JP2000064096A - 電着塗装方法および連続電着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 袋状部内部の電着膜に所定の膜厚を確保しつ
つ、外板部にワキやピンホールのない適正な膜厚の電着
膜を形成することができる電着塗装方法および連続電着
装置を提供する。 【解決手段】 同一の電着槽内で実施される電着塗装を
適正な時期で２分し、中間の通電停止または３０Ｖ以下
の低電圧による僅かな通電の時期を挟んで第１次通電と
第２次通電とに分け、第１次通電では比較的低電圧で全
積算通電量の５〜５０％を通電し、第２次通電では比較
的高電圧で残りの通電量を通電することによって、外板
部などの過度な膜成長を制御してワキやピンホールの発
生を防止し、袋状部内部などの電着膜に所定の膜厚を確
保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電着塗装方法およ
び連続電着装置に関し、特に膜厚分布の均一化を、電着
時間の延長による生産性の低下を招くことなしに実現
し、最低膜厚確保に要する塗料コストの低減に効果があ
る電着塗装方法および連続電着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電着塗装は、他の方法による塗装と比較
して膜厚分布が均一であり、他の塗装方法では塗装が困
難な袋状部の内側でも、塗料および電流の浸入が可能な
細孔または隙間があれば塗装できるので、従来からこの
ような場所に多く用いられている。

【０００３】しかしながら、袋状部内部の膜厚は、電極
に面した外部と比較して薄膜となりやすく、防錆などの
ため袋状部内部に必要最低限の膜厚を確保しようとして
高電圧または長時間通電すると外板部の膜厚が必要以上
に厚膜となって塗料コストの増大を招く。特に高電圧を
用いるとワキやピンホールなどの塗膜欠陥を生じ、長時
間通電の場合は生産性の低下などの問題がある。

【０００４】電着塗装における膜厚均一性をさらに改善
し、袋状部内部と外板部との膜厚差を減少して、袋状部
内部の最低膜厚確保時の外板部膜厚増加を最小限にする
ことによって、塗料コスト低減を実現するためさまざま
な検討がなされている。たとえば、特開平５−３３６６
５３では、電着塗装中に被塗物である自動車車体を回転
させることを提案しているが、外板のうちでも薄膜とな
りやすい屋根部分とドア部分の膜厚差を減少する可能性
はあっても、袋状部内部と外板部の膜厚差減少に対する
効果は期待できない。また、工業的に実施するには電着
液中で自動車車体を回転させるに必要な大型の電着槽お
よび付帯設備など大規模な設備投資が必要になる。

【０００５】また、特開平７−２９２４９６では、自動
車車体の電着を２回に分けて実施し、中間で自動車車体
を電着液から取り出して外板部をエアブローした後、再
び電着することが提案されているが、２回の電着時間と
途中のエアブローに要する時間を考慮すると、同一の塗
装能力を確保するためには、電着設備が２系統必要とな
り、設備コストおよび管理コストが増加する。また、中
断の時期についての検討が不充分な場合は実行すれば膜
厚分布の改善に効果がないばかりか、塗装ムラなどの欠
陥を生じる恐れがある。

【０００６】したがって、実用的な自動車車体の電着塗
装方法としては、０Ｖから所定電圧まで通常３０秒程度
の時間をかけて徐々に電圧を上昇させた後、所定電圧で
残りの時間を保持し電着する方法、または所定電圧まで
徐々に電圧を上昇した後、１０〜６０秒その電圧を維持
した後にさらに高電圧にして残りの時間電着する方法が
行われている。しかし、上述のいずれの方法も電着塗装
の初期に低電圧で電着することによって、初期に瞬間的
に非常に大きな電流が流れることを防止できるため、最
初から最後まで同一の電圧で電着する場合と比較してワ
キやピンホールなどの膜欠陥を改善できるが、膜厚分布
の改善効果はほとんどない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電着塗装時
間の延長の結果、生産性を低下させることなく、また、
既存の設備に大きな変更を加えることなく、簡単な設備
変更または運転条件の変更で、ワキやピンホールなどの
膜欠陥を改善するとともに、特に袋状部内部などの膜厚
を確保したときに最高膜厚が過大とならないように膜厚
分布を改善した電着塗装方法および連続電着装置を提供
することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、膜厚分布
を改善するために、電着時間を延長して生産性を低下し
たり、新たに特別な設備を必要とすることなく膜厚分布
を改善する方法について鋭意検討した結果、２回電着に
おいて電着中断の時期と、それぞれの電圧が膜厚分布改
善に重要であることが判り、本発明を完成した。

【０００９】すなわち、本発明は、被塗物に所定の積算
通電量の通電を行う電着塗装方法において、第１次通電
として前記積算通電量の５〜５０％を被塗物に通電し、
１〜６０秒間被塗物への通電を停止した後、第２次通電
として前記積算通電量のうち残りの通電量を被塗物に通
電することを特徴とする電着塗装方法である。

【００１０】本発明に従えば、被塗物に対する積算通電
量を２分し、全通電量の５〜５０％の第１次通電を行っ
た後、１〜６０秒通電を停止し、残りの通電量を第２次
通電として通電する。外板部の膜抵抗を仔細に検討する
と、膜抵抗が増加するのは、塗料の種類によって異なる
が膜厚が２〜５μｍである。しかし連続して通電すると
膜抵抗は増加しない。したがって外板部の膜厚が２〜５
μｍになったとき、通電を短時間停止して、再び通電を
開始すると、膜厚が２〜５μｍの外板部は膜抵抗が大き
く、塗料が電着されず、袋状部内部など膜厚が薄い個所
に塗料が電着され、均一な膜厚の電着塗装が得られる。

【００１１】第１次通電の積算通電量が全積算通電量の
５％未満であれば、外板部の膜厚が２μｍ以下となり、
充分な膜抵抗が発現されず、またこれが５０％を超えれ
ば外板部の膜厚が所定膜厚（自動車車体の場合１８μ
ｍ）以上となり、第２次通電による袋状部などに所定の
膜厚を得ることができない。

【００１２】第１次通電と第２次通電との間の通電中断
の時間は、第１次通電によって形成された膜を安定化す
るため長い方が望ましいが、６０秒を超えて長くしても
効果が増加せず、逆に電着膜の再溶解が発生することが
ある。また１秒未満では効果がない。一般に用いられる
電着塗料では、３〜６０秒の範囲で、中断時間が長いほ
ど効果が増すが生産性との関係で３〜２０秒が特に好ま
しい。

【００１３】また本発明は、被塗物に所定の積算通電量
の通電を行う電着塗装方法において、第１次通電として
前記積算通電量の５〜５０％を被塗物に通電し、１〜６
０秒間被塗物とこの被塗物に対峙する電極との電位差が
３０Ｖ以下になるように被塗物への低電圧通電を行った
後、第２次通電として前記積算通電量のうち残りの通電
量を被塗物に通電することを特徴とする電着塗装方法で
ある。

【００１４】本発明に従えば、第１次通電と第２次通電
との間の通電中断の時間に、電極と被塗物との間に３０
Ｖ以下の低電圧を印加する。これによって第１次通電で
外板部に形成された塗膜の再溶解が防止できる。電極と
被塗物との間に印加する電圧が３０Ｖを超えると、外板
部にも連続して塗膜が形成され、均一な膜厚分布が得ら
れない。

【００１５】また本発明は、第１次通電が５０〜２５０
Ｖ、第２次通電が第１次通電より高く、１００〜４００
Ｖで実施されることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、第１次通電は５０〜２５
０Ｖ、好ましくは１００〜２００Ｖ、第２次通電は１０
０〜４００Ｖで実施される。第１次通電の電圧が５０Ｖ
未満では、短時間で２μｍ以上の膜厚を得られず、また
２５０Ｖを超えれば、ピンホールやワキが発生すること
があり、また膜厚が過剰になる。

【００１７】第２次通電は、第１次通電と同じ電圧であ
ってもよいが、これでは通電中断の時間だけ長くなり、
生産性が低下する。しかしこれが４００Ｖを超えると、
外板部の一部に膜厚が異常に厚くなる部分を生じたり、
ピンホールやワキが発生する恐れがある。

【００１８】また本発明は、第１次通電として所定電圧
を被塗物へ印加するにあたって、０Ｖから所定電圧まで
１〜３０秒かけて電圧上昇させることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、第１次通電の電圧に、０
Ｖから１〜３０秒かけて徐々に昇圧する。徐々に昇圧す
れば、外板部の塗膜にピンホールやワキが発生せず、ま
た外板部に一様な厚さの塗膜が形成される。昇圧時間が
１秒未満では充分な効果が得られず、また昇圧時間が３
０秒を超えると全体の時間が長くなり、生産性が低下す
る。

【００２０】また本発明は、第２次通電として所定電圧
を被塗物へ印加するにあたって、０Ｖまたは前記低電圧
から所定電圧まで１〜３０秒かけて電圧上昇させること
を特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、第２次通電の電圧に、０
Ｖまたは３０Ｖ以下の低電圧から１〜３０秒かけて徐々
に昇圧する。徐々に昇圧すれば、袋状内部などの塗膜に
ピンホールやワキが発生せず、また袋状内部などに一様
な厚さの塗膜が形成される。昇圧時間が１秒未満では充
分な効果が得られず、また昇圧時間が３０秒を超えると
全体の時間が長くなり、生産性が低下する。

【００２２】また本発明は、被塗物がコンベアなどによ
って電着槽内に持ち込まれ、電着槽内を移動されながら
電着塗装されるような連続電着装置において、電極を被
塗物入槽側の第１次通電用電極グループと、第２次通電
量電極グループと、第１次、第２次通電用電極グループ
間に設置され、３０Ｖ以下の低電圧から第２次通電に相
当する電圧までに電圧上昇する昇圧電極グループとの少
なくとも３つのグループに分割し、それぞれ電流逆流防
止用ダイオードを介して別個の直流電源に接続し、被塗
物が第１次通電用電極グループの前を通過するとき、当
該電極と被塗物間に第１次通電に相当する電圧をかけ、
被塗物が昇圧電極グループの前を通過するとき当該電極
と被塗物間に第２次通電に相当する電圧まで電圧上昇し
ながら通電し、被塗物が第２次通電用電極グループの前
を通過するとき、当該電極と被塗物間に第２次通電に相
当する電圧をかけることを特徴とする連続電着装置であ
る。

【００２３】本発明に従う電着装置においては、通電を
一時停止する適切なタイミングを得るために、被塗物の
進行方向と通過時間に応じて電極または電極群を複数の
グループに分け、第１の電極グループは、第１次通電の
ための電圧上昇および保持のため第１の整流器を接続
し、第２の電極グループは３０Ｖ以下の低電圧から２次
通電の電圧までの電圧上昇のための第２の整流器を１台
接続し、第３の電極グループは第２次通電の電圧保持の
ため第３の整流器を接続する。なお、連続式の電着にお
いても被塗物の間隔が充分大きい場合は、第２と第３の
電極グループと整流器を分ける必要はない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって、本発明を
詳細に説明する。

【００２５】

【実施例１】電着塗料として、サクセード＃７０３Ｖ
（神東塗料製自動車用カチオン電着塗料）をタクト式４
５ｔ電着槽に建浴して液温を２８±０．５℃に調節し
た。電着槽に浸漬した自動車車体（ローレル、塗装面積
約１００ｍ²）を陰極とし、対極を陽極として、０Ｖか
ら１５０Ｖまで５秒かけて電圧を上昇させ、１５０Ｖで
３０秒間電着した後、１０秒間通電を停止し、０Ｖから
２６０Ｖまで３０秒かけて電圧を上昇させ、２６０Ｖで
１０５秒間通電を続け電着塗装を終了した。通電停止時
間を含めた電着時間は１８０秒、第１次通電の通電量は
２０．５キロクーロンであり、全通電量の約２３％であ
った。

【００２６】電着塗装後の車体を、水洗およびエアブロ
ーによる水切り乾燥の後、１７０℃２０分加熱乾燥した
後、室温付近まで冷却してから車体を切断・解体し電磁
式膜厚計で膜厚を測定した。

【００２７】膜厚測定の結果、ドア外板部の膜厚は２１
μｍ、サイドシルと呼ばれる袋状部内部の膜厚は１３μ
ｍであった。

【００２８】ドア外板部には、ワキやピンホールなどの
欠陥がなく、膜厚分布の良好な電着塗装ができた。

【００２９】

【実施例２】実施例１と同様に電着塗料として、サクセ
ード＃７０３Ｖ（神東塗料製自動車用カチオン電着塗
料）をタクト式４５ｔ電着槽に建浴して液温を２８±
０．５℃に調節した。電着槽に浸漬した自動車車体（ロ
ーレル、塗装面積約１００ｍ²）を陰極とし、対極を陽
極として、０Ｖから１５０Ｖまで５秒かけて電圧を上昇
させ、１５０Ｖで３０秒間電着した後、１０Ｖで１０秒
間保持し、１０Ｖから２６０Ｖまで３０秒かけて電圧を
上昇させ、２６０Ｖで１０５秒間通電を続け電着塗装を
終了した。

【００３０】電着塗装中の電極と自動車車体との間に加
えた電圧カーブは図１のようになり、全電着時間は１８
０秒、第１次通電の通電量は２０．５キロクーロンであ
り、全通電量の約２３％であった。

【００３１】電着塗装後の車体を、水洗およびエアブロ
ーによる水切り乾燥の後、１７０℃２０分加熱乾燥した
後、室温付近まで冷却してから車体を切断・解体し電磁
式膜厚計で膜厚を測定した。

【００３２】膜厚測定の結果、ドア外板部の膜厚は２１
μｍ、サイドシルと呼ばれる袋状部内部の膜厚は１３μ
ｍであった。

【００３３】ドア外板部には、ワキやピンホールなどの
欠陥がなく、膜厚分布の良好な電着塗装ができた。

【００３４】

【実施例３】図２は連続電着装置１０の断面図であり、
図３は図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図であ
る。電着槽１は、図３に示すように両側に縦形の電極２
が多数配置されている。電極２は、自動車車体３の入口
側（図１の右側）から、その１／４を第１電極２ａとし
て、電流逆流防止用ダイオード５ａを介して整流器６ａ
の陽極に接続し、全体の１／６を第２電極２ｂとして、
電流逆流防止用ダイオード５ｂを介して整流器６ｂの陽
極に接続し、残りを第３電極２ｃとして電流逆流防止用
ダイオード５ｃを介して整流器６ｃの陽極に接続し、各
整流器６ａ，６ｂ，６ｃ（総称して６）の陰極は、搬送
用コンベア７を介して自動車車体３に接続され、かつア
ースされている。電着槽１には、サクセード＃７０３Ｖ
（神東塗料製自動車用カチオン電着塗料）が充満され、
コンベア７に吊下げられた自動車車体３は矢符４方向に
電着槽１を電着塗料中に全没されて搬送される。また電
着槽１からオーバーフローした電着塗料は、オーバーフ
ロー槽８に入りポンプ９で電着槽１に循環される。

【００３５】前記電着槽１の電着塗料中に自動車車体３
を全没後、第１電極２ａの前を通過している間に、ま
ず、０Ｖから１５０Ｖまで５秒かけて電圧をあげ、１５
０Ｖで３０秒間通電した。その後、１５秒間通電を中止
して、第２電極２ｂに自動車車体３がさしかかってか
ら、０Ｖから２６０Ｖまで３０秒かけて電圧を上昇させ
た。当該自動車車体３の前に電着中の先行する車体があ
ることを考慮して、整流器に接続した第３電極２ｃは、
予め２６０Ｖで通電しておき、整流器６ｂが２６０Ｖに
達してから１００秒間通電を続けた。この後、自動車車
体３は全ての電極群の前を通過し終わった。引き続き、
自動車車体を通常の生産工程と同様に、水洗ゾーンとエ
アブローゾーンを通過後、焼付け炉を通過させて電着膜
を硬化した。

【００３６】自動車車体３を冷却後、解体して膜厚を測
定した結果、ドア外板部の膜厚は２０μｍ、サイドシル
と呼ばれる袋状部内部の膜厚は１２μｍであった。ま
た、ドア外板部を含め、ワキやピンホールのない良好な
電着膜が得られた。

【００３７】

【比較例１】実施例１の電着槽および電着塗料および自
動車車体を使用して、０Ｖから２５０Ｖまで３０秒間か
けて電圧を上昇後２５０Ｖで１５０秒間保持して電着を
終了し、実施例１と同一の水洗から焼付け工程を経た車
体を解体し膜厚を測定した。

【００３８】膜厚測定の結果、サイドシル内部の膜厚は
８μｍ、ドア外板の膜厚は２３μｍで、ドア外板部に
は、ワキやピンホールなどの欠陥がなく、良好な電着塗
装ができたが膜厚分布については、袋状部内部の膜厚は
電着塗装中に、請求項１の通電停止期間も請求項２の３
０Ｖ以下の低電圧通電期間もなかったため、実施例１よ
り薄く、しかもドア外板部は実施例１より厚膜となり膜
厚分布では実施例１より不均一となった。

【００３９】

【比較例２】実施例１のうち、０Ｖから１５０Ｖまで５
秒かけて電圧を上昇させ１５０Ｖで３秒間電着した後、
１０Ｖで１０秒間保持し、１０Ｖから２６０Ｖまで３０
秒かけて電圧を上昇させた後、２６０Ｖで１４２秒間通
電を続け電着塗装を終了した以外は、全て実施例１と同
一条件で電着塗装を実施した。

【００４０】このとき、第１次通電の時間が短時間にな
った結果、第１次通電中に流れた積算電流量は２．７キ
ロクーロンとなり、全電着期間を通じた積算通電量に対
して３％となり、請求項２の範囲外となった。

【００４１】自動車車体解体後の膜厚測定の結果、サイ
ドシル内部の膜厚は８μｍ、ドア外板の膜厚は２３μｍ
で、ドア外板部には、ワキやピンホールなどの欠陥がな
く、良好な電着塗装ができたが膜厚分布については、前
記積算通電量が請求項２の範囲外となったため、袋状部
内部の膜厚は実施例１より薄く、ドア外板部は実施例１
より厚膜となり膜厚分布では実施例１より不均一となっ
た。

【００４２】

【比較例３】実施例１のうち、０Ｖから１８０Ｖまで５
秒かけて電圧を上昇させ１８０Ｖで６５秒間電着した
後、１０Ｖで１０秒間保持し、１０Ｖから２６０Ｖまで
３０秒かけて電圧を上昇させた後、２６０Ｖで７０秒間
通電を続け電着塗装を終了した以外は、全て実施例１と
同一条件で電着塗装を実施した。

【００４３】このとき、第１次通電の時間が長時間にな
った結果、第１次通電中に流れた積算電流量は５５．１
キロクーロンとなり、全電着期間を通じた積算通電量に
対して６１％となり請求項２の上限値を超えた。

【００４４】自動車車体解体後の膜厚測定の結果、サイ
ドシル内部の膜厚は９μｍ、ドア外板の膜厚は２３μｍ
で、ドア外板部には、ワキやピンホールなどの欠陥がな
く、良好な電着塗装ができたが膜厚分布については、前
記積算通電量が請求項２の範囲外となったため、袋状部
内部の膜厚は実施例１より薄く、しかもドア外板部は実
施例１より厚膜となり膜厚分布では実施例１より不均一
となった。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、通電を２
回に分けて第１次通電で全積算通電量の５〜５０％を通
電し、１〜６０秒間通電を中断または３０Ｖ以下の低圧
通電をし、その後第２次通電として残りの積算通電量を
通電する。これによって第１次通電で塗膜ができ易い外
板部などに２〜５μｍの膜厚で塗膜が形成され、通電中
断期間または低圧通電期間に前記塗膜が安定化され、第
２次通電を行うときに、外板部などの塗膜の抵抗が増
し、第１次通電で充分塗膜が形成されない袋状内部など
に塗膜が形成され、全体として膜厚に大きな差のなく、
ピンホールやワキのない塗膜が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電着塗装中の電極と自動車
車体との間に加える電圧と電着時間との関係を表すグラ
フである。

【図２】本発明の一実施例の連続電着装置１０の縦断面
図である。

【図３】図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 電着槽 ２ 電極 ２ａ 第１電極 ２ｂ 第２電極 ２ｃ 第３電極 ３ 自動車車体 ５ 電流逆流防止用ダイオード ６ 整流器 ７ コンベア １０ 連続電着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々村 広実 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 杉山 裕和 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗物に所定の積算通電量の通電を行う
   電着塗装方法において、 第１次通電として前記積算通電量の５〜５０％を被塗物
   に通電し、１〜６０秒間被塗物への通電を停止した後、
   第２次通電として前記積算通電量のうち残りの通電量を
   被塗物に通電することを特徴とする電着塗装方法。
2. 【請求項２】 被塗物に所定の積算通電量の通電を行う
   電着塗装方法において、 第１次通電として前記積算通電量の５〜５０％を被塗物
   に通電し、１〜６０秒間被塗物とこの被塗物に対峙する
   電極との電位差が３０Ｖ以下になるように被塗物への低
   電圧通電を行った後、第２次通電として前記積算通電量
   のうち残りの通電量を被塗物に通電することを特徴とす
   る電着塗装方法。
3. 【請求項３】 第１次通電が５０〜２５０Ｖ、第２次通
   電が第１次通電より高く、１００〜４００Ｖで実施され
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の電着塗装
   方法。
4. 【請求項４】 第１次通電として所定電圧を被塗物へ印
   加するにあたって、０Ｖから所定電圧まで１〜３０秒か
   けて電圧上昇させることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の電着塗装方法。
5. 【請求項５】 第２次通電として所定電圧を被塗物へ印
   加するにあたって、０Ｖまたは前記低電圧から所定電圧
   まで１〜３０秒かけて電圧上昇させることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の電着塗装方法。
6. 【請求項６】 被塗物がコンベアなどによって電着槽内
   に持ち込まれ、電着槽内を移動されながら電着塗装され
   るような連続電着装置において、 電極を被塗物入槽側の第１次通電用電極グループと、第
   ２次通電量電極グループと、第１次、第２次通電用電極
   グループ間に設置され、３０Ｖ以下の低電圧から第２次
   通電に相当する電圧までに電圧上昇する昇圧電極グルー
   プとの少なくとも３つのグループに分割し、それぞれ電
   流逆流防止用ダイオードを介して別個の直流電源に接続
   し、被塗物が第１次通電用電極グループの前を通過する
   とき、当該電極と被塗物間に第１次通電に相当する電圧
   をかけ、被塗物が昇圧電極グループの前を通過するとき
   当該電極と被塗物間に第２次通電に相当する電圧まで電
   圧上昇しながら通電し、被塗物が第２次通電用電極グル
   ープの前を通過するとき、当該電極と被塗物間に第２次
   通電に相当する電圧をかけることを特徴とする連続電着
   装置。