(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷延鋼帯をめっき液中に浸漬し、通電用ロールから当該鋼帯に電気を流して、連続して電気めっきをする際に、表面に溶射皮膜が施されていて、ＰＰＩ（２５．４ｍｍ当たりの粗さ中心線を超える山数）を１５００以下１０００以上とする表面粗さを有する通電用ロールを用いて、アークスポットの発生を抑制することを特徴とする冷延鋼帯の表面処理方法。
【請求項２】
施されている溶射皮膜の外表面にガラス（ＳｉＯ２を主成分）および／またはセラミックス（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３から選ばれる少なくとも一種以上）を塗布した通電用ロールを用いることを特徴とする請求項１に記載の冷延鋼帯の表面処理方法。
【請求項３】
通電用ロール表面の算術平均粗さＲａが、下記（２）式で表わされる、冷延鋼帯と通電用ロール間のめっき液流体膜厚ｈに対して、下記（１）式を満足するようにすることを特徴とする請求項１または２に記載の冷延鋼帯の表面処理方法。
４Ｒａ≧ｈ    ・・・（１）
ｈ＝３．１０×Ｅ’−０．４×Ｒ０．６×ν０．６×Ｕ０．６×Ｗ−０．２    ・・・（２）
ここで、
Ｒａ：通電用ロール表面の算術平均粗さ（ｍ）
ｈ：冷延鋼帯と通電用ロール間のめっき液流体膜厚（ｍ）
Ｅ’：冷延鋼帯と通電用ロールの等価弾性係数（Ｐａ）
Ｒ：通電用ロールの曲率半径（ｍ）
ν：めっき液の大気圧粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｕ：冷延鋼帯の通過速度（ｍ／ｓ）
Ｗ：通電用ロールと冷延鋼帯間の線圧（Ｎ／ｍ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷延鋼帯の表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気めっきラインにおいて、冷延鋼帯を連続的に電気めっきする際に、通電用ロール（以下、単に「ロール」ともいう）からの放電で、冷延鋼帯に電食マークであるアークスポットと呼ばれる欠陥が発生して、電気めっき後の鋼帯表面にアーク状の疵が入り、表面品質が著しく低下して、問題となる場合があった。
【０００３】
これに対して、これまでは、特許文献１に記載されるとおり、通電用ロールの表面の粗度形状を形状係数ｋ＝Ｒｖ／Ｒｙで評価し、形状係数ｋが０．５以上０．８以下の表面を備える通電用ロールを用いていた。ここで、Ｒｖは最大谷深さ、Ｒｙは最大高さ粗さである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５６６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている方法では、ロール表面への異物の付着による粗度の低下は考えられておらず、異物が付着し粗さの凹部を埋めると、ロール表面の粗度が低下し、アークスポットが発生してしまう問題があった。
【０００６】
したがって、ロール表面の形状係数ｋを改善した通電用ロールでも、異物の付着という点までは抑制できず、異物が付着し粗さの凹部を埋めると、ロール表面の粗度が低下し、アークスポットが発生してしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、冷延鋼帯を連続的に電気めっきする際に、アークスポットの発生を的確に抑制することができる冷延鋼帯の表面処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【０００９】
［１］冷延鋼帯をめっき液中に浸漬し、通電用ロールから当該鋼帯に電気を流して、連続して電気めっきをする際に、ＰＰＩ（２５．４ｍｍ当たりの粗さ中心線を超える山数）を１５００以下とする表面粗さを有する通電用ロールを用いて、アークスポットの発生を抑制することを特徴とする冷延鋼帯の表面処理方法。
【００１０】
［２］施されている溶射皮膜の外表面にガラス（ＳｉＯ２を主成分）および／またはセラミックス（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３から選ばれる少なくとも一種以上）を塗布した通電用ロールを用いることを特徴とする前記［１］に記載の冷延鋼帯の表面処理方法。
【００１１】
［３］通電用ロール表面の算術平均粗さＲａが、下記（２）式で表わされる、冷延鋼帯と通電用ロール間のめっき液流体膜厚ｈに対して、下記（１）式を満足するようにすることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の冷延鋼帯の表面処理方法。
４Ｒａ≧ｈ  ・・・（１）
ｈ＝３．１０×Ｅ’-0.4×Ｒ0.6×ν0.6×Ｕ0.6×Ｗ-0.2  ・・・（２）
ここで、
Ｒａ：通電用ロール表面の算術平均粗さ（ｍ）
ｈ：冷延鋼帯と通電用ロール間のめっき液流体膜厚（ｍ）
Ｅ’：冷延鋼帯と通電用ロールの等価弾性係数（Ｐａ）
Ｒ：通電用ロールの曲率半径（ｍ）
ν：めっき液の大気圧粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｕ：冷延鋼帯の通過速度（ｍ／ｓ）
Ｗ：通電用ロールと冷延鋼帯間の線圧（Ｎ／ｍ）
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、冷延鋼帯を連続的に電気めっきする際に、アークスポットの発生を的確に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基本的なアークスポットの発生メカニズムを示す図である。
【図２】異物付着によるアークスポットの発生メカニズムを示す図である。
【図３】ロール表面の表面形状（ＰＰＩ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
前述したように、電気めっきラインにて冷延鋼帯に連続的に電気めっきを行う際に、通電用ロールからの放電で、鋼帯に電食マークであるアークスポットと呼ばれる表面品質欠陥が発生することがある。このアークスポットの発生原因は今まで明らかでなく、ライン速度が遅ければほとんど発生せず、ライン速度が７５０ｍｐｍ以上になると発生が顕著になる。
【００１５】
そこで、本発明者らは、アークスポットの発生メカニズムを解明して、アークスポットの抑制を図ることにした。
【００１６】
まず、本発明者らは、ロール表面の粗度Ｒａと、ロールと鋼帯間のめっき液流体膜厚（めっき液の膜厚）ｈの関係に着目し、検討した。その結果を図１に示す。
【００１７】
すなわち、図１に示すように、電気めっきラインでは、高速にて操業するため、鋼帯１は表面にめっき液２を付着させて持ち出し、通電用ロール３と鋼帯１の間に流体膜２を作り出す。その際に、ロール表面算術平均粗さＲａはロール１表面の山から谷までの平均高さの約１／４となる。よって、図１（ｃ）に示すように、この流体膜２の厚み（流体膜厚）ｈがロール３の表面粗度Ｒａの４倍超えになる（ｈ＞４Ｒａ）と、鋼帯１は流体膜２によってロール３から押し上げられ、これによりロール３表面の一部高い凸部に電流が集中し、鋼帯１表面にアークスポット５が発生する。これが、基本的なアークスポットの発生メカニズムである。
【００１８】
次に、本発明者らは、上記のアークスポットの発生メカニズムに基づいて、アークスポットの発生を抑制することができる条件を見出した。
【００１９】
すなわち、前述したように、ロール表面算術平均粗さＲａはロール１表面の山から谷までの平均高さの約１／４となる。よって、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、流体膜厚ｈがロール表面算術平均粗さＲａの４倍以下の場合（ｈ＜４Ｒａ、ｈ＝４Ｒａ）、流体膜厚ｈはロール３表面の平均的な凸部高さより低くなり、流体膜３による鋼帯１のロール３からの押上げは起こらない。
【００２０】
つまり、下記（１）式が、アークスポットの発生を抑制するための、ロール３表面の算術平均粗さＲａと流体膜厚ｈとの条件式ということになる。
４Ｒａ≧ｈ  ・・・（１）
【００２１】
なお、流体膜厚ｈは、めっき液の大気圧粘度、冷延鋼帯の通過速度、通電用ロールと冷延鋼帯間の線圧等によって定まり、下記（２）式によって求められる。
ｈ＝３．１０×Ｅ’-0.4×Ｒ0.6×ν0.6×Ｕ0.6×Ｗ-0.2  ・・・（２）
ここで、
Ｒａ：通電用ロール表面の算術平均粗さ（ｍ）
ｈ：冷延鋼帯と通電用ロール間のめっき液流体膜厚（ｍ）
Ｅ’：冷延鋼帯と通電用ロールの等価弾性係数（Ｐａ）
Ｒ：通電用ロールの曲率半径（ｍ）
ν：めっき液の大気圧粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｕ：冷延鋼帯の通過速度（ｍ／ｓ）
Ｗ：通電用ロールと冷延鋼帯間の線圧（Ｎ／ｍ）
【００２２】
その上で、本発明者らは、さらに、異物付着によるアークスポットの発生メカニズムを解明した。
【００２３】
すなわち、図２（ａ）に示すような、異物の付着が無い状態に対して、図２（ｂ）に示すように、ロール３表面の凹部に異物４が固着して、その凹部を埋めると、ロール３表面の凹凸部に含まれるめっき液２の量が低下し、流体膜厚自体は薄くても、流体膜２の高さ位置がロール３の表面粗度Ｒａの４倍超えになってしまい、流体膜３による鋼帯１の押上げが起こり、電流集中が発生しやすくなって、アークスポット５が発生することになる。これが、異物付着によるアークスポットの発生メカニズムである。
【００２４】
そこで、本発明者らは、ロール３表面に異物４が固着することを抑制するために、ロール３の表面の改善を行うことにした。
【００２５】
すなわち、図３（ａ）に示すように、ロール３の表面の凹凸部の数が多いと、凹部の角度が小さいために、凹部の間隔が狭まり、機械的アンカー効果により、異物の付着が多くなる。これに対して、図３（ｂ）に示すように、ロール３の表面の凹凸部の数が少なくすると、機械的アンカー効果が抑制されて、異物の付着が少なくなる。
【００２６】
そこで、ロール３の表面形状の改善として、ＰＰＩ（２５．４ｍｍ当たりの粗さ中心線を超える凸部の数）を１５００以下に低減することにより、異物４が固着するロール表面積の低減、凹部の角度の緩和を行った。
【００２７】
また、ロール３表面に付着する異物４が圧延油由来のスラッジであることを突き止め、ロール３表面に施されている溶射皮膜の封孔処理方法の改善として、スラッジ４が付着しにくいガラスやセラミックスの被膜からなる無機系封孔材を用いることによって、ロール３表面への異物４の付着を抑制するようにした。ちなみに、従来は、エポキシ樹脂などの被膜からなる有機系封孔材を用いていたが、エポキシ樹脂等による有機系封孔材はスラッジを付着させやすかった。
【００２８】
ここで、上記の無機系封孔材としては、ガラスはＳｉＯ２単体でも、ＳｉＯ２を主成分としてＮａ２ＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｂ２Ｏ５、Ｐ２Ｏ５などを含んでもよい。また、セラミックスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３から選ばれる少なくとも一種以上を含むものでよい。さらに、これらガラスとセラミックスを含むものでもよい。
【００２９】
このようにして、本発明においては、通電用ロール表面の改善（低ＰＰＩ化、封孔材の無機系化）を行うことによって、通電用ロール表面への異物の付着を防ぎ、アークスポットの発生を的確に抑制することができる。
【実施例１】
【００３０】
本発明の実施例として、通電用ロールの表面形状（ＰＰＩ）と封孔材の条件を種々変えて、冷延鋼帯の電気めっき実験を行った。
【００３１】
表１に、その際の実験条件（通電用ロールの初期粗度、表面形状（ＰＰＩ）、封孔材）と、実験結果（通電用ロールの実験後粗度、通電用ロールへのスラッジの付着高さ、アークスポットの発生率（発生コイル数／全コイル数×１００））を示す。
【００３２】
【表１】
0005821489.tif 000002
【００３３】
表１に示すように、本発明例（ＰＰＩが１５００以下）であるＮｏ．１〜８においては、比較例（ＰＰＩが１５００超え）であるＮｏ．９に比べて、スラッジ付着高さが低く、アークスポット発生率が低減した。
【００３４】
本発明例の中では、封孔材としてセラミックスまたはガラスを用いたＮｏ．２、３、５、６において、スラッジの付着高さは非常に低く（ほとんどスラッジの付着は見られず）、異物の付着が抑制されて、アークスポット発生率が著しく低減した。
【符号の説明】
【００３５】
１  鋼帯
２  めっき液（流体膜）
３  通電用ロール
４  異物
５  アークスポット
【図１】
0005821489.tif 000003
【図２】
0005821489.tif 000004
【図３】
0005821489.tif 000005