ガスワイピングノズルおよびガスワイピング方法、溶融金属めっき装置、溶融金属のめっき方法
【課題】帯状体の表面に付着した付着物を除去するのに用いられるガスワイピングノズルと、当該ガスワイピングノズルを用いたガスワイピング方法と、溶融金属めっき槽から引き上げられる金属帯の表裏面にガスを噴き付け、金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属めっき装置と、当該溶融金属めっき装置を用いた溶融金属のめっき方法を提供する。
【解決手段】外周面１１１の少なくとも一部が曲面である筒状または柱状の胴部１１と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口し、前記曲面の接線方向にワイピングガスＧを噴出可能な噴出口１２を備えるガスワイピングノズル１を用いる。
【解決手段】外周面１１１の少なくとも一部が曲面である筒状または柱状の胴部１１と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口し、前記曲面の接線方向にワイピングガスＧを噴出可能な噴出口１２を備えるガスワイピングノズル１を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルと、当該ガスワイピングノズルを用いて相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を除去するガスワイピング方法と、溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属めっき装置と、当該溶融金属めっき装置を用いて金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属のめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明のガスワイピングノズル（以下、ノズルと略すこともある）は、帯状体の表面に付着したゴミ、汚れ、水滴等の噴出ガスによる除去や、過剰に付着した塗料、インク、接着剤、樹脂等の液状部材の噴出ガスによる除去に用いることが可能なガス噴出ノズルであり、特に、溶融金属めっきにおいて、金属帯の表面に付着した過剰の溶融金属を噴出ガスで除去するのに用いることが可能なガス噴出ノズルである。以下、その背景技術について、溶融金属めっきに用いられるガスワイピングノズルにより説明する。
【０００３】
金属帯の溶融金属めっきでは、連続した金属帯を、溶融金属からなるめっき浴中に引き込み、シンクロールで方向転換した後、めっき浴から引上げて、当該金属帯表面に溶融金属を付着させる。その後、付着した溶融金属が凝固する前に、一対のガスワイピングノズル間に金属帯を通し、過剰に付着した溶融金属を、窒素等のワイピングガスを噴き付けて除去し、金属帯表面に所定厚みの溶融金属めっきを形成する。
【０００４】
かかる溶融金属のガスワイピングでは、ワイピングガスにより除去された溶融金属の大部分は金属帯を伝ってめっき浴に戻るものの、一部は金属帯表面から離脱して、雰囲気中に飛散することが知られている。これはスプラッシュと呼ばれる現象であり、飛散した溶融金属は、金属帯上に再付着したり、ノズルのガス噴出口を目詰まりさせたり、酸化してめっき浴に戻り、めっき浴を汚染するので問題になる。したがって、スプラッシュは可能な限り発生させないようにするのが好ましい。
【０００５】
スプラッシュの発生を抑制する方法としては、例えば、特許文献１のように、ワイピングガスを金属帯の表面に対して、角度をつけて直線的に噴き付ける方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図５は、矢印Ａの方向に移動する金属帯Ｔ表面に付着した過剰の溶融金属を、従来のガスワイピングノズルで除去する様子を説明する模式図である。特許文献１では、ノズル５Aのように、金属帯Ｔ表面に対して垂直にワイピングガスを噴き付けるより、ノズル５Bのように、金属帯Ｔ表面に対して角度をつけてワイピングガスを噴き付けるのほうが、スプラッシュＳの発生を抑制できるとしている。しかし、かかるノズル配置にしたとしても、ワイピングガスが金属帯Ｔ表面に対して角度をつけて直線的に噴き付けられる限り、ワイピングガスは金属帯Ｔ表面の溶融金属を叩くので、スプラッシュＳの発生を完全に防ぐことはできない。
【０００８】
また、スプラッシュＳの発生を抑制するのに、ノズルをノズル５Ｃのように金属帯Ｔの近くに配置し、金属帯Ｔ表面と平行に近い角度でワイピングガスを噴出させる方法も考えられる。かかるノズル配置にすれば、ワイピングガスは金属帯Ｔ表面の溶融金属を叩きにくくなり、スプラッシュＳの発生が抑制され、金属帯Tに付着した過剰の溶融金属の多くが、金属帯を伝ってめっき浴（不図示）に戻ることが期待できる。
【０００９】
しかし現実的には、直線的にガスを噴き付ける従来のノズルを用いる限り、金属帯Ｔ表面に対するワイピングガスの噴出角度θを小さくするのは困難である。すなわち、かかるノズル配置では、図５中の破線で示されるように、金属帯Ｔがたなびいて振動したときに、金属帯Ｔ表面がノズルに触れてめっき付着量が不均一になる恐れがあり、金属帯Ｔから飛散したスプラッシュがノズルのガス噴出口に付着して、ノズル目詰まりを発生する恐れもある。
【００１０】
また、従来のノズルを用いた直線的なガスの噴き付けでは、金属帯Ｔ表面でガス流が乱れ、溶融金属の挙動が不安定になり、めっき付着量にばらつきを生じる恐れがある。さらに、ノズル５Ｂとノズル５Ｂ´のように、金属帯Ｔの両面からガスを噴き付けた場合、両面からの直線的なガス流がぶつかって干渉し合うので、ワイピングガスの状態が乱れ、めっき付着量にばらつきを生じる恐れもある。
【００１１】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するために考案されたものであり、相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルと、当該ガスワイピングノズルを用いて相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を除去するガスワイピング方法と、溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属めっき装置と、当該溶融金属めっき装置を用いて金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属のめっき方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のガスワイピングノズルは、相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物の一部あるいは全てを噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルであって、外周面の少なくとも一部が曲面からなる筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口し、前記曲面の接線方向にワイピングガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴としている。
【００１３】
かかる構成のガスワイピングノズルでは、噴出口から噴出したワイピングガスの少なくとも一部は、コアンダ効果により胴部外周面の曲面に沿って向きを変えながら流れるようになる。かかる作用により、帯状体にノズルのガス噴出口を接近させずに、帯状体の表面に対して略平行の低角度にしてワイピングガスを噴き付けられるので、帯状体表面から付着物が飛散するのを抑制することができる。なお、ここでいう略平行とは、平行から数度ずれた程度までの位置関係を示すものである。そして、かかる構成のガスワイピングノズルでは、胴部外周面の曲面に沿った曲線的なガス流を形成できるので、帯状体表面のガス流は帯状体表面と平行または略平行の安定したガス流になり、帯状体表面に付着した流動性を有する付着物を、安定して均一な厚みに薄膜化することもできる。
【００１４】
そして、本発明のガスワイピングノズルでは、前記胴部外周面の少なくとも一部を、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面にするのが好ましく、前記噴出口はスリット状にするのが好ましい。かかる構成にすることで、噴出口から噴出したワイピングガスが、コアンダ効果により、胴部外周面の曲面に沿って流れ易くなるので、帯状体表面の付着物に対して、平行または略平行の低角度でより安定したガス流を噴き付けることができる。
【００１５】
さらに、本発明のガスワイピングノズルは、相対的に移動する帯状体を挟み込むよう、一対にして対向配置させることもできる。かかる配置にすることで、帯状体両面に付着した付着物の除去を同時に行うことが可能なガスワイピングノズルにすることができる。本発明のガスワイピングノズルでは、噴出口から噴出したワイピングガスが、コアンダ効果により、胴部外周面の曲面に沿って流れの向きを変えるので、帯状体と近接した胴部表面部分に帯状体の表面と略平行のガス流が形成され、ガスワイピングノズルを一対にして対向配置させても、ガスワイピングノズルから噴出するワイピングガスがぶつかって干渉する可能性が小さくなる。これにより、帯状体表面から付着物が飛散するのを抑制できるのと同時に、ガスワイピングノズル間に安定したガス流を形成できるので、帯状体両面に付着した付着物を、均一な厚みに薄膜化することができる。
【００１６】
また、本発明のガスワイピング方法は、上記のガスワイピングノズルを用い、前記帯状体に対してワイピングガスを噴き付け、前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することを特徴としており、前記一対にして対向配置したガスワイピングノズルの間に、前記帯状体の移動方向と平行または略平行のワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することも特徴としている。かかるガスワイピング方法によれば、互いのガスワイピングノズルから噴出したワイピングガスがぶつかって干渉する可能性が小さくなる。これにより、帯状体表面から付着物が飛散するのを抑制できるのと同時に、ガスワイピングノズル間に安定したガス流を形成でき、帯状体両面に付着した付着物を、均一な厚みに薄膜化することができる。そして、帯状体の表面に付着した付着物は、帯状体の表面に沿い帯状体の長手方向に除去されるようになるので、帯状体の反対面に付着物が回り込むことも防止できる。前記胴部が円筒外周面状の曲面を有する場合、帯状体表面に対するワイピングガスの噴出角度は、コアンダ効果により効果的なワイピング効果が得られる１５度以上２５度以下にするのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の溶融金属めっき装置は、溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、該金属帯に過剰に付着した溶融金属を除去する溶融金属めっき装置であって、前記一対のガスワイピングノズルの各々は、外周面の少なくとも一部が曲面である筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口して前記曲面の接線方向にガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴としている。
【００１８】
そして、本発明の溶融金属めっき装置では、前記ガスワイピングノズルの胴部外周面の少なくとも一部を、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面にするのが好ましく、前記噴出口はスリット状にするのが好ましい。かかる構成にすることで、噴出口から噴出したワイピングガスが、コアンダ効果により、胴部外周面の曲面に沿って流れ易くなるので、金属帯に過剰に付着した溶融金属に対して平行または略平行の安定したガスが噴き付けることが可能な、溶融金属めっき装置にすることができる。
【００１９】
さらに、本発明の溶融金属のめっき方法は、上記溶融金属めっき装置を用いて前記金属帯に対してワイピングガスを噴き付け、前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴としており、前記一対のガスワイピングノズルの間に、前記金属帯の移動方向と平行または略平行にワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴としている。かかる溶融金属のめっき方法によれば、互いのガスワイピングノズルから噴出したワイピングガスは、ぶつかって干渉する可能性が小さくなる。これにより、金属帯に過剰に付着した溶融金属が飛散するのを抑制できるのと同時に、ガスワイピングノズル間に安定したガス流を形成でき、金属帯に付着した溶融金属を、均一な厚みに薄膜化することができる。そして、金属帯に過剰に付着した溶融金属は、金属帯の表面に沿い金属帯の長手方向に除去されるようになるので、金属帯の反対面に付着物が回り込むのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記説明のように、本発明のガスワイピングノズルによれば、従来技術に問題としていた、帯状体（金属帯）からの付着物（溶融金属）の飛散（スプラッシュ）を大幅に抑制することができ、流動性を有する付着物（溶融金属）の厚み均一化あるいは薄膜化ができる。なお、上記ガスワイピングノズルおよびガスワイピング方法、溶融金属めっき装置、溶融金属のめっき方法の好ましい態様およびその効果については、以下詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施態様のガスワイピングノズルの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のガスワイピングノズルの断面図である。
【図３】本発明の第２実施態様のガスワイピングノズルの概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施態様のガスワイピング方法を説明する図である。
【図５】従来技術の問題点を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施態様のガスワイピングノズルについて他の胴部の例を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施様態の溶融金属めっき装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】実験例において銅箔片に作用するワイピング力を評価する装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】実験例１において銅箔片に作用する力とワイピングガスの噴出角度の関係を示すグラフである。
【図１０】実験例２において銅箔片に作用する力とワイピングガス流量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明にかかるガスワイピングノズルおよびガスワイピング方法、溶融金属めっき装置、溶融金属のめっき方法について、その各種態様に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
［第１実施態様］
本発明の第１実施態様について、図１と図２を用いて説明する。図１は第１実施態様のガスワイピングノズルの概略構成を示す斜視図、図２は図１のガスワイピングノズルの断面図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施態様のガスワイピングノズル１は、両端面が塞がれた円筒状の胴部１１と、外部からノズル１にワイピングガスを導入するガス導入管１４と、ワイピングガスＧを噴出するスリット状の噴出口１２を形成して胴部１１に固定されたスリット板１３と、胴部１１とスリット板１３の端面の隙間からワイピングガスが漏れないように封止した封止部１５とを備える。かかるガスワイピングノズル１は、帯状体Ｔの表面に対して胴部１１の外周面を対向するようにして配され、帯状体Ｔの表面に付着した付着物（図示せず）を除去するのに用いられる。
【００２５】
図１のガスワイピングノズル１における封止部１５は、胴部１１およびスリット板１３の端面から樹脂や金属を充填するか、あるいは、胴部１１およびスリット板１３の端面を溶接して形成することができ、端面からワイピングガスが漏れない構造にすればよい。他にも、胴部１１およびスリット板１３の端面に板状部材を貼り付けて、端面からワイピングガスが漏れないような構造にしてもよい。
【００２６】
図２に、本実施様態である図１のガスワイピングノズル１の断面図およびガスワイピングノズル１中のワイピングガスＧの流れを示す。ワイピングガスGは、円筒状の胴部１１の内部に貫通して設けられたガス導入管１４を通して胴部１１の内部に導入され、貫通孔１６を通して胴部１１内部から排出され、胴部１１とスリット板１３との間に形成されたスリット部１７を通して、噴出口１２からガスワイピングノズル１の外部に噴出される。
【００２７】
本実施様態のガスワイピングノズル１では、ワイピングガスGは噴出口１２から噴出され、コアンダ効果により、円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って向きを変えながら流れ、帯状体Ｔの表面と略平行の安定したガス流を形成する。かかるガス流が形成されることで、帯状体Ｔ上に付着した付着物は、均一に除去されるようになるのとともに、付着物が除去される際に、ワイピングガスが帯状体Ｔの表面を叩きにくくなるので、帯状体Ｔ表面から付着物が飛散してスプラッシュが発生するのを抑制することができる。
【００２８】
また、本実施態様のガスワイピングノズル１では、ワイピングガスが噴出される噴出口１２を、帯状体Ｔに接近させずに、帯状体Ｔの表面と平行または略平行のガス流を形成できるので、スプラッシュが発生しても、飛散物により噴出口１２が目詰まりするのを防止することもできる。
【００２９】
さらに、噴出口１２から噴出されたワイピングガスＧは、コアンダ効果により、周囲のガスを巻き込みながら、円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿ったガス流を形成する。したがって、噴出口１２から噴出されたガス流以上の気流が帯状体Ｔに作用するようになるので、帯状体Ｔの表面に付着した付着物を、少ない導入ガスでも効率よく除去することができる。
【００３０】
そして、円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って流れ、帯状体Ｔの表面に付着した付着物を除去したワイピングガスの一部は、その後も円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って流れる。これにより、付着物を除去する際、帯状体Ｔ表面からからスプラッシュが発生しても、その一部は円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って、帯状体Ｔから離れるようにして飛散するので、スプラッシュが帯状体Ｔに再付着するのが抑制される。
【００３１】
また、本実施態様において、ワイピングガスＧが噴出される噴出口１２は、コアンダ効果によりワイピングガスＧが円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って流れやすくなるよう、胴部１１における円筒外周面１１１の接線方向にスリット状にして開口している。
【００３２】
胴部１１に対するスリット板１３の取付け位置を変えたり、スリット板１３の長さを変えることで、帯状体Ｔの表面に付着した付着物に作用するワイピング力を調整することができる。また、胴部１１と帯状体Ｔとの距離を変えることによっても、ワイピング力を調整することができる。
【００３３】
本実施態様のガスワイピングノズル１は、円筒状の胴部１１を備えたものであるが、胴部１１の形状は必ずしも円筒状に拘るものではない。すなわち、本発明のガスワイピングノズルは、噴出口１２から噴出されたワイピングガスＧが、コアンダ効果により、胴部１１の外周面１１１に沿って流れの向きを変え、帯状体Ｔの表面と平行または略平行のガス流を形成し、帯状体Ｔに付着した付着物に作用して付着物を除去できるような胴部１１の形状であればよく、かかる作用が得られる外周面１１１の形状、たとえば、楕円のような２次曲線を端面に含む、筒状の外周面１１１であってもよい。
【００３４】
そして、かかる曲面はワイピングガスＧの流れの向きを変えられるよう、胴部１１の外周面１１１の少なくとも一部にだけあればよく、ワイピングガスＧの流れの向きを変えるのに関与しない胴部１１の外周面１１１部分は、平面や凹凸面であっても良い。
【００３５】
たとえば、図６のように、ワイピングガスGを噴出する噴出口１２付近のみ円筒面状外周面部分１１１１にして、帯状体Tに近接する外周面部分を帯状体Tと平行する平面状外周面部分１１１２としてもよい。かかる外周面１１１にすることで、ワイピングガスGが帯状体T表面と略平行に流れる距離が長くなるので、ワイピング力の大きいガスワイピングノズル１にすることができる。
【００３６】
また、ワイピングガスGが流れる胴部１１の外周面１１１は、鏡面に加工した平滑面であってもよいが、コアンダ効果の発現を妨げない程度に、溝や凹部が形成された面であってもよい。
【００３７】
［第２実施態様］
本発明の第２実施態様について、図３を参照しながら説明する。図３は、第２実施態様のガスワイピングノズル２の概略構成を示す断面図である。なお、第１実施態様のガスワイピングノズル１と同一の構成要素については図２と同一符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
図３のガスワイピングノズル２は、楕円柱状の胴部２１と、胴部２１の外周面１１１との間に、ワイピングガスＧを噴出する噴出口１２を開口して、胴部２１に固定されたスリット板２３と、外部からノズル２にワイピングガスを導入するガス導入管２４と、胴部２１とスリット板２３の端面の隙間からワイピングガスが漏れないように封止した封止部（不図示）とを備えている。
【００３９】
図３のガスワイピングノズル２は、ノズル内部のワイピングガスＧの流れ方が、第１実施態様のガスワイピングノズル１と異なる。すなわち、本実施態様のガスワイピングノズル２は、スリット板２３を貫通して設けられたガス導入管２４を通して、胴部２１とスリット板２３との間に形成されたスリット部２７にワイピングガスＧが導入され、スリット部２７を通して噴出口１２からガスワイピングノズル２の外部にワイピングガスＧを噴出するものである。
【００４０】
本実施態様のガスワイピングノズル２は柱状の胴部を用いているので、第１実施態様のガスワイピングノズル１のように胴部内にワイピングガスを通さずにワイピングガスＧを噴出する構造になっており、比較的簡単な構成にしてガスワイピングノズルを形成することができる。
【００４１】
また、本実施態様のガスワイピングノズル２は、楕円柱状の胴部２１を用いており、ガスワイピングノズル２と帯状体Ｔの相対的な移動方向に、胴部２１の端面である楕円の長軸を配することで、ワイピングガスＧが帯状体Ｔに作用する距離を長くでき、ワイピング力の大きいガスワイピングノズルにすることができる。
【００４２】
［第３実施態様］
本発明の第３実施様態について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施様態の２個のガスワイピングノズル１を一対にして、帯状体Ｔの表裏面に付着した着物を同時に除去する、ガスワイピングノズルを説明する図である。
【００４３】
図４では、２個のガスワイピングノズル１が帯状体Ｔを挟んで一対にして対向配置されていて、これらガスワイピングノズル１は連結部材４１によって連結されている。ガスワイピングノズル１それぞれについて、配置およびガス噴出条件を任意に設定することもできるが、ガスワイピングノズル１と帯状体Ｔとの間隔、ガス流量、噴出口１２から噴出するワイピングガスの噴出角度を同じ条件にして、２個のガスワイピングノズル１が、帯状体Ｔを対称軸に、一対にして対称に配置されるのが好ましい。かかる構成にすることにより、２個のガスワイピングノズル１から噴出されたガス流が互いに干渉することがなく、帯状体Ｔの表裏面に対して平行または略平行で安定したガス流を形成することができる。
【００４４】
そして、図４のガスワイピングノズルは、２個のガスワイピングノズル１の配置、およびガス噴射条件を選択することで、２個のガスワイピングノズル１間に、帯状体Ｔと平行または略平行のワイピングガス流を形成することができる。かかるガス流は、帯状体Ｔの表面から過剰な付着物が飛散するスプラッシュの発生を抑制できるだけでなく、ガスワイピングノズル１と帯状体Ｔとの相対的移動方向と、ワイピングガスＧの流れの方向とが、平行または略平行になるので、帯状体Ｔを安定してノズル間に配置することができ、帯状体Ｔが振動するのを抑えることができる。振動により破断しやすい帯状体、例えば、厚みが１ｍｍ未満の箔やフィルムの帯状体には、上記のガスワイピングノズルを用いたガスワイピング方法は大変好ましいものである。
【００４５】
［第４実施態様］
本発明の第４実施態様について、図７を参照しながら説明する。図７は、第１実施態様の２個のガスワイピングノズル１を一対にして、金属帯Ｔ表面に付着した過剰の溶融金属を除去する、溶融金属めっき装置７を説明する模式図である。
【００４６】
溶融金属めっき装置７では、めっき槽７１にめっき浴である溶融金属７２が貯留され、連続した金属帯Tは溶融金属７２中に矢印A´の向きに引き込まれ、溶融金属７２中に配設されたシンクロール７３で方向転換された後、溶融金属７２から矢印Aの方向（鉛直方向）に引き上げられて表面に溶融金属７２が付着される。その後、付着した溶融金属７２が凝固する前に、金属帯Tを、一対にして配設された２個のガスワイピングノズル１間に通し、金属帯Ｔの移動方向と平行または略平行に形成されたガス流により、金属帯T表面に過剰に付着した溶融金属７２が除去され、金属帯T表面に所定厚みの溶融金属めっきが形成される。
【００４７】
ワイピングガスGは、ガスボンベ等のワイピングガス源７４からガス配管を介してガスワイピングノズル１に供給される。ここで、ワイピングガスGのガス流量は、ワイピングガス源７４から排出されるワイピングガスGの流量を調整するガス圧調整弁７６と、ガス圧調整弁７６で調整されたワイピングガスGを分岐して、２個のガスワイピングノズル１に供給される流量を調整する２個のガス圧調整弁７７で調整される。これらガス圧調整弁７６，７７の開度を調整することで、金属帯T表面に付着した溶融金属７２を除去する量を調整することができ、２個のガス圧調整弁７７の開度を調整することで、金属帯Tの表裏について除去する溶融金属７２の量のバランスを調整することができる。
【００４８】
また、ワイピングガスＧは、溶融金属７２の融点と同等もしくはそれ以上の温度に加熱されて、ガスワイピングノズル１から噴出させるのが好ましい。その際、ワイピングガスＧを加熱する加熱機構は、ガス圧調整弁７６，７７が熱の影響を受けにくくするよう、ガス圧調整弁７６，７７の下流に設けるのがよい。
【００４９】
（実験例１）
円筒状の胴部１１を有する、図４に示した２個のガスワイピングノズル１を一対にして、本発明のワイピングノズル１のワイピング力の評価を行った。図８に評価に用いた装置の概略構成を示す。２個のガスワイピングノズル１は同じ仕様のノズルであり、胴部１１の外径は２０ｍｍ、胴部１１の軸方向の長さは８ｍｍ、噴出口１２の形状は６ｍｍ×０．１ｍｍのスリット状とし、胴部外周面に鏡面加工を施したガスワイピングノズル１を用いた。２個のガスワイピングノズル１は、垂直に垂らした銅箔片T´（幅２ｍｍ，厚み０．１ｍｍ，長さ２００ｍｍ）を軸に、対称にして連結部材４１に取付けられており、２個のガスワイピングノズル１は胴部１１の間隔が１ｍｍになるよう配設した。２個のガスワイピングノズル１は、連結部材４１への取り付けを調整することで、銅箔片T´表面に対して噴出口１２から噴出されるワイピンガスGの噴出角度θを変えることができる。ワイピングガスGには窒素ガスを用い、２個のガスワイピングノズル１から40Ｌ／ｍｉｎのワイピングガスＧが噴出されるよう、不図示のガス圧調整弁によりガス流量を調整した。
【００５０】
銅箔片T´の上端は、接着部８２を介して秤量計８１に接続されていて、２個のガスワイピングノズル１からワイピングガスGが噴出して銅箔片T´にワイピング力が作用すると、銅箔片Ｔ´はその力により引き下げられ、秤量計８１の示す値（荷重）が大きくなる。本実験では、かかる荷重により、本発明のガスワイピングノズル１のガスワイピング力を比較・評価した。
【００５１】
図９に、秤量計８１が示した荷重の噴出角度θ依存性を示す。ワイピングガス流量を１０〜５０Ｌ／ｍｉｎの間で変えて評価を行ったところ、いずれの場合においても、噴出角度θが１５〜２５度の間で荷重が最大になった。したがって、円筒状の胴部１１を有するガスワイピングノズル１の場合、ワイピングガスＧを１５度以上２５度以下の範囲の噴出角度θで噴出させるのが、帯状体表面の付着物あるいは金属帯表面に付着した過剰の溶融金属を除去するのに好ましいことがわかった。
【００５２】
（実験例２）
図４に示した円筒状の胴部１１を有するガスワイピングノズル１（以下、円筒ノズルと略す）と、図６に示した円筒面状外周面部分１１１１と平面状外周面部分１１１２を有するガスワイピングノズル１（以下、長円筒ノズルと略す）について、実験例１と同様の評価装置を用いてガスワイピング力の比較・評価を行った。円筒ノズルは、実験例１と同じガスワイピングノズルを用いた。長円筒ノズルは、胴部１１の端面方向から見て、外径２０ｍｍの円筒面状外周面部分１１１１に長さ２０ｍｍの平面状外周面部分１１１２を有するガスワイピングノズルとした。長円筒ノズルの他の形状パラメータは、円筒ノズルと同じとし、銅箔片Ｔ´表面に対する噴出口１２から噴出するワイピングガスＧの噴出角度θは、いずれのノズルについても２０度に設定した。円筒ノズルおよび長円筒ノズルは、それぞれ２個一対にして評価に供した。
【００５３】
図１０に、円筒ノズルおよび長円筒ノズルについて、ガス流量に対する秤量計８１が示す荷重を示す。円筒ノズルと比較して、長円筒ノズルのほうが荷重の値が大きく、ワイピング力が大きいことがわかった。これは、長円筒ノズルが有する平面状外周面部分１１１２の効果により、ワイピングガスＧが銅箔片Ｔ´表面と略平行に流れる距離が長くなり、ワイピング力が大きくなったためと考えられる。
【符号の説明】
【００５４】
１，２：ガスワイピングノズル
１１，２１：胴部
１１１：外周面
１１１１：円筒面状外周面部分
１１１２：平面状外周面部分
１２：噴出口
１３，２３：スリット板
１４，２４：ガス導入管
１５：封止部
１６：貫通孔
１７，２７：スリット部
４１：連結部材
５Ａ、５Ｂ，５Ｃ：従来技術のガスワイピングノズル
７：溶融金属めっき装置
７１：めっき槽
７２：溶融金属
７３：シンクロール
７４：ワイピングガス源
７５：ガス配管
７６，７７：ガス圧調整弁
８１：秤量計
８２：接着部
Ａ，A´：帯状体（金属帯）の移動方向
Ｇ：ワイピングガス
Ｓ：スプラッシュ
Ｔ：帯状体（金属帯）
Ｔ´：銅箔片
θ：帯状体T表面に対するワイピングガスGの噴出角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルと、当該ガスワイピングノズルを用いて相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を除去するガスワイピング方法と、溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属めっき装置と、当該溶融金属めっき装置を用いて金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属のめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明のガスワイピングノズル（以下、ノズルと略すこともある）は、帯状体の表面に付着したゴミ、汚れ、水滴等の噴出ガスによる除去や、過剰に付着した塗料、インク、接着剤、樹脂等の液状部材の噴出ガスによる除去に用いることが可能なガス噴出ノズルであり、特に、溶融金属めっきにおいて、金属帯の表面に付着した過剰の溶融金属を噴出ガスで除去するのに用いることが可能なガス噴出ノズルである。以下、その背景技術について、溶融金属めっきに用いられるガスワイピングノズルにより説明する。
【０００３】
金属帯の溶融金属めっきでは、連続した金属帯を、溶融金属からなるめっき浴中に引き込み、シンクロールで方向転換した後、めっき浴から引上げて、当該金属帯表面に溶融金属を付着させる。その後、付着した溶融金属が凝固する前に、一対のガスワイピングノズル間に金属帯を通し、過剰に付着した溶融金属を、窒素等のワイピングガスを噴き付けて除去し、金属帯表面に所定厚みの溶融金属めっきを形成する。
【０００４】
かかる溶融金属のガスワイピングでは、ワイピングガスにより除去された溶融金属の大部分は金属帯を伝ってめっき浴に戻るものの、一部は金属帯表面から離脱して、雰囲気中に飛散することが知られている。これはスプラッシュと呼ばれる現象であり、飛散した溶融金属は、金属帯上に再付着したり、ノズルのガス噴出口を目詰まりさせたり、酸化してめっき浴に戻り、めっき浴を汚染するので問題になる。したがって、スプラッシュは可能な限り発生させないようにするのが好ましい。
【０００５】
スプラッシュの発生を抑制する方法としては、例えば、特許文献１のように、ワイピングガスを金属帯の表面に対して、角度をつけて直線的に噴き付ける方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図５は、矢印Ａの方向に移動する金属帯Ｔ表面に付着した過剰の溶融金属を、従来のガスワイピングノズルで除去する様子を説明する模式図である。特許文献１では、ノズル５Aのように、金属帯Ｔ表面に対して垂直にワイピングガスを噴き付けるより、ノズル５Bのように、金属帯Ｔ表面に対して角度をつけてワイピングガスを噴き付けるのほうが、スプラッシュＳの発生を抑制できるとしている。しかし、かかるノズル配置にしたとしても、ワイピングガスが金属帯Ｔ表面に対して角度をつけて直線的に噴き付けられる限り、ワイピングガスは金属帯Ｔ表面の溶融金属を叩くので、スプラッシュＳの発生を完全に防ぐことはできない。
【０００８】
また、スプラッシュＳの発生を抑制するのに、ノズルをノズル５Ｃのように金属帯Ｔの近くに配置し、金属帯Ｔ表面と平行に近い角度でワイピングガスを噴出させる方法も考えられる。かかるノズル配置にすれば、ワイピングガスは金属帯Ｔ表面の溶融金属を叩きにくくなり、スプラッシュＳの発生が抑制され、金属帯Tに付着した過剰の溶融金属の多くが、金属帯を伝ってめっき浴（不図示）に戻ることが期待できる。
【０００９】
しかし現実的には、直線的にガスを噴き付ける従来のノズルを用いる限り、金属帯Ｔ表面に対するワイピングガスの噴出角度θを小さくするのは困難である。すなわち、かかるノズル配置では、図５中の破線で示されるように、金属帯Ｔがたなびいて振動したときに、金属帯Ｔ表面がノズルに触れてめっき付着量が不均一になる恐れがあり、金属帯Ｔから飛散したスプラッシュがノズルのガス噴出口に付着して、ノズル目詰まりを発生する恐れもある。
【００１０】
また、従来のノズルを用いた直線的なガスの噴き付けでは、金属帯Ｔ表面でガス流が乱れ、溶融金属の挙動が不安定になり、めっき付着量にばらつきを生じる恐れがある。さらに、ノズル５Ｂとノズル５Ｂ´のように、金属帯Ｔの両面からガスを噴き付けた場合、両面からの直線的なガス流がぶつかって干渉し合うので、ワイピングガスの状態が乱れ、めっき付着量にばらつきを生じる恐れもある。
【００１１】
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するために考案されたものであり、相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルと、当該ガスワイピングノズルを用いて相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物を除去するガスワイピング方法と、溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属めっき装置と、当該溶融金属めっき装置を用いて金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去する溶融金属のめっき方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のガスワイピングノズルは、相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物の一部あるいは全てを噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルであって、外周面の少なくとも一部が曲面からなる筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口し、前記曲面の接線方向にワイピングガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴としている。
【００１３】
かかる構成のガスワイピングノズルでは、噴出口から噴出したワイピングガスの少なくとも一部は、コアンダ効果により胴部外周面の曲面に沿って向きを変えながら流れるようになる。かかる作用により、帯状体にノズルのガス噴出口を接近させずに、帯状体の表面に対して略平行の低角度にしてワイピングガスを噴き付けられるので、帯状体表面から付着物が飛散するのを抑制することができる。なお、ここでいう略平行とは、平行から数度ずれた程度までの位置関係を示すものである。そして、かかる構成のガスワイピングノズルでは、胴部外周面の曲面に沿った曲線的なガス流を形成できるので、帯状体表面のガス流は帯状体表面と平行または略平行の安定したガス流になり、帯状体表面に付着した流動性を有する付着物を、安定して均一な厚みに薄膜化することもできる。
【００１４】
そして、本発明のガスワイピングノズルでは、前記胴部外周面の少なくとも一部を、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面にするのが好ましく、前記噴出口はスリット状にするのが好ましい。かかる構成にすることで、噴出口から噴出したワイピングガスが、コアンダ効果により、胴部外周面の曲面に沿って流れ易くなるので、帯状体表面の付着物に対して、平行または略平行の低角度でより安定したガス流を噴き付けることができる。
【００１５】
さらに、本発明のガスワイピングノズルは、相対的に移動する帯状体を挟み込むよう、一対にして対向配置させることもできる。かかる配置にすることで、帯状体両面に付着した付着物の除去を同時に行うことが可能なガスワイピングノズルにすることができる。本発明のガスワイピングノズルでは、噴出口から噴出したワイピングガスが、コアンダ効果により、胴部外周面の曲面に沿って流れの向きを変えるので、帯状体と近接した胴部表面部分に帯状体の表面と略平行のガス流が形成され、ガスワイピングノズルを一対にして対向配置させても、ガスワイピングノズルから噴出するワイピングガスがぶつかって干渉する可能性が小さくなる。これにより、帯状体表面から付着物が飛散するのを抑制できるのと同時に、ガスワイピングノズル間に安定したガス流を形成できるので、帯状体両面に付着した付着物を、均一な厚みに薄膜化することができる。
【００１６】
また、本発明のガスワイピング方法は、上記のガスワイピングノズルを用い、前記帯状体に対してワイピングガスを噴き付け、前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することを特徴としており、前記一対にして対向配置したガスワイピングノズルの間に、前記帯状体の移動方向と平行または略平行のワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することも特徴としている。かかるガスワイピング方法によれば、互いのガスワイピングノズルから噴出したワイピングガスがぶつかって干渉する可能性が小さくなる。これにより、帯状体表面から付着物が飛散するのを抑制できるのと同時に、ガスワイピングノズル間に安定したガス流を形成でき、帯状体両面に付着した付着物を、均一な厚みに薄膜化することができる。そして、帯状体の表面に付着した付着物は、帯状体の表面に沿い帯状体の長手方向に除去されるようになるので、帯状体の反対面に付着物が回り込むことも防止できる。前記胴部が円筒外周面状の曲面を有する場合、帯状体表面に対するワイピングガスの噴出角度は、コアンダ効果により効果的なワイピング効果が得られる１５度以上２５度以下にするのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の溶融金属めっき装置は、溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、該金属帯に過剰に付着した溶融金属を除去する溶融金属めっき装置であって、前記一対のガスワイピングノズルの各々は、外周面の少なくとも一部が曲面である筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口して前記曲面の接線方向にガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴としている。
【００１８】
そして、本発明の溶融金属めっき装置では、前記ガスワイピングノズルの胴部外周面の少なくとも一部を、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面にするのが好ましく、前記噴出口はスリット状にするのが好ましい。かかる構成にすることで、噴出口から噴出したワイピングガスが、コアンダ効果により、胴部外周面の曲面に沿って流れ易くなるので、金属帯に過剰に付着した溶融金属に対して平行または略平行の安定したガスが噴き付けることが可能な、溶融金属めっき装置にすることができる。
【００１９】
さらに、本発明の溶融金属のめっき方法は、上記溶融金属めっき装置を用いて前記金属帯に対してワイピングガスを噴き付け、前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴としており、前記一対のガスワイピングノズルの間に、前記金属帯の移動方向と平行または略平行にワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴としている。かかる溶融金属のめっき方法によれば、互いのガスワイピングノズルから噴出したワイピングガスは、ぶつかって干渉する可能性が小さくなる。これにより、金属帯に過剰に付着した溶融金属が飛散するのを抑制できるのと同時に、ガスワイピングノズル間に安定したガス流を形成でき、金属帯に付着した溶融金属を、均一な厚みに薄膜化することができる。そして、金属帯に過剰に付着した溶融金属は、金属帯の表面に沿い金属帯の長手方向に除去されるようになるので、金属帯の反対面に付着物が回り込むのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記説明のように、本発明のガスワイピングノズルによれば、従来技術に問題としていた、帯状体（金属帯）からの付着物（溶融金属）の飛散（スプラッシュ）を大幅に抑制することができ、流動性を有する付着物（溶融金属）の厚み均一化あるいは薄膜化ができる。なお、上記ガスワイピングノズルおよびガスワイピング方法、溶融金属めっき装置、溶融金属のめっき方法の好ましい態様およびその効果については、以下詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施態様のガスワイピングノズルの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のガスワイピングノズルの断面図である。
【図３】本発明の第２実施態様のガスワイピングノズルの概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施態様のガスワイピング方法を説明する図である。
【図５】従来技術の問題点を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施態様のガスワイピングノズルについて他の胴部の例を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施様態の溶融金属めっき装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】実験例において銅箔片に作用するワイピング力を評価する装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】実験例１において銅箔片に作用する力とワイピングガスの噴出角度の関係を示すグラフである。
【図１０】実験例２において銅箔片に作用する力とワイピングガス流量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明にかかるガスワイピングノズルおよびガスワイピング方法、溶融金属めっき装置、溶融金属のめっき方法について、その各種態様に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
［第１実施態様］
本発明の第１実施態様について、図１と図２を用いて説明する。図１は第１実施態様のガスワイピングノズルの概略構成を示す斜視図、図２は図１のガスワイピングノズルの断面図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施態様のガスワイピングノズル１は、両端面が塞がれた円筒状の胴部１１と、外部からノズル１にワイピングガスを導入するガス導入管１４と、ワイピングガスＧを噴出するスリット状の噴出口１２を形成して胴部１１に固定されたスリット板１３と、胴部１１とスリット板１３の端面の隙間からワイピングガスが漏れないように封止した封止部１５とを備える。かかるガスワイピングノズル１は、帯状体Ｔの表面に対して胴部１１の外周面を対向するようにして配され、帯状体Ｔの表面に付着した付着物（図示せず）を除去するのに用いられる。
【００２５】
図１のガスワイピングノズル１における封止部１５は、胴部１１およびスリット板１３の端面から樹脂や金属を充填するか、あるいは、胴部１１およびスリット板１３の端面を溶接して形成することができ、端面からワイピングガスが漏れない構造にすればよい。他にも、胴部１１およびスリット板１３の端面に板状部材を貼り付けて、端面からワイピングガスが漏れないような構造にしてもよい。
【００２６】
図２に、本実施様態である図１のガスワイピングノズル１の断面図およびガスワイピングノズル１中のワイピングガスＧの流れを示す。ワイピングガスGは、円筒状の胴部１１の内部に貫通して設けられたガス導入管１４を通して胴部１１の内部に導入され、貫通孔１６を通して胴部１１内部から排出され、胴部１１とスリット板１３との間に形成されたスリット部１７を通して、噴出口１２からガスワイピングノズル１の外部に噴出される。
【００２７】
本実施様態のガスワイピングノズル１では、ワイピングガスGは噴出口１２から噴出され、コアンダ効果により、円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って向きを変えながら流れ、帯状体Ｔの表面と略平行の安定したガス流を形成する。かかるガス流が形成されることで、帯状体Ｔ上に付着した付着物は、均一に除去されるようになるのとともに、付着物が除去される際に、ワイピングガスが帯状体Ｔの表面を叩きにくくなるので、帯状体Ｔ表面から付着物が飛散してスプラッシュが発生するのを抑制することができる。
【００２８】
また、本実施態様のガスワイピングノズル１では、ワイピングガスが噴出される噴出口１２を、帯状体Ｔに接近させずに、帯状体Ｔの表面と平行または略平行のガス流を形成できるので、スプラッシュが発生しても、飛散物により噴出口１２が目詰まりするのを防止することもできる。
【００２９】
さらに、噴出口１２から噴出されたワイピングガスＧは、コアンダ効果により、周囲のガスを巻き込みながら、円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿ったガス流を形成する。したがって、噴出口１２から噴出されたガス流以上の気流が帯状体Ｔに作用するようになるので、帯状体Ｔの表面に付着した付着物を、少ない導入ガスでも効率よく除去することができる。
【００３０】
そして、円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って流れ、帯状体Ｔの表面に付着した付着物を除去したワイピングガスの一部は、その後も円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って流れる。これにより、付着物を除去する際、帯状体Ｔ表面からからスプラッシュが発生しても、その一部は円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って、帯状体Ｔから離れるようにして飛散するので、スプラッシュが帯状体Ｔに再付着するのが抑制される。
【００３１】
また、本実施態様において、ワイピングガスＧが噴出される噴出口１２は、コアンダ効果によりワイピングガスＧが円筒状の胴部１１の外周面１１１に沿って流れやすくなるよう、胴部１１における円筒外周面１１１の接線方向にスリット状にして開口している。
【００３２】
胴部１１に対するスリット板１３の取付け位置を変えたり、スリット板１３の長さを変えることで、帯状体Ｔの表面に付着した付着物に作用するワイピング力を調整することができる。また、胴部１１と帯状体Ｔとの距離を変えることによっても、ワイピング力を調整することができる。
【００３３】
本実施態様のガスワイピングノズル１は、円筒状の胴部１１を備えたものであるが、胴部１１の形状は必ずしも円筒状に拘るものではない。すなわち、本発明のガスワイピングノズルは、噴出口１２から噴出されたワイピングガスＧが、コアンダ効果により、胴部１１の外周面１１１に沿って流れの向きを変え、帯状体Ｔの表面と平行または略平行のガス流を形成し、帯状体Ｔに付着した付着物に作用して付着物を除去できるような胴部１１の形状であればよく、かかる作用が得られる外周面１１１の形状、たとえば、楕円のような２次曲線を端面に含む、筒状の外周面１１１であってもよい。
【００３４】
そして、かかる曲面はワイピングガスＧの流れの向きを変えられるよう、胴部１１の外周面１１１の少なくとも一部にだけあればよく、ワイピングガスＧの流れの向きを変えるのに関与しない胴部１１の外周面１１１部分は、平面や凹凸面であっても良い。
【００３５】
たとえば、図６のように、ワイピングガスGを噴出する噴出口１２付近のみ円筒面状外周面部分１１１１にして、帯状体Tに近接する外周面部分を帯状体Tと平行する平面状外周面部分１１１２としてもよい。かかる外周面１１１にすることで、ワイピングガスGが帯状体T表面と略平行に流れる距離が長くなるので、ワイピング力の大きいガスワイピングノズル１にすることができる。
【００３６】
また、ワイピングガスGが流れる胴部１１の外周面１１１は、鏡面に加工した平滑面であってもよいが、コアンダ効果の発現を妨げない程度に、溝や凹部が形成された面であってもよい。
【００３７】
［第２実施態様］
本発明の第２実施態様について、図３を参照しながら説明する。図３は、第２実施態様のガスワイピングノズル２の概略構成を示す断面図である。なお、第１実施態様のガスワイピングノズル１と同一の構成要素については図２と同一符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
図３のガスワイピングノズル２は、楕円柱状の胴部２１と、胴部２１の外周面１１１との間に、ワイピングガスＧを噴出する噴出口１２を開口して、胴部２１に固定されたスリット板２３と、外部からノズル２にワイピングガスを導入するガス導入管２４と、胴部２１とスリット板２３の端面の隙間からワイピングガスが漏れないように封止した封止部（不図示）とを備えている。
【００３９】
図３のガスワイピングノズル２は、ノズル内部のワイピングガスＧの流れ方が、第１実施態様のガスワイピングノズル１と異なる。すなわち、本実施態様のガスワイピングノズル２は、スリット板２３を貫通して設けられたガス導入管２４を通して、胴部２１とスリット板２３との間に形成されたスリット部２７にワイピングガスＧが導入され、スリット部２７を通して噴出口１２からガスワイピングノズル２の外部にワイピングガスＧを噴出するものである。
【００４０】
本実施態様のガスワイピングノズル２は柱状の胴部を用いているので、第１実施態様のガスワイピングノズル１のように胴部内にワイピングガスを通さずにワイピングガスＧを噴出する構造になっており、比較的簡単な構成にしてガスワイピングノズルを形成することができる。
【００４１】
また、本実施態様のガスワイピングノズル２は、楕円柱状の胴部２１を用いており、ガスワイピングノズル２と帯状体Ｔの相対的な移動方向に、胴部２１の端面である楕円の長軸を配することで、ワイピングガスＧが帯状体Ｔに作用する距離を長くでき、ワイピング力の大きいガスワイピングノズルにすることができる。
【００４２】
［第３実施態様］
本発明の第３実施様態について、図４を参照しながら説明する。図４は、第１実施様態の２個のガスワイピングノズル１を一対にして、帯状体Ｔの表裏面に付着した着物を同時に除去する、ガスワイピングノズルを説明する図である。
【００４３】
図４では、２個のガスワイピングノズル１が帯状体Ｔを挟んで一対にして対向配置されていて、これらガスワイピングノズル１は連結部材４１によって連結されている。ガスワイピングノズル１それぞれについて、配置およびガス噴出条件を任意に設定することもできるが、ガスワイピングノズル１と帯状体Ｔとの間隔、ガス流量、噴出口１２から噴出するワイピングガスの噴出角度を同じ条件にして、２個のガスワイピングノズル１が、帯状体Ｔを対称軸に、一対にして対称に配置されるのが好ましい。かかる構成にすることにより、２個のガスワイピングノズル１から噴出されたガス流が互いに干渉することがなく、帯状体Ｔの表裏面に対して平行または略平行で安定したガス流を形成することができる。
【００４４】
そして、図４のガスワイピングノズルは、２個のガスワイピングノズル１の配置、およびガス噴射条件を選択することで、２個のガスワイピングノズル１間に、帯状体Ｔと平行または略平行のワイピングガス流を形成することができる。かかるガス流は、帯状体Ｔの表面から過剰な付着物が飛散するスプラッシュの発生を抑制できるだけでなく、ガスワイピングノズル１と帯状体Ｔとの相対的移動方向と、ワイピングガスＧの流れの方向とが、平行または略平行になるので、帯状体Ｔを安定してノズル間に配置することができ、帯状体Ｔが振動するのを抑えることができる。振動により破断しやすい帯状体、例えば、厚みが１ｍｍ未満の箔やフィルムの帯状体には、上記のガスワイピングノズルを用いたガスワイピング方法は大変好ましいものである。
【００４５】
［第４実施態様］
本発明の第４実施態様について、図７を参照しながら説明する。図７は、第１実施態様の２個のガスワイピングノズル１を一対にして、金属帯Ｔ表面に付着した過剰の溶融金属を除去する、溶融金属めっき装置７を説明する模式図である。
【００４６】
溶融金属めっき装置７では、めっき槽７１にめっき浴である溶融金属７２が貯留され、連続した金属帯Tは溶融金属７２中に矢印A´の向きに引き込まれ、溶融金属７２中に配設されたシンクロール７３で方向転換された後、溶融金属７２から矢印Aの方向（鉛直方向）に引き上げられて表面に溶融金属７２が付着される。その後、付着した溶融金属７２が凝固する前に、金属帯Tを、一対にして配設された２個のガスワイピングノズル１間に通し、金属帯Ｔの移動方向と平行または略平行に形成されたガス流により、金属帯T表面に過剰に付着した溶融金属７２が除去され、金属帯T表面に所定厚みの溶融金属めっきが形成される。
【００４７】
ワイピングガスGは、ガスボンベ等のワイピングガス源７４からガス配管を介してガスワイピングノズル１に供給される。ここで、ワイピングガスGのガス流量は、ワイピングガス源７４から排出されるワイピングガスGの流量を調整するガス圧調整弁７６と、ガス圧調整弁７６で調整されたワイピングガスGを分岐して、２個のガスワイピングノズル１に供給される流量を調整する２個のガス圧調整弁７７で調整される。これらガス圧調整弁７６，７７の開度を調整することで、金属帯T表面に付着した溶融金属７２を除去する量を調整することができ、２個のガス圧調整弁７７の開度を調整することで、金属帯Tの表裏について除去する溶融金属７２の量のバランスを調整することができる。
【００４８】
また、ワイピングガスＧは、溶融金属７２の融点と同等もしくはそれ以上の温度に加熱されて、ガスワイピングノズル１から噴出させるのが好ましい。その際、ワイピングガスＧを加熱する加熱機構は、ガス圧調整弁７６，７７が熱の影響を受けにくくするよう、ガス圧調整弁７６，７７の下流に設けるのがよい。
【００４９】
（実験例１）
円筒状の胴部１１を有する、図４に示した２個のガスワイピングノズル１を一対にして、本発明のワイピングノズル１のワイピング力の評価を行った。図８に評価に用いた装置の概略構成を示す。２個のガスワイピングノズル１は同じ仕様のノズルであり、胴部１１の外径は２０ｍｍ、胴部１１の軸方向の長さは８ｍｍ、噴出口１２の形状は６ｍｍ×０．１ｍｍのスリット状とし、胴部外周面に鏡面加工を施したガスワイピングノズル１を用いた。２個のガスワイピングノズル１は、垂直に垂らした銅箔片T´（幅２ｍｍ，厚み０．１ｍｍ，長さ２００ｍｍ）を軸に、対称にして連結部材４１に取付けられており、２個のガスワイピングノズル１は胴部１１の間隔が１ｍｍになるよう配設した。２個のガスワイピングノズル１は、連結部材４１への取り付けを調整することで、銅箔片T´表面に対して噴出口１２から噴出されるワイピンガスGの噴出角度θを変えることができる。ワイピングガスGには窒素ガスを用い、２個のガスワイピングノズル１から40Ｌ／ｍｉｎのワイピングガスＧが噴出されるよう、不図示のガス圧調整弁によりガス流量を調整した。
【００５０】
銅箔片T´の上端は、接着部８２を介して秤量計８１に接続されていて、２個のガスワイピングノズル１からワイピングガスGが噴出して銅箔片T´にワイピング力が作用すると、銅箔片Ｔ´はその力により引き下げられ、秤量計８１の示す値（荷重）が大きくなる。本実験では、かかる荷重により、本発明のガスワイピングノズル１のガスワイピング力を比較・評価した。
【００５１】
図９に、秤量計８１が示した荷重の噴出角度θ依存性を示す。ワイピングガス流量を１０〜５０Ｌ／ｍｉｎの間で変えて評価を行ったところ、いずれの場合においても、噴出角度θが１５〜２５度の間で荷重が最大になった。したがって、円筒状の胴部１１を有するガスワイピングノズル１の場合、ワイピングガスＧを１５度以上２５度以下の範囲の噴出角度θで噴出させるのが、帯状体表面の付着物あるいは金属帯表面に付着した過剰の溶融金属を除去するのに好ましいことがわかった。
【００５２】
（実験例２）
図４に示した円筒状の胴部１１を有するガスワイピングノズル１（以下、円筒ノズルと略す）と、図６に示した円筒面状外周面部分１１１１と平面状外周面部分１１１２を有するガスワイピングノズル１（以下、長円筒ノズルと略す）について、実験例１と同様の評価装置を用いてガスワイピング力の比較・評価を行った。円筒ノズルは、実験例１と同じガスワイピングノズルを用いた。長円筒ノズルは、胴部１１の端面方向から見て、外径２０ｍｍの円筒面状外周面部分１１１１に長さ２０ｍｍの平面状外周面部分１１１２を有するガスワイピングノズルとした。長円筒ノズルの他の形状パラメータは、円筒ノズルと同じとし、銅箔片Ｔ´表面に対する噴出口１２から噴出するワイピングガスＧの噴出角度θは、いずれのノズルについても２０度に設定した。円筒ノズルおよび長円筒ノズルは、それぞれ２個一対にして評価に供した。
【００５３】
図１０に、円筒ノズルおよび長円筒ノズルについて、ガス流量に対する秤量計８１が示す荷重を示す。円筒ノズルと比較して、長円筒ノズルのほうが荷重の値が大きく、ワイピング力が大きいことがわかった。これは、長円筒ノズルが有する平面状外周面部分１１１２の効果により、ワイピングガスＧが銅箔片Ｔ´表面と略平行に流れる距離が長くなり、ワイピング力が大きくなったためと考えられる。
【符号の説明】
【００５４】
１，２：ガスワイピングノズル
１１，２１：胴部
１１１：外周面
１１１１：円筒面状外周面部分
１１１２：平面状外周面部分
１２：噴出口
１３，２３：スリット板
１４，２４：ガス導入管
１５：封止部
１６：貫通孔
１７，２７：スリット部
４１：連結部材
５Ａ、５Ｂ，５Ｃ：従来技術のガスワイピングノズル
７：溶融金属めっき装置
７１：めっき槽
７２：溶融金属
７３：シンクロール
７４：ワイピングガス源
７５：ガス配管
７６，７７：ガス圧調整弁
８１：秤量計
８２：接着部
Ａ，A´：帯状体（金属帯）の移動方向
Ｇ：ワイピングガス
Ｓ：スプラッシュ
Ｔ：帯状体（金属帯）
Ｔ´：銅箔片
θ：帯状体T表面に対するワイピングガスGの噴出角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物の一部あるいは全てを噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルであって、外周面の少なくとも一部が曲面からなる筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口し、前記曲面の接線方向にワイピングガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項２】
前記胴部外周面の少なくとも一部が、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面からなることを特徴とする請求項１に記載のガスワイピングノズル。
【請求項３】
前記噴出口がスリット状であることを特徴とする請求項１または２に記載のガスワイピングノズル。
【請求項４】
相対的に移動する帯状体を挟み込むよう、一対にして対向配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガスワイピングノズル。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載のガスワイピングノズルを用いて、前記帯状体に対してワイピングガスを噴き付け、前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することを特徴とするガスワイピング方法。
【請求項６】
請求項４に記載された一対のガスワイピングノズルの間に、前記帯状体の移動方向と平行または略平行のワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することを特徴とするガスワイピング方法。
【請求項７】
前記胴部が円筒外周面状の曲面を有し、前記帯状体表面に対するワイピングガスの噴出角度を、１５度以上２５度以下にすることを特徴とする請求項５または６に記載のガスワイピング方法。
【請求項８】
溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、該金属帯に過剰に付着した溶融金属を除去する溶融金属めっき装置において、前記一対のガスワイピングノズルの各々は、外周面の少なくとも一部が曲面である筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口して前記曲面の接線方向にガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項９】
前記ガスワイピングノズルの胴部外周面の少なくとも一部が、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面からなることを特徴とする請求項８に記載の溶融金属めっき装置。
【請求項１０】
前記ガスワイピングノズルにおける前記噴出口がスリット状であることを特徴とする請求項８または９に記載の溶融金属めっき装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の溶融金属めっき装置を用いて前記金属帯に対してワイピングガスを噴き付け、前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴とする溶融金属のめっき方法。
【請求項１２】
前記一対のガスワイピングノズルの間に、前記金属帯の移動方向と平行または略平行にワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴とする請求項１１に記載の溶融金属のめっき方法。
【請求項１３】
前記金属帯表面に対する前記噴出口から噴出されるワイピングガスの噴出角度を、１５度以上２５度以下にすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の溶融金属のめっき方法。
【請求項１】
相対的に移動する帯状体の表面に付着した付着物の一部あるいは全てを噴出ガスで除去するのに用いられるガスワイピングノズルであって、外周面の少なくとも一部が曲面からなる筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口し、前記曲面の接線方向にワイピングガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項２】
前記胴部外周面の少なくとも一部が、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面からなることを特徴とする請求項１に記載のガスワイピングノズル。
【請求項３】
前記噴出口がスリット状であることを特徴とする請求項１または２に記載のガスワイピングノズル。
【請求項４】
相対的に移動する帯状体を挟み込むよう、一対にして対向配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガスワイピングノズル。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載のガスワイピングノズルを用いて、前記帯状体に対してワイピングガスを噴き付け、前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することを特徴とするガスワイピング方法。
【請求項６】
請求項４に記載された一対のガスワイピングノズルの間に、前記帯状体の移動方向と平行または略平行のワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記帯状体の表面に付着した付着物を除去することを特徴とするガスワイピング方法。
【請求項７】
前記胴部が円筒外周面状の曲面を有し、前記帯状体表面に対するワイピングガスの噴出角度を、１５度以上２５度以下にすることを特徴とする請求項５または６に記載のガスワイピング方法。
【請求項８】
溶融金属めっき槽から連続的に引き上げられる金属帯に対し、溶融金属めっき槽上方で金属帯を挟んで対向配置した一対のガスワイピングノズルから金属帯の表裏面に対してガスを噴き付け、該金属帯に過剰に付着した溶融金属を除去する溶融金属めっき装置において、前記一対のガスワイピングノズルの各々は、外周面の少なくとも一部が曲面である筒状または柱状の胴部と、該胴部外周面の曲面と一定間隔を保って開口して前記曲面の接線方向にガスを噴出可能な噴出口を備えることを特徴とする溶融金属めっき装置。
【請求項９】
前記ガスワイピングノズルの胴部外周面の少なくとも一部が、所定の曲率を有する円柱の外周面あるいは楕円柱の外周面からなることを特徴とする請求項８に記載の溶融金属めっき装置。
【請求項１０】
前記ガスワイピングノズルにおける前記噴出口がスリット状であることを特徴とする請求項８または９に記載の溶融金属めっき装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の溶融金属めっき装置を用いて前記金属帯に対してワイピングガスを噴き付け、前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴とする溶融金属のめっき方法。
【請求項１２】
前記一対のガスワイピングノズルの間に、前記金属帯の移動方向と平行または略平行にワイピングガス流を形成し、該ワイピングガス流により前記金属帯に付着した過剰の溶融金属を除去することを特徴とする請求項１１に記載の溶融金属のめっき方法。
【請求項１３】
前記金属帯表面に対する前記噴出口から噴出されるワイピングガスの噴出角度を、１５度以上２５度以下にすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の溶融金属のめっき方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２０７２９９（Ｐ２０１２−２０７２９９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０９１６（Ｐ２０１１−１３０９１６）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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