(57)【要約】【課題】鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって除去できる鋼帯の電気めっき装置を提供する。【解決手段】鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと、前記エッジマスクの鋼帯通板方向出側に、前記エッジマスクと一体に設けられ、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードを備える鋼帯の電気めっき装置において、前記ブレードは、弾性率が８００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下かつ伸びが５００％未満の、鋼帯通板方向に上流側から配置された第１ブレード及び第２ブレードからなり、前記第２ブレードは前記第１ブレードより弾性率が高くかつ伸びが小さい樹脂板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと、前記エッジマスクの鋼帯通板方向出側に、前記エッジマスクと一体に設けられ、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードを備える鋼帯の電気めっき装置において、前記ブレードは、弾性率が８００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下かつ伸びが５００％未満の、鋼帯通板方向に上流側から配置された第１ブレード及び第２ブレードからなり、前記第２ブレードは前記第１ブレードより弾性率が高くかつ伸びが小さい樹脂板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置。
【請求項２】
前記第２ブレードは、弾性率が２０００ＭＰａ以上かつ伸びが１００％未満の樹脂板であることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の電気めっき装置。
【請求項３】
前記第２ブレードはポリアセタール板であり、前記第１ブレードはポリエチレン板であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼帯の電気めっき装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の電気めっき装置、より具体的には、鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって防止できる鋼帯の電気めっき装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯に電気めっきを施すと、鋼帯の両端部近傍にめっき電流が集中することによって、鋼帯端部近傍に過剰めっきが付着し、オーバーコートになる。特に鋼帯端部ではめっき電流の集中が大きく、デンドライト状析出物が生成する。デンドライト状析出物は、脆弱で剥離しやすく、需要家でのプレス成形等の際に剥離し、押込み疵を誘発し易いため、鋼帯端部のデンドライト状析出物の生成を防止する必要がある。
【０００３】
そこで、従来より、鋼帯端部近傍のオーバーコート対策として、自溶性電極を使用する場合には鋼帯幅に応じて電極幅を調整して鋼帯端部の電流集中を緩和し、鋼帯端部近傍のオーバーコートを軽減することが行われ、不溶性電極を使用する場合には、図２に示すように、鋼帯４の端部の両側に鋼帯幅に追従して動作するエッジマスク７を設置し、鋼帯幅に応じてエッジマスク７を鋼帯端部に近接する位置に移動し、電極２の実効陽極幅を制御して鋼帯端部の電流集中を緩和し、鋼帯端部近傍のオーバーコートを軽減することが行われている。
【０００４】
しかし、前記の鋼帯端部の電流集中を緩和する方では、鋼帯端部のデンドライト状析出物の生成を確実に防止することができない。例えば、電気亜鉛系めっきの場合、４０ｇ／ｍ２以上（片面あたり）のめっき厚の厚い亜鉛めっきを施す場合、デンドライト状析出物の生成を防止する効果が不十分である。
【０００５】
このような問題点に対処するために、電気めっき設備を通過後に、鋼帯端部に追従させる蛇行追従装置を設けた金属製スクレーパーを鋼帯端部に押し付けることにより、デンドライト状析出物を除去する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２等参照。）。
【０００６】
しかし、前記技術では、デンドライト状析出物を確実に除去できない場合があり、またスクレーパーで除去したデンドライトが鋼帯表面に付着あるいは落下して鋼帯に押し疵を発生することがあった。付着量４０ｇ／ｍ２以上（片面あたり）の厚めっきの電気亜鉛めっき鋼帯では、デンドライト状析出物に起因する前記問題点がさらに顕在化した。
【０００７】
本出願人は、厚めっきの電気亜鉛めっき鋼帯で発生するデンドライト状析出物に起因する問題点を解消すべく検討し、鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと一体に設けた可撓性の樹脂板を鋼帯端部に押し付けることで、デンドライト状析出物を効果的に除去できることを見出し、この発明について特許出願した（特許文献３参照）。
【特許文献１】実開昭６１−１３３５６７号公報
【特許文献２】特開平３−９４０９６号公報
【特許文献３】特開２００２−２３５１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３の発明において、樹脂板として安価なポリエチレン板を使用することで、デンドライト状析出部に起因する問題を大幅に減少させることが可能になった。しかし、ポリエチレン板を長時間使用すると、鋼帯端部と樹脂板の接触によって樹脂板に反りが発生し、鋼帯端部への押し付け圧が低下し、デンドライトの除去性能が低下するため、樹脂板は耐久性をさらに向上させる必要があることが明らかになった。
【０００９】
本発明は、前記問題点を考慮して、鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって除去できる鋼帯の電気めっき装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の要旨は次の通りである。
【００１１】
第１の発明は、鋼帯端部近傍のオーバーコートを防止するエッジマスクと、前記エッジマスクの鋼帯通板方向出側に、前記エッジマスクと一体に設けられ、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードを備える鋼帯の電気めっき装置において、前記ブレードは、弾性率が８００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下かつ伸びが５００％未満の、鋼帯通板方向に上流側から配置された第１ブレード及び第２ブレードからなり、前記第２ブレードは前記第１ブレードより弾性率が高くかつ伸びが小さい樹脂板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置である。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記第２ブレードは、弾性率が２０００ＭＰａ以上かつ伸びが１００％未満の樹脂板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置である。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記第２ブレードはポリアセタール板であり、前記第１ブレードはポリエチレン板であることを特徴とする鋼帯の電気めっき装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋼帯に電気めっきを施す際に発生する鋼帯端部のデンドライト状析出物を長時間にわたって安定して除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者らは、特許文献３に開示される鋼帯の電気めっき装置において、ブレードの耐久性をさらに向上させることを種々検討した。その結果、エッジマスクの鋼帯通板方向出側に配置し、鋼帯端部を押圧して鋼帯端部のデンドライト状析出物を除去するブレードとして、鋼帯通板方向に機械特性の異なる２枚の可撓性樹脂板を配置すること、具体的には、鋼帯通板方向下流側に配置する樹脂板（第２ブレード）を、その上流に配置する樹脂板（第１ブレード）より、弾性率が高くかつ伸びが小さい樹脂板とし、前記第１ブレードおよび第２ブレードの各々を鋼帯端部に押し付けたときに、第１ブレードが撓んでその先端部分が第２ブレード先端部分に密着するようにしてデンドライト状析出物を除去すると、ブレードの耐久性を向上できることを見出した。本発明はこの知見に基づくものである。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電気めっき装置の要部構成例を示す概略断面図である。
【００１７】
図１において、１はめっきセル、２は電極、３はめっき液、４は鋼帯、５はコンダクターロール、６はダムロール、７はエッジマスクである。めっきセル１には、上下で対をなす電極２が２対配設されている。本装置において、上下に間隔をおいて水平に配設した電極２間にめっき液３を満たし、該上下の電極２間に鋼帯４を矢印の方向に走行させながら、めっきセル１の入側および出側に設置したコンダクターロール５から給電し、電極２からめっき液３を介して鋼帯４に通電することによって鋼帯４にめっきを施す。
【００１８】
図２は、図１の装置において、電極２、鋼帯４およびエッジマスク７の位置関係を説明する図である。エッジマスク７は、絶縁性材料製であり、鋼帯４の両端部の各々を包むように、鋼帯端部に対向する側の部分が「く」の字型の凹状が形成されている。エッジマスク７は、電極の実効電極幅（実質的に電流が流れる電極幅）を鋼帯幅に応じた幅に制御して鋼帯端部近傍のオーバーコートを緩和するために、図示されていないエッジマスク位置制御装置によって鋼帯幅に追従可能に配設されている。
【００１９】
本発明の実施の形態に係る電気めっき装置では、鋼帯端部を押圧するブレードがエッジマスク７に一体的に取付けられる。図３は本発明の実施の形態に係る電気めっき装置の実施形態の１例を示し、ブレード２１はエッジマスク７の鋼帯進行方向出側端部に取付けられている。
【００２０】
図４は、図３の装置に配置されるブレード２１の構造を示す。ブレード２１は、鋼帯通板方向にこの順に配置された第１ブレード２２と第２ブレード２３の２枚のブレードから構成される。第１ブレードと第２ブレードは、弾性率が８００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下かつ伸びが５００％未満の樹脂板が使用される。また鋼帯通板方向下流側の第２ブレード２３は鋼帯通板方向上流側の第１ブレード２２より弾性率の高く、伸びが小さい樹脂板が使用される。
【００２１】
第１ブレード２２、第２ブレード２３の機械的特性値に関し、弾性率を８００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下に規定し、伸びを５００％未満に規定したのは、弾性率が８００ＭＰａ未満ではデンドライドを除去し難くなり、３０００ＭＰａ超では鋼板端部を傷つけるためである。また伸びが５００％以上ではブレードが変形し、デンドライドを除去し難くなるためである。
【００２２】
本装置では、前記第１ブレードおよび第２ブレードの各々を鋼帯端部に押し付けたときに、第１ブレードが撓んでその先端部分が第２ブレード先端部分に密着するようにしてデンドライト状析出物を除去する。第１ブレード２２は弾性率が低く伸びが高いため、第１ブレードだけを鋼帯端部に押し付けてデンドライト状析出物を除去するとブレードが反り変形して押し付け圧が低下し、デンドライト状析出物を除去し難くなる。第２ブレード２３は、弾性率が高いため、曲げ変形後曲げ荷重を開放すると形状が元の形状に戻り、形状復元性に優れる。第２ブレード２３だけを鋼帯端部に押し付けてデンドライト状析出物を除去すると、反り発生の問題はないが、鋼帯端部を押し付ける力が強く、鋼帯端部品質を損なう問題がある。
【００２３】
第１ブレード２２および第２ブレード２３の両方を使用し、各々を鋼帯端部に押し付けたときに、第１ブレード２２が撓んでその先端部分が第２ブレード２３先端部分に密着するようにしてデンドライト状析出物を除去すると、撓んだ第１ブレード２２は第２ブレード２３により保持されるため、第１ブレード２２の反り発生が抑制されるため、第１ブレード２２のデンドライト状析出物の除去性能は長時間保持される。第２ブレード２３は、第２ブレード２３単独でデンドライト状析出物を除去する場合のように強く鋼帯端部を押し付ける必要がないので、鋼帯端部品質を損なうことがない。デンドライト状析出物は、第１ブレード２２および第２ブレード２３で除去されることで、デンドライト状析出物の除去性能は長時間良好に保持される。
【００２４】
第２ブレード２３は、第１ブレード２２の反り発生を抑制する観点から、弾性率は２０００ＭＰａ以上であることが好ましく、また伸びは１００％未満であることが好ましい。また、伸びが低すぎると破損しやすくなるので伸びは２５％以上が好ましい。
【００２５】
前述の第２ブレード２３はポリアセタール板、第１ブレード２２はポリエチレン板が好適である。
【００２６】
第１ブレード２２と第２ブレード２３が最初から密着していると前述の作用は奏されない。第１ブレード２２と第２ブレード２３は間隔を設けて設置される。この間隔は、ブレード寸法、形状等により変化するが、反り発生程度、デンドライト状析出物の除去程度、鋼帯端部品質への影響有無等に応じて適宜の間隔に設定することができる。
【００２７】
以下、第１ブレード２２としてポリエチレン板、第２ブレード２３としてポリアセタール板を使用した場合を例に挙げて説明する。
【００２８】
第１ブレード２２、第２ブレード２３は、エッジマスク７の鋼帯走行方向出側側面の鋼帯端部からは遠い側の端部に、取付部材２４ａ〜２４ｃを介して鋼帯進行方向に若干傾斜するように互いに間隔をあけてネジ２５で固定される。
【００２９】
第１ブレード２２、第２ブレード２３の鋼帯端部側の端部はエッジマスク７よりも鋼帯側に突出して形成され、前記第１ブレード２２、第２ブレード２３は、エッジマスク７の鋼帯幅方向位置が鋼帯幅に応じた所定位置に制御されているときに、鋼帯端部を押し付け可能に配設されている。また第１ブレード２２、第２ブレード２３の端部形状は中央部が凹んだ「く」の字型に形成されている。
【００３０】
第１ブレード２２にポリエチレンを使用し、ポリエチレン板２２だけでデンドライトを除去しようとすると、ポリエチレン板２２の押し付け量を大きくして鋼帯端部に押し付けることが必要になる。ポリエチレン板２２を長時間押し付けるとポリエチレン板２２に反りが発生し、鋼帯端部を押し付ける力が低下し、デンドライトの除去性能が低下する。
【００３１】
第２ブレード２３にポリアセタールを使用し、ポリアセタール板２３だけで鋼帯端部のデンドライトを除去しようとすると、押し付け力が過大になったときに鋼帯端部品質を劣化させる問題がある。ポリエチレン板２２に反りが発生し、鋼帯端部を押し付ける力が低下し、デンドライトの除去性能が低下する。
【００３２】
本実施の形態では、第１ブレードのポリエチレン板２２と第２ブレードのポリアセタール板２３を鋼帯通板方向にこの順で配置し、両方のブレードを使用して鋼帯端部のデンドライト除去することで、前述のポリエチレン板２２、ポリアセタール板２３を単独使用した場合の弊害が解消され、鋼帯端部のデンドライトを長時間にわたって安定除去できる。
【００３３】
ポリエチレン板２２の鋼帯端部の押し付け力は、該ポリエチレン板２２単独でデンドライトを除去する場合と同程度とする。ポリアセタール板２３の鋼帯端部の押し付け力は、該ポリアセタール板２３単独でデンドライトを除去しようとする場合よりも弱い押し付け力とする。これによってポリアセタール板２３が鋼帯端部部品質を劣化させる問題が解消される。
【００３４】
ポリエチレン板２２はポリアセタール板２３より弾性率が低く、伸びが大きい。ポリエチレン板２２及びポリアセタール板２３を各々鋼帯端部に押し付けると、両方の樹脂板先端側部分は鋼帯進行方向下流側に曲げ変形する。ポリエチレン板２２の変形量の方がポリアセタール板２３の変形量よりも大きいので、ポリエチレン板２２とポリアセタール板２３の間隔を適切な間隔に設定すると、ポリエチレン板２２が鋼帯端部に押し付けられて曲げ変形したときに該ポリエチレン板２２の先端がポリアセタール板２３の先端側に密着するようにできる。本発明では、ポリエチレン板２２とポリアセタール板２３の間隔は、ポリエチレン板２２を鋼帯端部に押し付けたときに該ポリエチレン板２２の先端がポリアセタール板２３先端側に密着する間隔にする。
【００３５】
図５は、ブレード２１を鋼帯端部に押し付けることによってデンドライト状析出物の生成を防止する作用を説明する図である。エッジマスク７の鋼帯幅方向位置が制御された状態では、ポリエチレン板２２、ポリアセタール板２３は、鋼帯端部に押し付けられて鋼帯走行方向に撓み、またポリエチレン板２２の先端はポリアセタール板２３の先端側に密着する。ポリエチレン板２２の先端がポリアセタール板２３先端側に密着することで、ポリエチレン板２２の過度の曲げ変形が抑制されて反り発生が防止され、その結果として、ポリエチレン板２２の鋼帯端部押し付け力低下の問題が解消される。
【００３６】
ポリアセタール板２３は、ポリエチレン板２２の過度の曲げ変形を防止して該ポリエチレン板２２の反り発生を防止する。さらに、ポリアセタール板２３自身が鋼帯端部の押し付けられることで鋼帯端部のデンドライト状析出を除去する作用がある。ポリアセタール板２３だけで鋼帯端部のデンドライト状析出を除去する必要がないので、該ポリアセタール板２３単独でデンドライト状析出を除去しようとする場合よりも弱い押し付け力でよい。そのためポリアセタール板２３が鋼帯端部品質を損なう問題も発生しない。
【００３７】
本発明では、鋼帯端部に大きなデンドライト状析出物が生成する前に該析出物を第１ブレード２２と第２ブレード２３で除去することができ、掻き取られたデンドライト状析出物がめっき液の流れにのって鋼帯４から離れるので、装置内のロールに巻き込まれることがなくなり、鋼帯４の押し疵発生を防止できる。めっき後の鋼帯についても、端部の大きなデンドライト状析出物がなくなるので、需要家でのプレス成形等の際に剥離して押込み疵を誘発することもなくなる。
【００３８】
各ブレードの端部形状は特に限定されないが、前記のよう凹状に形成することによって、鋼帯端部位置がブレード中央に位置するようになり、特にデンドライト状析出物が生成しやすい端部コーナー部のデンドライト状析出物をより効果的に掻き取ることができる。
【００３９】
前記ブレードはめっきセル内の少なくとも１箇所に配設すればよい。１箇所の場合、エッジマスクの鋼帯走行方向上流側端部、下流側端部のいずれに配置してもよい。めっきセル内に複数の電極対が配設されている場合、ブレードはその内の少なくとも１つの電極対に配設されていればよい。
【００４０】
本発明において、ブレードを取り付けるエッジマスクの形状は、「く」の字型の形状に限定されない。コの字型、「く」の字型あるいはその中間の形状のもの等種々の形状のものを使用できる。
【００４１】
鋼帯の連続電気めっき装置では、通常、前記めっきセルが鋼帯走行方向に複数配設され、各めっきセルで順次繰り返し電気めっきし、所定の電気めっき鋼帯を製造する。めっきセルが複数配設されている場合、ブレードは必ずしも全てのめっきセルに設ける必要はなく、デンドライト状析出物の生成状況に応じて前記セルの内の１つまたは２つ以上のめっきセルに適宜設ければよい。複数のめっきセルにブレード設ける場合、ブレードを設置するめっきセルは、中間より後方寄りのめっきセルの方に多く配設することが好ましい。
【００４２】
めっき厚が厚い場合、めっき工程途中のめっきセル内で大きなデンドライト状析出物が生成し、このような大きなデンドライト状析出物がめっき工程途中のめっきセル内で剥離して鋼帯に押し疵を発生することがある。本発明では、めっき工程途中のめっきセルにブレードを設置し、デンドライト状析出物が大きくなる前に生成したデンドライト状析出物を除去できるので、厚めっきの場合であってもデンドライト析出物の剥離に起因する鋼帯押し疵の発生を防止できる。
【実施例】
【００４３】
図１に示した電気めっき設備のエッジマスク出側に、材質の異なるブレードを設置して通板する鋼帯に押し付け、ブレードの割れやすさ、鋼帯端部への影響を調査した。
【００４４】
ブレードは下記の樹脂を使用した。
ポリエチレン樹脂ブレード：弾性率８９０ＭＰａ、伸び３５０％
ポリアセタール樹脂ブレード：弾性率２７００ＭＰａ、伸び７０％
第１ブレード、第２ブレードは、各々板厚が１．０ｍｍ、長さ（Ｌ）が３０ｍｍ、ブレード先端の凹部の深さ（ｄ）が５ｍｍであり、ブレード同志の間隔（ｗ）は５．０ｍｍである（Ｌ、ｄ、ｗは図４（ａ）および（ｂ）参照）。
【００４５】
割れやすさは次のように評価した。
○：全く欠けなかったもの。
△：若干欠けたもの（中心部の欠けの大きいもの）。
×：全面かけたもの。
また、各々のブレード材料の曲げ変形を受けたときの形状復元性について、ブレードをＵ字曲げ状態で３日間保持し、３日後に曲げ開放したときの反り状態をチェックし、次のように評価した。
○：元にもどったもの。
△：幾分反りが残ったもの。
×：形状が復元しないもの。
ブレードは下記の樹脂を使用した。
【００４６】
調査結果を表１に記載する。
【００４７】
【表１】
2006274411.tif 000003
【００４８】
上記の結果から、第１ブレードにポリエチレン、第２ブレードにポリアセタールを使用したＮｏ．４が良好な評価が得られることがわかった。
【００４９】
そこで、図１に示した電気めっき設備でＮｏ．４のブレードを使用してめっき作業を行ったところ、デンドライトに起因する押し疵欠陥の発生量は、従来例（Ｎｏ．１のブレードを使用）に比べて１／３に減少した。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、鋼帯端部のデンドライト状析出物の生成を防止できる鋼帯の電気めっき装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気めっき装置の要部構成例を示す概略断面図である。
【図２】図１の装置において、電極、鋼帯およびエッジマスクの位置関係を説明する図である。
【図３】エッジマスクに一体に取付けられているブレードの実施の形態の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施に使用される電気めっき装置のブレードの構造および該ブレードのエッジマスクへの取付けを説明する図で、（ａ）は正面図（図３のＡ−Ａ矢視拡大図）、（ｂ）は平面図である。
【図５】ブレードを鋼帯端部に押し付けた状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  めっきセル
２  電極
３  めっき液
４  鋼帯
５  コンダクターロール
６  ダムロール
７  エッジマスク
２１  ブレード
２２  第１ブレード
２３  第２ブレード
２４ａ〜２４ｃ  取付部材
２５  ネジ
【図１】
2006274411.tif 000004
【図２】
2006274411.tif 000005
【図３】
2006274411.tif 000006
【図４】
2006274411.tif 000007
【図５】
2006274411.tif 000008