度を高くした場合、金属の酸化物が発生しやすい。この酸化物は金属に比べて電気抵抗が１０倍程度大きいため、この酸化物が後続の通電ロールに堆積すると通電不良を生じる場合がある。
【０００５】
特許文献１には、通電ロールにおいて、上記通電不良を解消する技術が開示されている。具体的には、通電ロール上及び金属帯上の少なくとも一方に、酸又はアルカリ水溶液を散布する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−１７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の方法で、上記通電不良の問題を解消できるものの、特許文献１に記載の方法には、めっき層内に遮蔽板を設置する必要があり、設備スペースの制約や、遮蔽板とコンダクターロールや金属帯との接触の問題があり、工業的製造方法としては問題がある。そこで、この問題が生じず、より有効な方法があれば好ましい。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、通電ロールに付着する堆積物が原因として生じる通電不良を解消する従来より有効な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、金属帯を搬送しながら表面処理する表面処理設備の電解処理槽の入側及び／又は出側に配置された通電ロール上に水を散布する水散布工程と、金属帯を表面処理する表面処理工程を有する方法であれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には本発明は以下のものを提供する。
【００１０】
（１）  金属帯を搬送しながら表面処理する表面処理設備の電解処理槽の入側及び／又は出側に配置された通電ロール上に水を散布する水散布工程と、金属帯を表面処理する表面処理工程を有する表面処理方法。
【００１１】
（２）  前記水はｐＨが６．５〜８．０であり、前記水散布工程は、金属帯の表面に付着した水を回収したときに、回収された水中の電解質濃度が、前記電解処理槽中の電解質濃度の１／２以下になるように、水を金属帯に散布する工程である（１）に記載の表面処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法によれば、通電ロールでの通電不良の発生を防止し、全体的に良好な外観を有する表面処理金属帯を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の表面処理方法に使用可能な表面処理設備の一例を示す模式図である。
【図２】スプレー装置が通電ロールに水を散布する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１５】
先ず、本発明の表面処理方法に用いる表面処理設備について説明する。図１は、本発明の表面処理方法に使用可能な表面処理設備の一例を示す模式図である。図１に示す表面処理設備は、鋼帯表面に電気めっき処理を施すための水平型電気めっき設備であるが、本発明の方法には、鋼帯以外の金属帯を、水平型電気めっき設備以外の表面処理設備を用いて処理する方法も含まれる。
【００１６】
図１に示す水平型電気めっき設備１は、鋼帯２の表面に、電解質溶液３を用いて金属めっきを形成する設備である。
【００１７】
図１に示す通り、水平型電気めっき設備１は、電解処理槽１１と、電極１２と、支持ロール１３と、ダムロール１４と、通電ロール１５と、バックアップロール１６と、通電ロール研磨装置１７と、スプレー装置１８とを備える。
【００１８】
電解処理槽１１は、電解質溶液３を収容するための容器である。電解処理槽１１に収容される電解質溶液３の種類は特に限定されず、所望の金属めっきを鋼帯２の表面に形成できるものを選択すればよい。例えば、金属イオンを含む硫酸浴、塩化物浴、及びこれらの混合浴等を用いることができる。
【００１９】
本発明の表面処理方法は、亜鉛めっき処理に好ましく適用できるため、電解質溶液３は亜鉛めっきを鋼帯２の表面に形成するために、亜鉛イオンを含むことが好ましい。
【００２０】
電極１２は、電解処理槽１１内を移動する鋼帯２の表面及び裏面に対向する位置に配置される。本実施形態において、鋼帯２の表面に対向する電極１２と裏面に対向する電極１２を一組の電極としたときに、電極１２は電解処理槽１１の前半部と後半部（鋼帯２の搬送方向の上流側と下流側）に二組設けられる。
【００２１】
支持ロール１３は、前半部の一組の電極１２と後半部の一組の電極１２との間に配置されるロールである。支持ロール１３は鋼帯２を挟持する二つのロールから構成され、この二つのロールにより、搬送中の鋼帯２がばたついたり弛んだりすることを抑える。
【００２２】
ダムロール１４は、電解処理槽１１に鋼帯２が入る入側の端、及び電解処理槽１１から鋼帯が出る出側の端に配置される。ダムロール１４は、それぞれ鋼帯２を挟持する二つのロールから構成され、このロールにより、電解質溶液３が電解処理槽１１外に流出することを抑制する。
【００２３】
通電ロール１５及びバックアップロール１６は、これらを一組として、入側のダムロール１４より上流側近傍、出側のダムロール１４より下流側近傍に一組ずつ配置される。通電ロール１５及びバックアップロール１６は、鋼帯２を挟持することで、通電ロール１５により鋼帯２の表面が負に帯電する。
【００２４】
本実施形態において、水平型電気めっき設備１は、電解処理槽１１が複数連なっている。この場合、上流側の電解処理槽１１から出た鋼帯２は通電ロール１５とバックアップロール１６の間を通過して、下流側の電解処理槽１１に搬送される。ここで、上記通電ロール１５及びバックアップロール１６は、上流側の電解処理槽１１に着目すれば、出側に配置された通電ロール１５及びバックアップロール１６であり、下流側の電解処理槽１１に着目すれば、入側に配置された通電ロール１５及びバックアップロール１６になる。このように、入側に配置されたものであるか、出側に配置されたものであるかは、着目する電解処理槽１１により異なる。
【００２５】
通電ロール研磨装置１７は、通電ロール１５の近傍に配置され、通電ロール１５に付着した金属めっきを除去する。
【００２６】
スプレー装置１８は、通電ロール１５の近傍に配置され、通電ロール１５に水を散布する。
【００２７】
図２は、スプレー装置１８が通電ロール１５に水４を散布する様子を示す模式図である。図２に示す通り、スプレー装置１８は円筒状であり、円周面に９個の噴射孔を有する。
【００２８】
スプレー装置が有する噴射孔の数は特に限定されず、通電ロール１５の表面に全体的に水を散布できればよい。「全体的に」には、通電ロール１５の表面に、噴射孔からの水が直接当たらない領域がある場合も含む。
【００２９】
また、スプレー装置１８と通電ロール１５の間の距離は、特に限定されず、所望の効果を奏するように適宜調整すればよい。所望の効果は水の水圧や、通電ロール１５の表面における水が当たる領域の割合、水の流量（Ｌ／ｍｉｎ）等を調整することで得られるため、上記距離も、水圧等を所望の範囲に調整する際に合わせて調整すればよい。なお、通常、通電ロール１５表面に最も近い噴射孔の先端から、通電ロール１５表面までの距離が２０〜１００ｃｍの範囲で調整する。
【００３０】
続いて、本発明の表面処理方法について説明する。本発明の表面処理方法は、水散布工程と、表面処理工程を有する。以下、各工程について説明する。
【００３１】
水散布工程とは、電解処理槽の入側及び／又は出側に配置された通電ロール上に水を散布する工程である。
【００３２】
図１に示す水平型電気めっき設備を用いる場合の、水散布工程とは、通電ロール１５及びバックアップロール１６の間に鋼帯２を通過させながら、通電ロール１５の表面に対して、スプレー装置１８により水を散布する工程である。
【００３３】
上記水散布工程において、上記鋼帯２は、それより上流の電解処理槽１１で処理されている。このため、水散布工程で、通電ロール１５及びバックアップロール１６を通過する前の鋼帯２の表面には、その直前の電解処理槽１１での表面処理により生じた生成物が付着している。
【００３４】
上記生成物とは、金属および／または酸化物を指す。本発明の表面処理方法は、上記生成物が生じる可能性のある全ての表面処理の際に適用可能である。上記のような生成物は、通電ロールへの漏れ電流が大きくなる場合に、上記生成物が電析しやすくなることがあるという理由で、通電ロール１５上に堆積しやすく、通電ロール１５上に上記生成物が堆積すると通電不良の問題が発生する。
【００３５】
本発明では、通電ロール１５の表面に水を散布するため、上記生成物が通電ロール１５上に堆積されそうになっても、水を散布することによって、コンダクターロール上の電解液が希釈され、Ｎｉ等が析出しにくくなることで、不純物の堆積が抑えられる。また、一時的に上記不純物が、通電ロール１５上に存在する状態になっても、水の働きにより、上記生成物は通電ロール１５からすぐに剥がれ落ちる傾向にある。なお、本実施形態においては、上記生成物は通電ロールから下へ落ち、めっき液循環タンクへ回収される仕組みになっている。
【００３６】
また、電解処理槽１１で行われる電気めっきは、鋼帯２を陰極にして処理するため、処理中に酸化物が発生し、鋼帯２の表面に酸化物が付着しやすい。したがって、水散布工程で、通電ロール１５及びバックアップロール１６の間を通過する前の鋼帯２の表面には、その直前の電解処理槽１１での表面処理により生じた酸化物が付着している。
【００３７】
水散布工程において、散布する「水」とは、Ｈ２Ｏを主成分とし、中性のものである。本発明において中性とはｐＨが６．５〜８．０の範囲にあるものを指す。
【００３８】
水散布工程において、スプレー装置１８が散布する水の量は特に限定されないが、鋼帯２の表面に付着た水を回収したときに、回収された水中の電解質濃度が、電解処理槽１１中の電解質濃度の１／２以下になるように、スプレー装置１８が通電ロール１５の表面に水を散布することが好ましい。スプレー装置１８が散布する水の量が上記範囲にあることで、水で希釈して、上記生成物の生成量を最小化できるという効果がある。回収された水中の電解質濃度の下限は特に限定されないが、０．５Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
【００３９】
回収された水中の電解質濃度の測定において、鋼帯２の表面に付着した水の回収は、特に限定されないが、例えば、通電ロールの下に液の回収パンとバッファータンクを配置し、液をめっき液循環タンクへもどすルートを設ける方法が挙げられる。
【００４０】
散布される上記水の量に調整するためには、各噴射孔からの流量を０．５〜２０Ｌ／ｍｉｎの範囲で調整することが好ましいが、流量をどの程度にするかは、通電ロールの表面積に対する水が当たる領域の比率や、全ノズルから単位時間当たりに散布される総水量等も考慮して決める必要がある。
【００４１】
表面処理工程とは、金属帯を表面処理する工程を指す。上記の通り、不純物や酸化物が通電ロールに堆積して、通電不良を生じる可能性がある表面処理であっても、本発明は上記水散布工程を有するため、不純物や酸化物の通電ロールへの堆積が抑えられ、通電不良が発生しにくくなる。その結果、表面処理工程において、表面性状が良好である、表面処理が施された金属帯が得られる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により、さらに具体的に本発明を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００４３】
発明例
第１図に示す設備を用いて以下の表面処理を行った。
【００４４】
ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏを１５５ｇ／Ｌ、ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏ３を２３ｇ／Ｌ、Ｎａ２ＳＯ４を５５ｇ／Ｌからなる電解質溶液（ｐＨ：１．２、５０℃）を収容した電解処理槽において、６８Ａ／ｄｍ２の陰極電流密度の条件でＺｎ−Ｎｉ電気めっきを鋼帯に施した。Ｚｎ−Ｎｉ電気めっきのめっき組成はＮｉ：１２質量％、残部Ｚｎおよび不可避不純物であり、めっき付着量は片面あたり３０ｇ／ｍ2である。そして、電解処理槽の端に配置されたダムロールから送り出された鋼帯を、次の通電ロールとバックアップロールの間に通すことで、通電ロールにより鋼帯を負に帯電させた。この際、スプレー装置から、通電ロールの表面に向けて、水（ｐＨ６．５〜８．０、水量２．５Ｌ／ｍｉｎ）を散布した。なお、水量とは全ノズル（全噴射孔）から出る水の総量である。
【００４５】
上記の処理において、鋼帯の表面に付着した水を回収したときに、回収された水中の電解質濃度が、電解処理槽中の電解質濃度の１／２以下になるように水量を調整して、スプレー装置から水を散布した。
【００４６】
また、実施例及び下記の比較例で使用したスプレー装置は、具体的には以下の通りである。塩化ビニル製、全長２０００ｍｍ、直径２２ｍｍの筒状であり、直径１８ｍｍの噴射孔が１８個設けられ、噴射孔間の間隔が１００ｍｍであるスプレー装置を用いた。７つのスプレー装置から７つの各通電ロールに水を散布できるように、水用のスプレー装置を配置した（実施例でのみ使用）。また、同様の形状のスプレー装置１つを希硫酸用として配置した（比較例でのみ使用）。また、通電ロール表面に最も近い噴射孔の先端から、通電ロール１５表面までの距離が２０〜１００ｃｍの範囲になるように調整した。なお、流量計はスプレー装置の端部に設けられ、この部分で流量を確認することで、所望の流量に調整可能である。
【００４７】
上記処理を１２時間連続で行ったところ、目視により、表面性状が良好である表面処理鋼帯が連続して得られることが確認された。
【００４８】
ここで、表面性状が良好か否かは、目視により、以下の基準で評価した。
「○（良好）」：通電ロールの堆積物が鋼帯に転写しない場合
「×（不良）」：通電ロールの堆積物が鋼帯に転写する場合
比較例
水を２０質量％の希硫酸を含む酸性溶液（ｐＨが０．５〜１．５）に変更した以外は発明例と同様の方法で表面処理を行った。上記処理を１２時間連続で行ったところ、目視により、表面性状が不良である表面処理鋼帯が得られることが確認された。なお、表面性状の評価方法は発明例の場合と同様である。
【符号の説明】
【００４９】
１      水平型電気めっき設備
１１  電解処理槽
１２  電極
１３  支持ロール
１４  ダムロール
１５  通電ロール
１６  バックアップロール
１７  通電ロール研磨装置
１８  スプレー装置
２      鋼帯
３      電解質溶液
【図１】
2014181382.tif 000003
【図２】
2014181382.tif 000004