JP2004018863A - 塗装前処理装置及び塗装前処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄とアルミの複合ボディに対しても、省スペース化、生産性向上、設備費・薬剤費・管理工数・排水処理負担の大幅低減を達成できる塗装前処理装置を提供する。
【解決手段】重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、自動車ボディＢが浸漬され、当該処理液を超振動攪拌する超振動攪拌装置１０を具備した処理槽１０１と、処理槽１０１の後段に設けられ、自動車ボディＢにアルミニウム用化成処理液を吹き付けるアルミニウム化成処理ゾーン３００と、アルミニウム化成処理ゾーン３００の後段に設けられ、洗浄液が満たされ自動車ボディＢが浸漬され、当該洗浄液を超振動攪拌する超振動攪拌装置２０を具備したリンス槽２０１とを備える。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、塗装前処理装置および塗装前処理方法に関し、たとえば鉄とアルミニウムとの複合ボディが流れる塗装前処理ラインに用いて好ましい塗装前処理装置及び塗装前処理方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
重量軽減、剛性向上あるいはリサイクル性向上などの観点から、自動車ボディにもフード、トランクリッド、ドアインナ等々、アルミニウム部品の採用が検討されている。
【０００３】
こうした鉄とアルミニウムとの複合ボディに対する前処理液として、たとえば特表２００１−５１５９５９号公報には、第一のステップにて鉄部品にだけ化成処理を施し、第二のステップにてアルミニウム部品に化成処理を施すことが提案されている。
【０００４】
この前処理方法で使用される化成処理液には、アルミニウムのエッチングと溶出したアルミを沈殿又はマスクするために、遊離又は複合結合したフッ化物イオンが添加されているが、必要以上にアルミ面に化成被膜が発生しないように、すなわち多量のスラッジが一度に蓄積しないように、遊離フッ化物濃度が８／Ｔ（ｇ／Ｌ，Ｔは処理温度℃）未満に制限されている。
【０００５】
ところが、上述した特表２００１−５１５９５９号公報記載の前処理方法では、化成処理液にフッ化物イオンが含まれるため、槽内にアルミのスラッジが蓄積され、これを除去及び廃棄する必要がある。また、上述したように遊離フッ化物濃度を所定値以下に管理しないとアルミ面に必要以上の化成被膜が形成されるので、フッ化物濃度の制御管理及び補充液の制御管理の作業又はシステムが必要になる。
【０００６】
さらに、鋼板の化成処理工程の後にアルミの化成処理工程が設けられるので、前処理工程の全長が長くなり、スペース、処理時間及び設備費の点で不利である。
【０００７】
【発明の開示】
本発明は、鉄とアルミニウムの複合ボディに対しても、省スペース化、生産性向上、設備費・薬剤費・管理工数・排水処理負担の大幅低減を達成できる塗装前処理装置及び塗装前処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によれば、重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、被塗物が浸漬される処理槽と、前記処理槽の後段に設けられ、前記被塗物をアルミニウム用化成処理液で処理するアルミニウム化成処理手段と、前記アルミニウム化成処理手段の後段に設けられ、前記被塗物を洗浄液で洗浄するリンス手段と、前記処理槽内の前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する処理槽用振動付与手段と、を備えた塗装前処理装置が提供される（請求項１参照）。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、被塗物が浸漬される処理槽と、前記処理槽の後段に設けられ、前記被塗物をアルミニウム用化成処理液で処理するアルミニウム化成処理手段と、前記アルミニウム化成処理手段の後段に設けられ、洗浄液で満たされ前記被塗物が浸漬されるリンス槽と、前記リンス槽内の前記洗浄液に振動を付与するリンス槽用振動付与手段と、を備えた塗装前処理装置が提供される（請求項２参照）。
【００１０】
さらに、上記目的を達成するために、本発明によれば、　重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、被塗物が浸漬される処理槽と、前記処理槽の後段に設けられ、アルミニウム用化成処理液が満たされ、前記被塗物が浸漬されるアルミニウム化成処理槽を有するアルミニウム化成処理手段と、前記アルミニウム化成処理手段の後段に設けられ、前記被塗物を洗浄液で洗浄するリンス手段と、前記アルミニウム化成処理槽内の前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与するアルミニウム化成処理槽用振動付与手段と、を備えた塗装前処理装置が提供される（請求項９参照）。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明によれば、外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディを、重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液に浸漬させて処理する第１のステップと、前記自動車ボディをアルミニウム用化成処理液にて処理する第２のステップと、洗浄液にて前記自動車ボディを洗浄する第３のステップと、を有し、前記第１のステップにおいて前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する塗装前処理方法が提供される（請求項３５参照）。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディを、重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液に浸漬させて処理する第１のステップと、前記自動車ボディをアルミニウム用化成処理液に浸漬させて処理する第２のステップと、洗浄液にて前記自動車ボディを洗浄する第３のステップと、を有し、前記第２のステップにおいて前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与する塗装前処理方法が提供される（請求項３６参照）。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディを、重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液に浸漬させて処理する第１のステップと、前記自動車ボディをアルミニウム用化成処理液にて処理する第２のステップと、前記自動車ボディを洗浄液に浸漬させて洗浄する第３のステップと、を有し、前記第３のステップにおいて前記洗浄液に振動を付与する塗装前処理方法が提供される（請求項３８参照）。
【００１４】
本発明の塗装前処理装置及び塗装前処理方法では、処理槽に満たされた脱脂兼化成処理液にて被塗物のうちの鉄部品の脱脂処理と化成処理を行うとともに、アルミニウム部品の脱脂処理を行う。処理槽に満たされた本発明に係る脱脂兼化成処理液は、アルミニウムをエッチングするフッ化物を含まないので、処理槽内にアルミニウムのスラッジが蓄積することがない。
【００１５】
本発明の処理槽に満たされた脱脂兼化成処理液では、被塗物のうちのアルミニウム部品については脱脂処理が行われるだけで化成被膜は形成されないので、次段のアルミニウム化成処理手段にてアルミニウム用化成処理液を吹き付けたり浸漬させたりする。特に、アルミニウム部品が被塗物の外板部にある場合は、スプレー処理のみによっても充分な化成被膜を形成することができる。また、アルミニウム部品が被塗物の内板部にある場合でも、浸漬処理を施すことにより、またスプレー装置による吹き付け方法を考慮することによっても充分な化成被膜を形成することができる。
【００１６】
アルミニウム用化成処理液による処理を終えたら、次段のリンス手段にて被塗物全体を洗浄する。これにより、電着塗装などの下地としての塗装前処理が終了する。なお、電着塗装工程に送る前に被塗物を乾燥炉に搬送してもよい。
【００１７】
本発明によれば、脱脂兼化成処理液にアルミニウムをエッチングするフッ化物を含まないので、処理槽にアルミのスラッジが蓄積するのを防止することができる。これにより、アルミニウムのスラッジ除去及び廃棄に要する作業工数やシステム費などを低減することができる。また、アルミニウムのスラッジそのものが生じないので、従来の前処理方法に比べてフッ化物の濃度管理に関する作業工数やシステム費を低減できる。
【００１８】
さらに、脱脂兼化成処理槽の後段にアルミニウム部品の化成処理工程を設けているが、特にスプレー処理によって化成被膜を形成する場合には、浸漬処理に比べて工程スペースや設備費用が大幅に低減できる。工程スペースが低減されることにより、処理時間が短時間になり、自動車ボディの生産性が向上する。
【００１９】
さらに、脱脂化成処理槽内、アルミニウム化成処理槽内若しくはリンス槽内に振動付与手段を具備させ、ディッピング槽内に満たされる脱脂兼化成処理液、アルミニウム化成処理液若しくは洗浄液に振動を付与することにより、脱脂化成処理槽及びアルミニウム化成処理槽では、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果を得ることが可能となり、リンス槽では、洗浄性の向上、洗浄時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
第１実施形態
図１は本発明の塗装前処理装置の第１実施形態を示すシステム図であり、たとえば自動車ボディなどの被塗装物に対し、電着塗装の下地処理としての、脱脂処理、表面調整及び化成処理を行う塗装前処理工程を示している。図２は図１の脱脂化成処理槽の概略断面図である。
【００２２】
特に本例の塗装ラインに流れる自動車ボディＢは、フード、トランクリッド、ドアなどの外板部にアルミニウム製部品が採用され、他の部品は鋼板からなる、鉄とアルミニウムの複合ボディであるが、本発明の塗装前処理装置は、全ての被塗物がこうした鉄−アルミ複合ボディに限定される必要はなく、鉄−アルミ複合ボディと鋼板製ボディとの混合ラインであってもよい。また、同じ鉄−アルミニウムの複合ボディでもアルミニウム部品の採用部位が異なる車種が混合して流れてもよい。
【００２３】
同図に示すように、自動車ボディＢは、ハンガＨに搭載された状態で塗装搬送コンベアＣによって搬送される。本実施形態では、塗装搬送ラインＣに沿って２つのディッピング槽１０１，２０１が設けられ、図に矢印で示す搬送方向の上流側が脱脂処理及び化成処理を行うための処理槽１０１（以下、脱脂化成処理槽１０１ともいう。）であり、下流側が処理後のボディＢを洗浄するためのリンス槽２０１である。処理槽１０１には脱脂兼化成処理液が満たされ、リンス槽２０１には純水が満たされている。
【００２４】
本例で用いられる脱脂兼化成処理液は、脱脂処理、表面調整および化成処理といった３種類の処理を同一工程で行うことができる処理液である。こうした脱脂兼化成処理液としては、例えば、極性有機溶剤と、水と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンとを少なくとも含む処理液を用いることができる。この処理液を用いることにより、脱脂工程、表面調整工程及び化成工程をまとめて１つの工程で同時に行うことができ、大幅な処理工程の短縮、処理設備の簡略化、省スペース化、生産性の向上、薬剤コストの低減、薬剤管理の簡略化を図ることができる。
【００２５】
本例の脱脂兼化成処理液をさらに詳細に説明すると、極性有機溶剤及び水の混合溶媒の重量比率は、２．８：７．２〜３．８：６．２、好ましくは３．０：７．０〜３．８：６．２、より好ましくは３．３：６．７〜３．８：６．２、より好ましくは３．３：６．７〜３．５：６．５、最も好ましくは３．５：６．５である。
【００２６】
本例の極性有機溶剤としては、（−ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ−）_ｎ（ただし、ｎ＝１〜４）で示されるエチレングリコールその他の低級アルキルエーテル又は低級アルキルエステル、プロピレングリコール又はジプロピレングリコールその他の低級アルキルエーテル又は低級アルキルエステル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールその他の低級アルキレングリコール、低級アルコール又はこれらのエステルを例示することができる。
【００２７】
エチレングリコール系の低級アルキルエーテル又は低級アルキルエステルとしては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル等のエチレングリコールエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル等のジエチレングリコールエーテル、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル等を例示することができる。
【００２８】
また、プロピレングリコール又はジプロピレングリコールの低級アルキルエーテル又は低級アルキルエステルとしては、例えば、プロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及びポリプロピレングリコールモノエチルエーテル等を例示することができる。
【００２９】
また、低級アルコールとしては、炭素数１〜８、好ましくは１〜５、より好ましくは１〜４のアルコールを例示することができる。具体的には、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、第３ブチルアルコール、メトキシジメチルペンタノール、ジアセトンアルコール、２−メトキシエタノール、及び２−エトキシメタノール等のグリコールエーテル等を例示することができる。
【００３０】
エステル類としては、例えば、乳酸エチル、酢酸メトキシブチル及び乳酸ブチル等を例示することができる。
【００３１】
上述の極性有機溶媒のうち、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルよりなる群から選択される少なくとも１種類以上のグリコール系化合物、又はこれらのグリコール系化合物と低級アルコールとの混合溶媒を採用することが最も好ましい。
【００３２】
そして、これらグリコール系化合物におけるアルキル基としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。また低級アルコールとしては、炭素数１〜８のアルコールであることが好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜５のアルコール、最も好ましくは炭素数１〜４のアルコールである。
【００３３】
本例の脱脂兼化成処理液は、上記極性有機溶剤及び水の混合溶媒に、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含む。
【００３４】
リン酸イオンは、混合溶媒１００重量部に対して０．２〜０．５重量部含まれることが好ましい。含有量がこの範囲から外れた場合、油混入量が多く、攪拌不良の際に、目的とする良好なリン酸亜鉛被膜が形成されない。このリン酸イオンの供給源は特に限定されることはなく、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、五酸化リン等を例示することができる。また、脱脂兼化成処理液に含まれる金属イオン（ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン）に対するアニオンとして供給することも可能である。
【００３５】
亜鉛イオンは、リン酸イオンとともにリン酸亜鉛化成皮膜を形成する機能を有する。亜鉛イオンは、混合溶媒１００重量部に対して０．５〜０．７重量部含まれることが好ましい。含有量がこの範囲から外れた場合、油混入量が多く、攪拌不良の際に、目的とする良好なリン酸亜鉛被膜が形成されない。この亜鉛イオンの供給源は、例えば酸化亜鉛、炭酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、リン酸亜鉛等の無機酸塩等を例示することができる。
【００３６】
ニッケルイオンは、未塗装の被塗物の耐食性を向上させる機能を有する。ニッケルイオンは、混合溶媒１００重量部に対して０．０９〜０．２３重量部であることが好ましい。含有量がこの範囲から外れた場合、油混入量が多く、攪拌不良の際に、目的とする良好なリン酸亜鉛被膜が形成されない。このニッケルイオンの供給源は、例えば、硝酸ニッケル、リン酸ニッケルといった無機酸塩等を例示することができる。
【００３７】
マンガンイオンは、金属亜鉛を含む被塗物の湿潤塗装密着性を向上させる機能を有する。マンガンイオンは、混合溶媒１００重量部に対して０．０３〜０．１６重量部であることが好ましい。含有量がこの範囲から外れた場合、油混入量が多く、攪拌不良の際に、目的とする良好なリン酸亜鉛被膜が形成されない。このマンガンイオンの供給源は硝酸マンガン、リン酸マンガン等の無機酸塩等を例示することができる。
【００３８】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンは、混合溶媒１００重量部に対して３．５〜１０．８重量部であることが好ましい。含有量がこの範囲から外れた場合、油混入量が多く、攪拌不良の際に、目的とする良好なリン酸亜鉛被膜が形成されない。
【００３９】
ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオンは、混合溶媒１００重量部に対して０．８〜３．３重量部含まれることが好ましい。ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオンは、脱脂兼化成処理液の水と相俟って被塗物の表面に形成されるリン酸亜鉛被膜の結晶を緻密にする機能を有する。このナトリウムイオン供給源としては硝酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、水酸化ナトリウムを例示することができる。さらに、硝酸ナトリウムの一部又は全部を亜硝酸ナトリウムで置換することもできる。亜硝酸イオンの働きにより酸のエッチング力がさらに高められ、化成反応の促進が期待できる。
【００４０】
また、ナトリウムイオンは、１価のアルカリ金属として共通するリチウムイオンに置換することもできる。具体的には、ナトリウムイオンとリチウムイオンの全体量のうち５０％〜９８％、好ましくは６０％〜９０％、さらに好ましくは７０％〜８０％をリチウムイオンに置換する。脱脂兼化成処理液にリチウムイオンを含ませることにより、リン酸亜鉛皮膜の結晶が更に緻密になり、塗装密着性が更に向上する。リチウムイオンの供給源は硝酸リチウム、リン酸リチウム、亜硝酸リチウム等の無機酸塩を例示することができる。
【００４１】
ちなみに、脱脂兼化成処理液は、温度が４０℃〜６０℃の条件で、３分〜１０分処理することが好ましい。
【００４２】
以上の配合を有する脱脂兼化成処理液を用いることで、脱脂兼化成処理液中に多量の油が混入しても、また脱脂兼化成処理液の攪拌状態が不良であっても、耐食性、塗膜密着性に優れたリン酸亜鉛化成皮膜を形成することができる。
【００４３】
図１に戻り、処理槽１０１内の脱脂兼化成処理液は、配管１０５及びポンプ１０６によって吸引され、処理液補給タンク１０９を介して、配管１１１およびポンプ１１０によって処理槽１０１へ戻される。この配管１０５の途中に、塵埃除去装置１０２，化成スラッジ除去装置１０３及び油分除去装置１０４が設けられ、これら塵埃除去装置１０２，化成スラッジ除去装置１０３及び油分除去装置１０４を通過することで、鉄粉などの塵埃、化成スラッジ及び油分が除去された極性有機溶剤と水とを含む処理液は、処理液補給タンク１０９に一時的に貯留される。そして、この処理液補給タンク１０９に、新規な脱脂兼化成処理液が収容された処理液タンク１０７からポンプ１０８によって新規な脱脂兼化成処理液が補給及び調整され、この調整された脱脂兼化成処理液が、既述した配管１１１およびポンプ１１０によって脱脂化成処理槽１０１に戻される。
【００４４】
塵埃除去装置１０２は、処理槽１０１内の処理液に含まれた鉄粉等のゴミブツを除去するもので、除去されたゴミブツは廃棄され、ゴミブツが除去された処理液は次の化成スラッジ除去装置１０３に送られる。本例の塵埃除去装置１０２として用いることのできる具体的装置として、セットリングタンク、遠心式セパレータ、マグネット式セパレータを挙げることができる。これらセットリングタンク、遠心式セパレータ、マグネット式セパレータは、単独でも複合でも用いることができ、特に、セットリングタンクとマグネット式セパレータとを組み合わせた塵埃除去装置１０２は、ゴミブツの除去率が高く、最も好ましい。
【００４５】
ただし、本例に係る塵埃除去装置１０２は、上述した３形態にのみ限定される趣旨ではなく、その他の形態のものも含まれる。また、本例の塵埃除去装置１０２は配管１０５に設けたが、処理槽１０１そのものの内部又は外部に設けることもできる。
【００４６】
化成スラッジ除去装置１０３は、上述した塵埃除去装置１０２を通過した処理液に含まれる化成スラッジを除去するもので、除去された化成スラッジは廃棄され、化成スラッジが除去された処理液は、次の油分除去装置１０４へ送られる。この化成スラッジ除去装置１０３としては、処理槽１０１中の処理液のスラッジ濃度が、１５０ｐｐｍ以内に抑制され、処理液を汚染することのないようなフィルターであれば、特に限定されず用いることができる。
【００４７】
油分除去装置１０４は、上述した化成スラッジ除去装置１０３を通過した処理液に含まれる油分を除去するもので、除去された油分は廃棄され、油分が除去された処理液は、処理液補給タンク１０９へ送られる。本例にて用いることができる油分除去装置１０４としては、加温式油分除去装置、コアレッサー式油分除去装置、限外濾過式油分除去装置を挙げることができる。
【００４８】
このうちの加温式油分除去装置は、ノニオン系界面活性剤が脱脂成分として含有されている水溶液に適用して好ましいもので、これを特定温度以上に加熱すると、それ自身が水に不溶化し、非イオン性界面活性剤からなる油相と水相との２相に油水分離するといった、ノニオン系界面活性剤の特徴を利用した油分除去装置である。
【００４９】
また、コアレッサー式油分除去装置は、水溶液中に数μｍの大きさで分散している油滴をフィルターを通過させることにより水−油のエマルションを破壊することで、油滴を拡大成長させ、浮上回収することが可能な油分除去装置である。
【００５０】
限外濾過式油分除去装置は、限外濾過、即ち、０．０１〜０．００１μｍ程度のメッシュからなるフィルターを用い、０．５〜５×１０^−５Ｐａ程度の低圧力にて加圧もしくは吸引濾過することで、コロイド粒子を溶媒から分離する濾過方法を用いた油分除去装置である。
【００５１】
これらの加温式油分除去装置、コアレッサー式油分除去装置、限外濾過式油分除去装置は、要求される油水分離度合いにより選択し、単独でも複合でも用いることができる。
【００５２】
図１に示す処理槽１０１とリンス槽２０１との間には、自動車ボディＢにアルミニウム用化成処理液を吹き付けるためのアルミ化成処理ゾーン３００が設けられている。このアルミ化成処理ゾーン３００は、吹き付けたアルミニウム用化成処理液が前段の処理槽１０１及び後段のリンス槽２０１に極力流入しないように、ブースの床面がその中央で最下面となるように傾斜している。
【００５３】
また、このアルミ化成処理ゾーン３００を通過する自動車ボディＢにアルミニウム用化成処理液を吹き付けるためのノズル３０４が配管３０２に取り付けられており、アルミニウム用化成処理液が収容されたアルミニウム化成処理液補給タンク３０１からポンプ３０３によって当該化成処理液が供給される。図１に示す例では、自動車ボディＢに対して、アルミニウム部品であるフード、トランクリッド及びドアにアルミニウム化成処理液を吹き付ける複数のノズル３０４が、ブースの天井面と側面とのそれぞれに設けられている。
【００５４】
また、ブースの床面で集約されたアルミニウム用化成処理液は、回収槽３０７に回収され、配管３０８及びポンプ３０９によってアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に戻される。なお、回収槽３０７に接続された配管３０８には、回収されたアルミニウム用化成処理液に含まれる塵埃を除去するための塵埃除去装置３１０、アルミニウムおよび鉄（前段の処理槽１０１の処理にて生じたもの）の化成スラッジを除去するための化成スラッジ除去装置３１１及び油分を除去するための油分除去装置３１２が設けられている。これら塵埃除去装置３１０、化成スラッジ除去装置３１１および油分除去装置３１２は、それぞれ上述した塵埃除去装置１０２、化成スラッジ除去装置１０３および油分除去装置１０４で例示した具体例を用いることができる。
【００５５】
本例で用いられるアルミニウム用化成処理液としては、特に限定されることはなく、たとえばヘキサフルオロチタネート、ヘキサフルオロジルコネートなどを例示することができる。こうした新規なアルミニウム化成処理液は、アルミニウム化成処理液タンク３０５に収容され、ポンプ３０６によってアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に供給され、これによりノズル３０４から自動車ボディＢに吹き付けられるアルミニウム化成処理液が調整される。
【００５６】
ちなみに、アルミニウム用化成処理液は、ｐＨが２．５〜１０、温度が２０℃〜７０℃の条件で、２０秒〜１００秒間処理することが好ましい。
【００５７】
アルミ化成処理ゾーン３００の後段にはリンス槽２０１が設けられ、処理槽１０１およびアルミ化成処理ゾーン３００にて化成皮膜が形成された自動車ボディＢを純水にて洗浄する。本例では自動車ボディＢをリンス槽２０１に浸漬させることにより自動車ボディＢの外板および内板を洗浄するが、ディッピング処理以外のスプレー処理によっても実現することができる。
【００５８】
なお、リンス槽２０１内の純水には自動車ボディＢに付着した塵埃や化成スラッジ、油分が混入することから、配管２０２およびポンプ２０３にて吸引し、前段のアルミ化成処理ゾーン３００の塵埃除去装置３１０に供給することで、これら塵埃、化成スラッジおよび油分を除去したのち、アルミニウム化成処理液の純水として再利用する。このとき、配管２０２およびポンプ２０３で吸引したリンス槽２０１内の洗浄液をアルミ化成処理ゾーン３０７の回収槽３０７に供給しても良い。また、図示は省略したが、新規な純水は別途設けられた純水供給装置からリンス槽２０１内に供給される。
【００５９】
図１及び図２に示すように、本実施形態においては、上述の脱脂化成処理槽１０１内の塗装搬送ラインＣの自動車ボディＢの進行方向に対する両側面部に、４つの処理槽用超振動攪拌装置１０（処理槽用振動付与手段）が設けられている。各超振動攪拌装置１０は、振動発生源である振動モータを有する超振動発生部１１と、脱脂兼化成処理液内に浸漬された複数の振動羽根板１２と、振動モータからの振動を振動羽根板１２に伝達するための振動伝達部材１３と、振動発生部１１を支持する架台１４とから構成されている。超振動発生部１１の振動モータには電源４０から電力が供給されている。なお、脱脂化成処理槽１０１に具備される処理槽用超振動攪拌装置１０の数は、４つに限定されるものではなく、要求される乱流攪拌を発生させるのに必要な１つ以上の処理槽用超振動撹拌装置１０を適宜具備させることが可能であり、脱脂化成処理槽１０１への取付位置の両側面部に限定するものではなく、十分な乱流攪拌を発生させる位置に取り付けることが可能であり、後述するリンス槽２０１或いはアルミニウム化成処理槽３１３においても同様である。また、上記の処理槽用超振動攪拌装置１０は、上記の構造に限定されるものではなく、市販されている超振動撹拌装置を用いることが可能である。図２においては、自動車ボディＢのみを図示し、塗装搬送ラインＣ及びハンガＨは図示していない。
【００６０】
図２に示すように、架台１４は、振動モータを具備した振動発生部１１を支持しており、脱脂化成処理槽１０１及び床面に固定して支持されている。振動伝達部材１３は、架台１４を貫通して振動発生部１１の駆動モータに接続されており、振動発生部１１の振動モータにより生じた振動が、振動伝達部材１３を介して複数の振動羽根板１２に伝達され、振動羽根板１２が上下振動することにより、脱脂兼化成処理液に乱流攪拌が発生する。この脱脂兼化成処理液の乱流攪拌により、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果を得ることが可能となる。なお、超振動とは、超音波の周波数の約１／１０００である低い周波数での振動であり、具体的には周波数１０〜８０［Ｈｚ］であり、好ましくは２０〜４０［Ｈｚ］である。
【００６１】
また、図１に示すように、リンス槽２０１の両側面部には、４つのリンス槽用超振動攪拌装置２０（リンス槽用振動付与手段）が設けられている。リンス槽用超振動攪拌装置２０の構造は上述の処理槽用超振動攪拌装置１０と同様の構造であり、それぞれの構成部材は、処理槽用超振動攪拌装置１０の超振動発生部１１がリンス槽用超振動攪拌装置２０の超振動発生部２１に相当し、処理槽用超振動撹拌装置１０の振動羽根板１２がリンス槽用超振動攪拌装置２０の振動羽根板２２に相当し、処理槽用超振動攪拌装置１０の振動伝達部材１３がリンス槽用超振動撹拌装置２０の振動伝達部材２３に相当し、処理槽用超振動撹拌装置１０の架台１４がリンス槽用超振動攪拌装置２０が架台２４に相当する。なお、リンス槽用超振動攪拌装置２０の振動モータには、処理槽用超振動撹拌装置１０と共通の電源４０から電力が供給される。これにより、当該リンス槽２０１内に満たされた純水を乱流攪拌させ、洗浄性の向上、洗浄時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６２】
図３は本発明の第１実施形態における他の塗装前処理装置を示すシステム図である。図３に示すように、脱脂化成処理槽１０１の両側面部に、複数の超音波攪拌子２７を有する処理槽用超音波撹拌装置１５（処理槽用振動付与手段）を設けても良い。当該処理槽超音波攪拌装置１５は、電気的振動を発生する発振器１６と、脱脂兼化成処理液内に浸漬されて電気的振動を機械的振動に変換する複数の超音波振動子１７と、から構成されている。発振器１６には、電源４０より電力が供給されている。なお、超音波振動子１７を脱脂兼化成処理液に浸漬させずに、脱脂兼化成処理槽１０１の側面外側表面部や下面外側表面分に取り付けても良く、通常用いられる対流式の攪拌と併用されても良い。
【００６３】
処理槽用超音波攪拌装置１５の発振器１６が、電気的な超音波を発生させて超音波振動子１７に送信し、当該超音波振動子１７が機械的に１５［ｋＨｚ］以上の周波数で振動する。液体中に設置されたこの超音波振動子１７の振動により、脱脂兼化成処理液が攪拌される。これにより、脱脂化成処理槽１０１において、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果を得ることが可能となる。なお、超音波振動子１７の出力密度は、６．０［Ｗ／ｃｍ^２］以上とすることが好ましい。
【００６４】
また、図３に示すように、上述のリンス槽２０１の両側面部には、リンス槽用超音波撹拌装置２５（リンス槽用振動付与手段）が具備されている。当該リンス槽用超振動撹拌装置２５の構造は上述の処理槽用超音波撹拌装置１５と同様の構造であり、それぞれの構成部材は、処理槽用超音波攪拌装置１５の発振器１６がリンス槽用超音波撹拌装置２５の発振器２６に相当し、処理槽用超音波撹拌装置１５の超音波振動子１７がリンス槽用超音波撹拌装置２５の超音波振動子２７に相当する。なお、リンス槽用超音波攪拌装置２５の発振器２６には電源４０より電力が供給される。このリンス槽用超音波攪拌装置２５の超音波振動子２７の振動により、リンス槽２０１内の純水にキャビテーション（空洞現象）が生じ、当該キャビテーションにより発生した純水内の微細な泡が破壊する際に、被洗浄物に付着した汚れが吸引、剥離される。これにより、リンス槽２０１においては、洗浄性の向上、洗浄時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００６５】
次に作用を説明する。
【００６６】
車体工程で溶接組立を終了したホワイトボディＢは、塗装ハンガＨに搭載された状態でオーバーヘッドコンベアＣにより搬送され、最初に処理槽１０１に浸漬される。この処理槽１０１に浸漬されることにより、脱脂兼化成処理液の洗浄及び脱脂効果によって自動車ボディＢに付着した鉄粉などのゴミブツや油分が処理槽１０１内に除去される。さらに、油分が除去された自動車ボディＢのうち鋼板製部品については脱脂兼化成処理液と鉄との反応が生じ、ここにリン酸亜鉛の化成被膜が形成される。図１に示すように、自動車ボディＢの浸漬の際には、処理槽用超振動攪拌装置１０が処理槽１０１内の脱脂兼化成処理液に乱流攪拌を生じさせ、化成被膜の形成を促進させ、処理時間を短縮させる。
【００６７】
ただし、自動車ボディＢのうちアルミニウム製部品については除塵及び脱脂が行われるだけで、脱脂兼化成処理液とは反応せず、化成被膜は形成されない。すなわち、本例の脱脂兼化成処理液にはアルミニウムをエッチングするフッ化物が含まれていないので、処理槽１０１にはアルミニウムの化成スラッジは蓄積されず、既述した従来の特表２００１−５１５９５９号公報に開示された前処理方法に比べて、アルミのスラッジ除去及び廃棄に要する作業工数やシステム費などを低減することができる。また、アルミのスラッジそのものが生じないので、当該従来の前処理方法に比べて、フッ化物の濃度管理に関する作業工数やシステム費を低減できる。
【００６８】
なお、処理槽１０１内の脱脂兼化成処理液はポンプ１０６によって配管１０５に吸引され、塵埃除去装置１０２を通過することにより処理液に含まれた鉄粉などのゴミブツが除去され、化成スラッジ除去装置１０３を通過することにより処理液に含まれた鉄の化成スラッジが除去され、さらに油分除去装置１０４を通過することにより処理液に含まれたプレス油などの油分が除去される。
【００６９】
こうして塵埃、化成スラッジ及び油分が除去された脱脂兼化成処理液は、処理液補給タンク１０９に送られ、ここでフレッシュな脱脂兼化成処理液が処理液タンク１０７からポンプ１０８によって補給され、適切に調整されたのち配管１１１およびポンプ１１０によって処理槽１０１に戻される。このように処理槽１０１の脱脂兼化成処理液は配管１０５，１１１によって閉回路とされているので、材料費の低減によるコストダウンと、廃水処理工程の負担軽減とを図ることができる。また、脱脂兼化成処理液を用いることで前処理条件の管理工数を削減することができる。さらに、この脱脂兼化成処理液を用いることで水洗工程を大幅に削減することができ、洗浄液の使用量が減少することにより廃水処理工程の負担が軽減される。
【００７０】
処理槽１０１を通過した自動車ボディＢは、アルミ化成処理ゾーン３００に送られ、ノズル３０４からアルミニウム用化成処理液が吹き付けられる。アルミニウム用化成処理液補給タンク３０１内の処理液はポンプ３０３によって吸引され、配管３０２を介してノズル３０４から自動車ボディＢの主としてアルミニウム製部品に吹き付けられる。また、自動車ボディＢに吹き付けられたアルミニウム用化成処理液は、ブースの床面で集約されて回収槽３０７に回収され、ここからポンプ３０９によって吸引される。そして、塵埃除去装置３１０，化成スラッジ除去装置３１１および油分除去装置３１２を通過することによりアルミニウム処理液に含まれた塵埃、アルミニウムや鉄の化成スラッジ、油分が除去されたのち、配管３０８を介してアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に戻される。
【００７１】
このアルミ化成処理ゾーン３００の処理によって、フード、トランクリッド及びドアなど外板部品として採用されたアルミニウム製部品の化成被膜処理を行うことができる。特に、これらアルミニウム製部品が自動車ボディＢの外板部品に使用されていると、本例のようなスプレー処理のみによっても充分な化成被膜を形成することができ、その結果、アルミニウムの化成処理工程の長さを最小限に留めることができる。
【００７２】
最後に、アルミ化成処理ゾーン３００を通過した自動車ボディＢは、リンス槽２０１に浸漬され、自動車ボディＢに付着した処理液を洗浄する。この自動車ボディＢの浸漬の際に、リンス槽用超振動攪拌装置２０がリンス槽２０１内の純水に乱流攪拌を生じさせ、洗浄性の向上、洗浄時間の短縮化を図る。こののち、自動車ボディを乾燥炉に搬送して乾燥させ、下地塗装である電着塗装工程に送る。このとき、リンス槽２０１内の洗浄液は配管２０２およびポンプ２０３によって配管３０８の塵埃除去装置３１０の上流に導かれ、塵埃除去装置３１０，化成スラッジ除去装置３１１および油分除去装置３１２を通過したのち、アルミニウム化成処理液補給槽３０１に供給される。これにより、リンス槽２０１内の純水を有効活用することができる。
【００７３】
第２実施形態
図４は、本発明の塗装前処理装置の第２実施形態を示すシステム図であり、第１実施形態と同様に、たとえば自動車ボディなどの被塗装物に対し、電着塗装の下地処理としての、脱脂処理、表面調整及び化成処理を行う塗装前処理工程を示している。本実施形態は、上述した第１実施形態に比べて、アルミ化成処理ゾーン３００にディッピング槽３１３を採用した点が基本的に相違している。その他の構成については第１実施形態と同様であるため同一の構成部材には同一の符号を付す。
【００７４】
本例のアルミ化成処理ゾーン３００には、アルミニウム化成処理液が満たされたアルミニウム化成処理槽３１３が設けられ、コンベアＣにて搬送されてきた自動車ボディＢは、コンベアＣの軌跡にしたがって全没または半没される。
【００７５】
ここで、全没処理、いわゆるフルディップ処理とは、自動車ボディＢの全てをアルミニウム化成処理液に浸漬させる処理をいい、これに対して半没処理、いわゆるハーフディップ処理とは、自動車ボディＢのドアパネルの上側のライン（図５のＢ１参照）から下部のみをアルミニウム化成処理液に浸漬させる処理をいう。それぞれの浸漬処理を行った場合の液面を図５に示す。自動車ボディＢのうちアルミニウム材で構成された部品がドアパネルの上側ラインＢ１より上部にない場合、たとえばルーフパネルやピラーが鉄で構成されている場合には、自動車ボディＢを全没させる必要はなく、アルミニウム材で構成された部品が浸漬されればよいのでハーフディップ処理を採用することもできる。また、ルーフパネルなどがアルミニウム材で構成されていても、自動車ボディＢをハーフディップとして、ドアパネルの上側のラインＢ１から下部のアルミニウム製部品の化成処理を行うとともに、浸漬されないルーフなどにはスプレー装置でアルミニウム化成処理液を吹き付けるように構成してもよい。
【００７６】
ハーフディップを採用すると、フルディップに比べて、処理槽やリンス槽の容量を小さく設定することができるので、アルミニウム化成処理液のイニシャルコストを低減することができるとともに、アルミニウム化成処理液の加温に要するエネルギーを低減することができる。
【００７７】
ディッピング槽３１３内のアルミニウム化成処理液は、配管３０８及びポンプ３０９によってアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に戻される。なお、ディッピング槽３１３に接続された配管３０８には、アルミニウム用化成処理液に含まれる塵埃を除去するための塵埃除去装置３１０、アルミニウムおよび鉄（前段の処理槽１０１の処理にて生じたもの）の化成スラッジを除去するための化成スラッジ除去装置３１１及び油分を除去するための油分除去装置３１２が設けられている。これら塵埃除去装置３１０、化成スラッジ除去装置３１１および油分除去装置３１２は、それぞれ上述した塵埃除去装置１０２、化成スラッジ除去装置１０３および油分除去装置１０４で例示した具体例を用いることができる。
【００７８】
本例で用いられるアルミニウム用化成処理液としては、特に限定されることはなく、たとえばヘキサフルオロチタネート、ヘキサフルオロジルコネートなどを例示することができる。こうした新規なアルミニウム化成処理液は、アルミニウム化成処理液タンク３０５に収容され、ポンプ３０６によってアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に供給されて、ここで適切な値に調整されたのち、配管３０２およびポンプ３０３によってディッピング槽３１３に供給される。
【００７９】
本例の塗装前処理装置では、アルミニウム化成処理手段として、フルディップまたはハーフディップなどのディッピング槽３１３を採用しているので、特に内板部にアルミニウム材を採用した場合の処理に優れている。
【００８０】
ちなみに、本実施形態においても上述した第１実施形態と同様、図４に示すように、脱脂化成処理槽１０１及びリンス槽２０１内の両側面部に、超振動攪拌装置１０、２０（超振動付与手段）が設けられている。これに加えて、第２実施形態では、アルミニウム用化成処理液が満たされるディッピング槽３１３内の両側面部にも、アルミニウム化成処理槽用超振動攪拌装置３０が設けられている。当該アルミニウム化成処理槽用超振動攪拌装置３０は、上述の処理槽用超振動撹拌装置１０及びリンス槽用超振動撹拌装置２０と同様の構造であり、この超振動攪拌装置３０の超振動発生部３１の振動モータにより生じた振動が、振動伝達部材３３を介して振動羽根板３２に伝達されて上下に振動することにより、脱脂化成処理槽１０１を満たすディッピング槽３１３を満たすアルミニウム用化成処理液が乱流攪拌される。この乱流攪拌により、アルミニウム化成処理槽３１３では、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果が得られる。また、第１実施形態と同様に脱脂化成処理槽１０１においては、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果が得られ、リンス槽２０１においては、洗浄性の向上、洗浄時間の短縮化の効果が得られる。なお、アルミニウム化成処理槽３１３がハーフディップの場合は、所望される深さに振動羽根板が浸漬するのに十分な大きさを有するアルミニウム化成処理槽用超振動撹拌装置３０を用いれば良い。
【００８１】
図６は本発明の第２実施形態における他の塗装前処理装置の例を示すシステム図である。図６に示すように、第１実施形態と同様に脱脂化成処理槽１０１及びリンス槽２０１の両側面部に、超音波攪拌装置１５、２５（超音波振動付与手段）が設けられている。これに加えて、本例では、アルミニウム用化成処理液が満たされるディッピング槽３１３内の両側面部にも、アルミニウム化成処理槽用超音波攪拌装置３５が設けられている。当該アルミニウム化成処理槽用超音波撹拌装置３５は、上述の処理槽用超音波撹拌装置１５及びリンス槽用超音波撹拌装置２５と同様の構造であり、超音波振動子３７が機械的に１５［ｋＨｚ］以上の周波数で振動することにより、ディッピング槽３１３内のアルミニウム用化成処理液が攪拌される。この攪拌により、アルミニウム化成処理槽３１３では、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果が得られる。また、第１実施形態と同様に脱脂化成処理槽１０１においては、被膜化成作用の促進、処理時間の短縮化、袋構造部の処理性の向上、攪拌に必要なエネルギーの削減の効果が得られ、リンス槽２０１においては、洗浄性の向上、洗浄時間の短縮化の効果が得られる。
【００８２】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００８３】
上述した実施形態の自動車ボディＢは、ドア、トランクリッド及びドアなどの部品がアルミニウム製部品であったが、アルミニウム合金であってもよい。
【００８４】
【実施例】
以下、本発明をさらに具体化した実施例及び比較例により本発明の効果を確認した。以下の実施例は、上述した実施形態で用いた脱脂兼化成処理液の効果を確認するためのものである。
実施例
【００８５】
実施例の脱脂兼化成処理液は、極性有機溶剤としてのジエチレングリコールモノエチルエーテル（ＤＥＧＭＥＥ）、ナトリウムイオンの供給源となるナトリウム化合物としての硝酸ナトリウム、リチウムの供給源となるリチウム化合物としての硝酸リチウム、リン酸イオンの供給源としてのオルトリン酸、亜鉛イオンの供給源となる亜鉛化合物としての硝酸亜鉛、ニッケルイオンの供給源となるニッケル化合物としての硝酸ニッケル、マンガンイオンの供給源となるマンガン化合物としての硝酸マンガンを用い、表１に示す配合により調整した。
【００８６】
また、実施例のアルミニウム用化成処理液として、ヘキサフルオロジルコネート（ヘンケル社製Ｄｅｏｘｙｌｙｔｅ５４Ｃ）を用いた。
【００８７】
テストピースとして、冷延鋼板（ＣＲＳ）、電気亜鉛メッキ鋼板（ＺＥ）及びアルミニウム６１１１（ＡＬ）の３種類を用意し、アセトンで脱脂した後に、３種類の防錆油（コスモ石油社製ラクトクリーンＫ、出光興産製出光ＮＲ３、日本石油製ノンラストＰＮ−１）の等量混合油を０．５ｇ／ｍ^２塗布し、試験用の油面を有するテストピースを作成した。このテストピースを上述した脱脂兼化成処理液及びアルミニウム用化成処理液を用いて表面処理し、得られたリン酸亜鉛被膜の性状及び性能、すなわち皮膜重量、結晶皮膜の緻密度合い、一次塗装密着性及び二次塗装密着性を評価した。結果を表１に示す。
【００８８】
なお、脱脂兼化成処理液による処理はテストピースを処理液にディッピングすることにより行い、その処理時間は３００秒とし、処理液の液温は４０℃とした。また、アルミニウム用化成処理液による処理はテストピースに処理液をスプレーすることにより行い、スプレー時間を２０秒、３０秒及び１００秒とした。アルミニウム用化成処理液のｐＨは４．０、液温は４０℃とした。
【００８９】
評価結果は、皮膜重量、結晶皮膜の緻密度合い、一次塗装密着性、二次塗装密着性を、◎極めて良好、○良好、△少々劣る、×不良の４つに区分して行った。
【００９０】
皮膜重量は、処理後のテストピースをドライヤーで乾燥させた後に計測した。ここでは皮膜重量として１ｍ^２あたりの重さ（ｇ）に換算し、リン酸亜鉛化成処理膜が塗装下地として優れた防錆製及び塗装性を有するためには皮膜重量が２〜３．５ｇ／ｍ^２程度の均一且つ緻密な結晶皮膜が求められるので、皮膜重量が２〜２．５ｇ／ｍ^２であれば◎（極めて良好）、２．６〜３．５ｇ／ｍ^２であれば○（良好）、１．５〜１．９ｇ／ｍ^２であれば△（少々劣る）、１．５ｇ／ｍ^２未満であれば×（不良）と評価した。
【００９１】
結晶皮膜の緻密度合いは、処理後のテストピースの中央部から試料をサンプリングし、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でリン酸亜鉛結晶皮膜の形状、大きさを観察した。
【００９２】
本実施例においては、緻密度合を示す結晶サイズが５μｍ以下であればＡ（極めて良好）、５μｍ超〜１０μｍ以下であればＢ（良好）、１０μｍ超〜２０μｍ以下であればＣ（少々劣る）、２０μｍより大きければＤ（不良）という基準に基づき評価した。
【００９３】
一次塗装密着性は、処理後のテストピースに塗装を施して評価した。具体的には、処理後のテストピースに、電着塗料（神東ハーバーツ・オートモーティブ・システムズ（株）社製サクセード＃８０Ｖ）を、２００Ｖの電圧をかけて３分間通電させたのち、１７０℃で２０分間焼き付け、１５〜２０μｍの電着膜厚を形成した。こうして得られた電着塗膜が形成されたテストピースを用いてＪＩＳ・Ｋ５４００の碁盤目試験に従い、テストピースの塗装面を、ＮＴカッタ−で１ｍｍ間隔で１００個の升目に刻み、セロハン製テープ（ニチバン製、幅１８ｍｍ）を貼り付け、２分経過後、セロハン製テープを剥離させた後に１００個の升目のうち何個分の塗装膜が残存しているか、升目の個数で評価した。残存塗装膜の升数が１００個であれば◎（極めて良好）、９５〜９９個であれば○（良好）、８５〜９４個であれば△（少々劣る）、８４個以下であれば×（不良）と評価した。
【００９４】
二次塗装密着性は、上述した一次塗装密着性試験と同様の電着塗膜を形成し、これを温水浸漬することで塗膜の密着性を意図的に劣化させた後の塗膜の密着性を評価するものである。温水浸漬は、電着塗膜が形成されたテストピースを、４０℃±１℃の温水に１０００時間浸漬する。なお、密着性の評価は、一次塗装密着性と同様にＪＩＳ・Ｋ５４００の碁盤目試験に従って行った。
【表１】

比較例
【００９５】
実施例における脱脂兼化成処理液の極性有機溶剤と水との重量比率を１：９とした以外は実施例と同じ条件で脱脂兼化成処理液及びアルミニウム化成処理液を作製し、同様の評価を行った。その結果を表２に示す。
【表２】

考察
【００９６】
表１及び表２の結果からも明らかなように、比較例の塗装前処理方法では、皮膜重量、結晶皮膜の緻密度合い、一次塗装密着性、二次塗装密着性の何れにおいても少々劣る〜不良であったのに対し、実施例の塗装前処理方法を採用することで、皮膜重量、結晶皮膜の緻密度合い、一次塗装密着性、二次塗装密着性の何れについても極めて良好〜少々劣るとなり、品質的にも問題がないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗装前処理装置の第１実施形態を示すシステム図である。
【図２】図１の脱脂化成処理槽の概略断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における他の塗装前処理装置の例を示すシステム図である。
【図４】本発明の塗装前処理装置の第２実施形態を示すシステム図である。
【図５】図４に示す塗装前処理装置における全没処理および半没処理を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施形態における他の塗装前処理装置の例を示すシステム図である。
【符号の説明】
１０１…処理槽
２０１…リンス槽（リンス手段）
３００…アルミ化成処理ゾーン（アルミニウム化成処理手段）
３０１…アルミニウム用化成処理液補給タンク
３０２…配管
３０３…ポンプ
３０４…ノズル
３０７…回収槽
３０８…配管
３０９…ポンプ

Claims (56)

1. 重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、被塗物が浸漬される処理槽と、
   前記処理槽の後段に設けられ、前記被塗物をアルミニウム用化成処理液で処理するアルミニウム化成処理手段と、
   前記アルミニウム化成処理手段の後段に設けられ、前記被塗物を洗浄液で洗浄するリンス手段と、
   前記処理槽内の前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する処理槽用振動付与手段と、を備えた塗装前処理装置。
2. 重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、被塗物が浸漬される処理槽と、
   前記処理槽の後段に設けられ、前記被塗物をアルミニウム用化成処理液で処理するアルミニウム化成処理手段と、
   前記アルミニウム化成処理手段の後段に設けられ、洗浄液で満たされ前記被塗物が浸漬されるリンス槽と、
   前記リンス槽内の前記洗浄液に振動を付与するリンス槽用振動付与手段と、を備えた塗装前処理装置。
3. 前記処理槽内の前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する処理槽用振動付与手段をさらに備えた請求項２記載の塗装前処理装置。
4. 少なくとも一部の被塗物が、外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディである請求項１〜３の何れかに記載の塗装前処理装置。
5. 前記アルミニウム化成処理手段は、調整されたアルミニウム用化成処理液を収容するアルミニウム用化成処理液補給タンクと、このアルミニウム用化成処理液補給タンク内のアルミニウム化成処理液を前記被塗物に吹き付けるスプレー装置と、を含む請求項１〜４の何れかに記載の塗装前処理装置。
6. 前記アルミニウム化成処理手段は、前記被塗物に吹き付けられたアルミニウム用化成処理液を回収する回収槽と、この回収槽に回収されたアルミニウム用化成処理液を前記アルミニウム用化成処理液補給タンクへ戻す第１配管系と、を含む請求項５記載の塗装前処理装置。
7. 前記第１配管系は、前記回収槽に回収されたアルミニウム用化成処理液に含まれた塵埃を除去する塵埃除去手段と、前記回収槽に回収されたアルミニウム用化成処理液に含まれた化成スラッジを除去する化成スラッジ除去手段と、前記回収槽に回収されたアルミニウム用化成処理液に含まれた油分を除去する油分除去手段と、を含む請求項６記載の塗装前処理装置。
8. 前記リンス手段の洗浄液を前記回収槽および／または、前記塵埃除去手段、化成スラッジ除去手段および油分除去手段のうちの最上流の手段へ導く第２配管系をさらに有する請求項７記載の塗装前処理装置。
9. 重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液が満たされ、被塗物が浸漬される処理槽と、
   前記処理槽の後段に設けられ、アルミニウム用化成処理液が満たされ、前記被塗物が浸漬されるアルミニウム化成処理槽を有するアルミニウム化成処理手段と、
   前記アルミニウム化成処理手段の後段に設けられ、前記被塗物を洗浄液で洗浄するリンス手段と、
   前記アルミニウム化成処理槽内の前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与するアルミニウム化成処理槽用振動付与手段と、を備えた塗装前処理装置。
10. 前記処理槽内の前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する処理槽用振動付与手段をさらに備えた請求項９記載の塗装前処理装置。
11. 前記リンス手段が、洗浄液で満たされ前記被塗物が浸漬されるリンス槽を含み、
    前記リンス槽の前記洗浄液に振動を付与するリンス槽用振動付与手段と、をさらに備えた請求項９記載の塗装前処理装置。
12. 前記アルミニウム化成処理手段は、前記アルミニウム化成処理液が満たされ、前記被塗物が浸漬されるアルミニウム化成処理槽を含む請求項１〜４の何れかに記載の塗装前処理装置。
13. 前記アルミニウム化成処理槽内の前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与するアルミニウム化成処理槽用振動付与手段をさらに備えた請求項１２記載の塗装前処理装置。
14. 前記被塗物を前記アルミニウム化成処理槽に全没させる請求項９〜１３の何れかに記載の塗装前処理装置。
15. 前記被塗物を前記アルミニウム化成処理槽に半没させる請求項９〜１３の何れかに記載の塗装前処理装置。
16. 前記アルミニウム化成処理手段は、調整されたアルミニウム用化成処理液を収容するアルミニウム用化成処理液補給タンクと、このアルミニウム用化成処理液補給タンク内のアルミニウム化成処理液を前記アルミニウム化成処理槽に供給する第３配管系と、前記アルミニウム化成処理槽内のアルミニウム用化成処理液を前記アルミニウム用化成処理液補給タンクへ戻す第４配管系と、を含む請求項９〜１５の何れかに記載の塗装前処理装置。
17. 前記第４配管系は、前記アルミニウム化成処理槽内のアルミニウム用化成処理液に含まれた塵埃を除去する塵埃除去手段と、前記アルミニウム化成処理槽内のアルミニウム用化成処理液に含まれた化成スラッジを除去する化成スラッジ除去手段と、前記アルミニウム化成処理槽内のアルミニウム用化成処理液に含まれた油分を除去する油分除去手段と、を含む請求項１６記載の塗装前処理装置。
18. 前記リンス手段の洗浄液を前記塵埃除去手段、化成スラッジ除去手段および油分除去手段のうちの最上流の手段へ導く第５配管系をさらに有する請求項１７記載の塗装前処理装置。
19. 前記処理槽用振動付与手段が、超振動により前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する超振動付与手段である請求項１、３〜８、１０〜１８の何れかに記載の塗装前処理装置。
20. 前記処理槽用振動付与手段が、超音波振動により前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する超音波振動付与手段である請求項１、３〜８、１０〜１８の何れかに記載の塗装前処理装置。
21. 前記リンス槽用振動付与手段が、超振動により前記洗浄液に振動を付与する超振動付与手段である請求項２〜８、１１〜２０の何れかに記載の塗装前処理装置。
22. 前記リンス槽用振動付与手段が、超音波振動により前記洗浄液に振動を付与する超音波振動付与手段である請求項２〜８、１１〜２０の何れかに記載の塗装前処理装置。
23. 前記アルミニウム化成処理槽用振動付与手段が、超振動により前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与する超振動付与手段である請求項９〜１１、１３〜２２の何れかに記載の塗装前処理装置。
24. 前記アルミニウム化成処理槽用振動付与手段が、超音波振動により前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する超音波振動付与手段である請求項９〜１１、１３〜２２の何れかに記載の塗装前処理装置。
25. 前記極性有機溶剤が、グリコールエーテル、ジエチレングリコールエーテルの少なくとも一つを含む請求項１〜２４の何れかに記載の塗装前処理装置。
26. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．８〜３．３重量部のナトリウムイオン及び／又はリチウムイオンを含む請求項１〜２５の何れかに記載の塗装前処理装置。
27. 前記ナトリウムイオンとリチウムイオンのモル比が、５０：５０〜２：９８である請求項２６記載の塗装前処理装置。
28. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．２〜０．５重量部のリン酸イオンと、０．５〜０．７重量部の亜鉛イオンとを含む請求項１〜２７の何れかに記載の塗装前処理装置。
29. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．０９〜０．２３重量部のニッケルイオンを含む請求項１〜２８の何れかに記載の塗装前処理装置。
30. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．０３〜０．１６重量部のマンガンイオンを含む請求項１〜２９の何れかに記載の塗装前処理装置。
31. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、３．５〜１０．８重量部の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む請求項１〜３０の何れかに記載の塗装前処理装置。
32. 前記処理槽に満たされた処理液の温度が４０℃〜６０℃であって、前記被塗物の浸漬時間が３分〜１０分である請求項１〜３１の何れかに記載の塗装前処理装置。
33. 前記アルミニウム用化成処理液が、ヘキサフルオロチタネート、ヘキサフルオロジルコネートの少なくとも一つを含む請求項１〜３２の何れかに記載の塗装前処理装置。
34. 前記被塗物に吹き付けられるアルミニウム用化成処理液のｐＨが２．５〜１０、温度が２０℃〜７０℃、前記被塗物に吹き付けられる時間が２０秒〜１００秒である請求項１〜３３の何れかに記載の塗装前処理装置。
35. 外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディを、
    重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液に浸漬させて処理する第１のステップと、
    前記自動車ボディをアルミニウム用化成処理液にて処理する第２のステップと、
    洗浄液にて前記自動車ボディを洗浄する第３のステップと、を有し、
    前記第１のステップにおいて前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する塗装前処理方法。
36. 外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディを、
    重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液に浸漬させて処理する第１のステップと、
    前記自動車ボディをアルミニウム用化成処理液に浸漬させて処理する第２のステップと、
    洗浄液にて前記自動車ボディを洗浄する第３のステップと、を有し、
    前記第２のステップにおいて前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与する塗装前処理方法。
37. 前記第１のステップにおいて、前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する請求項３６記載の塗装前処理方法。
38. 外板部の少なくとも一部にアルミニウム又はアルミニウム合金製部品を有する、鉄とアルミニウムとの複合自動車ボディを、
    重量比率が２．８：７．２〜３．８：６．２である極性有機溶剤及び水の混合溶媒と、ナトリウムイオン及び／又はリチウムイオン、リン酸イオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを少なくとも含有する脱脂兼化成処理液に浸漬させて処理する第１のステップと、
    前記自動車ボディをアルミニウム用化成処理液にて処理する第２のステップと、
    前記自動車ボディを洗浄液に浸漬させて洗浄する第３のステップと、を有し、
    前記第３のステップにおいて前記洗浄液に振動を付与する塗装前処理方法。
39. 前記第１のステップにおいて、前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する請求項３８記載の塗装前処理方法。
40. 前記第２のステップにおいて、前記自動車ボディを前記アルミニウム用化成処理液に浸漬させて処理をし、前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与する請求項３８又は３９に記載の塗装前処理方法。
41. 超振動により前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する請求項３５、３７、３９、４０の何れかに記載の塗装前処理方法。
42. 超音波振動により前記脱脂兼化成処理液に振動を付与する請求項３５、３７、３９、４０の何れかに記載の塗装前処理方法。
43. 超振動により前記洗浄液に振動を付与する請求項３６、３７、４０〜４２の何れかに記載の塗装前処理方法。
44. 超音波振動により前記洗浄液に振動を付与する請求項３６、３７、４０〜４２の何れかに記載の塗装前処理方法。
45. 超振動により前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与する３８〜４４の何れかに記載の塗装前処理方法。
46. 超音波振動により前記アルミニウム用化成処理液に振動を付与する３８〜４４の何れかに記載の塗装前処理方法。
47. 前記極性有機溶剤が、グリコールエーテル、ジエチレングリコールエーテルの少なくとも一つを含む請求項３５〜４６の何れかに記載の塗装前処理方法。
48. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．８〜３．３重量部のナトリウムイオン及び／又はリチウムイオンを含む請求項３５〜４７の何れかに記載の塗装前処理方法。
49. 前記ナトリウムイオンとリチウムイオンのモル比が、５０：５０〜２：９８である請求項４８記載の塗装前処理方法。
50. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．２〜０．５重量部のリン酸イオンと、０．５〜０．７重量部の亜鉛イオンとを含む請求項３５〜４９の何れかに記載の塗装前処理方法。
51. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．０９〜０．２３重量部のニッケルイオンを含む請求項３５〜５０の何れかに記載の塗装前処理方法。
52. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、０．０３〜０．１６重量部のマンガンイオンを含む請求項３５〜５１の何れかに記載の塗装前処理方法。
53. 前記極性有機溶剤及び水の混合溶媒１００重量部に対して、３．５〜１０．８重量部の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む請求項３５〜５２の何れかに記載の塗装前処理方法。
54. 前記脱脂兼化成処理液の温度が４０℃〜６０℃であって、前記自動車ボディの浸漬時間が３分〜１０分である請求項３５〜５３の何れかに記載の塗装前処理方法。
55. 前記アルミニウム用化成処理液が、ヘキサフルオロチタネート、ヘキサフルオロジルコネートの少なくとも一つを含む請求項３５〜５４の何れかに記載の塗装前処理方法。
56. 前記自動車ボディに吹き付けられるアルミニウム用化成処理液のｐＨが２．５〜１０、温度が２０℃〜７０℃、前記自動車ボディに吹き付けられる時間が２０秒〜１００秒である請求項３５〜５５の何れかに記載の塗装前処理方法。

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