JP2004018864A - 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が浸漬される処理槽１０１と、処理槽１０１の後段で鉛直方向に高い位置に設けられ、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の後段で高い位置に設けられ、洗浄液が満たされ自動車ボディＢが浸漬されるリンス槽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、を備え、前記アルミニウム化成処理手段が前記処理槽より鉛直方向に高い位置に設けられ、及び／又は前記リンス手段が前記アルミニウム化成処理手段より鉛直方向に高い位置に設けられ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、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、第１のステップの後に前記複合自動車ボディを勾配に沿って上昇させる第２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３のステップと、第３のステップの後に前記複合自動車ボディを勾配に沿って上昇させる第４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５のステップと、を有する塗装前処理方法が提供され（請求項３５参照）。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
また、アルミニウム化成処理手段を脱脂兼化成処理槽より鉛直方向に高い位置に設け、リンス手段をアルミニウム化成処理手段より鉛直方向に高い位置に設けることにより、鉛直方向に同じ高さに設置した場合と比較して、処理槽からアルミニウム化成処理手段への出槽時間、及びアルミニウム化成処理手段からリンス手段への出槽時間が長くなり、被塗物に付着した塵埃の効果的な除去等により、被塗物の塗装の品質を向上させることが可能となる。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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分間処理することが好ましい。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図１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、アルミ化成処理ゾーン３００、リンス槽２０１は、鉛直方向に対して異なる高さに設置されており、リンス槽２０１がアルミ化成処理ゾーン３００より高い位置になるように、そしてアルミ化成処理ゾーン３００が脱脂化成処理槽１０１より高い位置になるように段違いに設けられている。なお、本実施形態においては、２段の段違いとなっているが、何れか一方のみを段違いとしても良い。また、この段違いとなっている脱脂化成処理槽１０１の出口部からのアルミ化成処理ゾーン３００の入口部に至るまでの間に、実質的に平坦な第１の傾斜面３１が設けられており、アルミ化成処理ゾーン３００の出口部からリンス槽２０１の入口部に至るまでの間にも、実質的に平坦な第２の傾斜面４１が設けられている。なお、当該第１の傾斜面３１の形状は、上記の平坦な平面に限定されず、当該第１の傾斜面３１の上方を通過する自動車ボディＢから流れ落ちる脱脂兼化成処理液を脱脂化成処理槽１０１に流入させる形状であれば、例えば曲面を有する形状であっても良い。同様に、第２の傾斜面４１の形状も上記の平坦な平面に限定されず、当該第２の傾斜面４１の上方を通過する自動車ボディＢから流れ落ちるアルミニウム用化成処理液をアルミ化成処理ゾーン３００に流入させる形状であれば、例えば曲面を有する形状であっても良い。
【００５６】
このように、脱脂化成処理槽１０１、アルミ化成処理ゾーン３００、リンス槽２０１とを鉛直方向に対して異なる高さに設置することにより、同じ高さに設置した場合と比較して、脱脂化成処理槽とアルミ化成処理ゾーンとの間の出槽時間、及びアルミ化成処理ゾーンとリンス槽との間の出槽時間を長く確保し、自動車ボディに付着した鉄粉等のゴミブツを効果的に除去し、自動車ボディの塗装の品質を向上させるすることが可能となる。また、自動車ボディＢから流れ落ちる脱脂兼化成処理液を第１の傾斜面３１により脱脂化成処理槽１に戻し、また自動車ボディＢから流れ落ちるアルミニウム用化成処理液を第２の傾斜面４１によりアルミ化成処理ゾーン３００に戻してそれぞれ循環させることにより、脱脂兼化成処理液及びアルミニウム用化成処理液の使用量削減を図ることが可能となる。ハンガＨに搭載された状態で搬送される自動車ボディＢは、脱脂化成処理槽１０１からの出槽時に傾斜した状態で出槽され、その状態を維持して第１の傾斜面３１の勾配に従って移動され、アルミ化成処理ゾーン３００に到達し、さらに当該アルミ化成処理ゾーン３００から傾斜した状態で第２の傾斜面４１の勾配に従って移動され、リンス槽２０１に入槽される。このように自動車ボディＢを傾斜させた状態で入出槽及び移動させることにより、さらに効率的にゴミブツの除去を行う。
【００５７】
なお、脱脂化成処理槽１０１、アルミ化成処理ゾーン３００、リンス槽２０１とを鉛直方向に対して実質的に等しい高さに設置した場合には、２つのディッピング槽１０１、２０１及びアルミ化成処理ゾーン３００の間の長い出槽時間を確保するために、ライン全体は停止させずに、脱脂化成処理槽１０１とアルミ化成処理ゾーン３００との間、及びアルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間を搬送される自動車ボディＢのみを間欠非同期的に減速或いは停止させる方法が考えられる。また、脱脂化成処理槽１０１とアルミ化成処理ゾーン３００との間、及びアルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間を搬送される自動車ボディＢを傾斜させてハンガに搭載する方法も考えられる。
【００５８】
さらに、図１に示すように、第１の傾斜面３１には、塗装搬送ラインＣに沿って搬送される自動車ボディＢの周囲に第１の高圧スプレー３２（噴射手段）及び第１の流し込み用ノズル３４（流出手段）が位置するように設けられている。第１の高圧スプレー３２は、ハンガＨに搭載された状態で第１の傾斜面３１を通過する自動車ボディＢに対して上側及び側面方向から、３．９２［ＭＰａ］〜５．８８［ＭＰａ］程度の高圧で脱脂兼化成処理液を噴射する。これにより、自動車ボディＢの外側に付着したゴミブツの除去を行い、自動車ボディＢの外側の塗装の品質を向上させる。当該第１の高圧スプレー３２への脱脂兼化成処理液は、脱脂化成処理槽１０１からポンプ３３により供給される。
【００５９】
また、当該第１の傾斜面３１に設けられた第１の流し込み用ノズル３４は、ハンガＨに搭載された状態で第１の傾斜面３１を通過する自動車ボディＢの内側に、１０００［ｌ／ｍｉｎ］程度の流量の脱脂兼化成処理液を流し込む。これにより、自動車ボディＢの内側に、特に袋構造部に溜まったゴミブツの除去の効果をさらに高めることが可能となる。当該第１の流し込み用ノズル３４への脱脂兼化成処理液は、脱脂化成処理槽１０１からポンプ３５により供給される。
【００６０】
第１の高圧スプレー３２により噴射された脱脂兼化成処理液、及び第１の流し込み用ノズル３４により流し込まれた脱脂兼化成処理液は、第１の傾斜面３１の勾配により、脱脂化成処理槽１０１に戻され、循環して使用される。
【００６１】
また、アルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間の第２の傾斜面４１には、塗装搬送ラインＣに沿って搬送される自動車ボディＢの周囲に第２の流し込みノズル４２が位置するように設けられている。第２の流し込みノズル４２は、ハンガＨに搭載された状態で第２の傾斜面４１を通過する自動車ボディＢの内側に、１０００［ｌ／ｍｉｎ］程度の流量のアルミニウム用化成処理液を流し込む。これにより、自動車ボディＢの内側に、特に袋構造部に溜まったゴミブツの除去の効果をさらに高めることが可能となる。当該第２の流し込みノズル４２へのアルミニウム用化成処理液は、アルミニウム化成処理液補給タンク３０１からポンプ４３により供給される。
【００６２】
なお、第１の傾斜面３１に設けられた第１の高圧スプレー３２と同様に、アルミニウム用化成処理液が供給される第２の高圧スプレーを、第２の傾斜面４１に設けても良い。
【００６３】
また、リンス槽２０１をアルミ化成処理ゾーン３００より鉛直方向に低い位置にし、アルミ化成処理ゾーン３００を脱脂化成処理槽１０１より鉛直方向に低い位置となるように設置することにより、例えば次の様な方法が考えられる。即ち、まず、脱脂化成処理槽１０１とアルミ化成処理ゾーン３００との間に傾斜面を具備させ、ポンプによりアルミニウム化成処理液補給タンク３０１から供給されるアルミニウム用化成処理液を自動車ボディＢの内部に大量に流し込むための流し込み用ノズルを具備させる。これにより、これにより自動車ボディＢの内側に、特に袋構造部に溜まったゴミブツの除去の効果をさらに高めることが可能となる。さらに、当該アルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間に傾斜面を具備させ、ポンプにより純水を噴射する高圧スプレーを当該斜面に具備させる。これにより、自動車ボディＢの洗浄の効果を高めることが可能となる。
【００６４】
次に作用を説明する。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
処理槽１０１を通過した自動車ボディＢは、第１の傾斜面３１の勾配に沿ってを上昇する。その上昇の間に、第１の高圧スプレー３２により脱脂兼化成処理液が高圧で噴射され、第１の流し込み用ノズル３４により脱脂兼化成処理液が内部に大量に流し込まれて、アルミ化成処理ゾーン３００に送られる。上昇中の自動車ボディＢから流れ落ちる脱脂兼化成処理液は、第１の傾斜面３１の勾配により脱脂化成処理槽１０１に流入する。
【００７０】
そして、アルミ化成処理ゾーン３００では、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】
アルミ化成処理ゾーン３００を通過した自動車ボディＢは、第２の傾斜面４１の勾配に従って上昇する。その上昇の間に、第２の流し込み用ノズル４２によりアルミニウム用化成処理液が内部に大量に流し込まれて、リンス槽２０１に送られる。上昇中の自動車ボディＢから流れ落ちるアルミニウム用化成処理液は、第２の傾斜面４１の勾配によりアルミ化成処理ゾーン３００に流入し、ブースの床面で集約されて回収槽３０７に回収される。
【００７３】
その後、自動車ボディＢはリンス槽２０１に浸漬され、当該自動車ボディＢに付着した処理液を洗浄する。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。
【００７４】
第２実施形態
図２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。
【００７５】
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。
【００７６】
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３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３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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
ちなみに、本例においても上述の第１実施形態と同様に、アルミ化成処理ゾーン３００が脱脂化成処理槽１０１より鉛直方向に高い位置になるようように段違いに設けられており、その間に第１の傾斜面３１が設けられている。またリンス槽２０１がアルミ化成処理ゾーン３００より鉛直方向に高い位置になるように段違いに設けられており、その間に第２の傾斜面４１が設けられている。
【００８２】
第１の傾斜面３１には、塗装搬送ラインＣに沿って搬送される自動車ボディＢの周囲に第１の高圧スプレー３２（噴射手段）及び第１の流し込み用ノズル３４（流出手段）が位置するように設けられており、第１の高圧スプレー３２及び第１の流し込み用ノズル３４にはそれぞれポンプ３３、３５により脱脂化成処理槽１０１内の脱脂兼化成処理液が供給される。これにより、自動車ボディＢに付着した鉄粉等のゴミブツを効果的に除去することが可能となるとともに、自動車ボディＢから流れ落ちる脱脂兼化成処理液を第１の傾斜面３１により脱脂化成処理槽１０１に戻し、循環させることにより、脱脂兼化成処理液の使用量削減を図ることが可能となる。
【００８３】
同様に、第２の傾斜面４１には、塗装搬送ラインＣにそって搬送される自動車ボディＢの周囲に第２の高圧スプレー４４及び第２の流し込み用ノズル４２が一するように設けられており、第２の高圧スプレー４４及び第２の流し込み用ノズル４２にはそれぞれポンプ４５、４３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供給される。これにより、自動車ボディＢに付着した鉄粉等のゴミブツを効果的に除去することが可能となるとともに、自動車ボディＢから流れ落ちるアルミニウム用化成処理液を第２の傾斜面４１によりディッピング槽３１３に戻し、循環させることにより、アルミニウム用化成処理液の使用量削減を図ることが可能となる。
【００８４】
なお、第２の高圧スプレー４４及び第２の流し込み用ノズル４２へのアルミニウム用化成処理液は、第１実施形態のように、それぞれポンプによりアルミニウム化成処理液補給槽３０１から供給しても良い。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
【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
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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
【００９８】
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
【００９９】
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実施形態を示すシステム図である。
【図２】本発明の塗装前処理装置の他の実施形態を示すシステム図である。
【図３】図２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。
【符号の説明】
１０１…処理槽
２０１…リンス槽（リンス手段）
３００…アルミニウム化成処理ゾーン（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 (50)

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、を備え、
   前記アルミニウム化成処理手段が前記処理槽より鉛直方向に高い位置に設けられ、及び／又は前記リンス手段が前記アルミニウム化成処理手段より鉛直方向に高い位置に設けられた塗装前処理装置。
2. 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記載の塗装前処理装置。
3. 前記処理槽の出槽側と前記アルミニウム化成処理手段の入口側との間に前記処理槽に通じる第１の傾斜面が設けられ、及び／又は前記アルミニウム化成処理手段の出口側と前記リンス手段の入口側との間に前記アルミニウム化成処理手段に通じる第２の傾斜面がさらに設けられ、
   前記第１の傾斜面が、前記被塗物から流れ落ちる前記脱脂兼化成処理液を前記処理槽に導き、
   前記第２の傾斜面が、前記被塗物から流れ落ちる前記アルミニウム用化成処理液を前記アルミニウム化成処理手段に導く請求項１又は２記載の塗装前処理装置。
4. 前記処理槽を出槽してから前記アルミニウム化成処理手段に進入するまでの間、及び／又は前記アルミニウム化成処理手段から進出して前記リンス手段に進入するまでの間、前記被塗物が傾斜して移動する請求項１〜３の何れかに記載の塗装前処理装置。
5. 前記処理槽に満たされる前記脱脂兼化成処理液を吸引して、前記被塗物の内側に対して前記脱脂兼化成処理液を流出する第１の流出手段を備え、
   前記第１の流出手段が、前記第１の傾斜面に設けられた請求項３又は４記載の塗装前処理装置。
6. 前記処理槽に満たされる前記脱脂兼化成処理液を吸引して、前記被塗物の外側に対して前記脱脂兼化成処理液を噴射する第１の噴射手段をさらに備え、
   前記第１の噴射手段が、前記第１の傾斜面に設けられた請求項３〜５の何れかに記載の塗装前処理装置。
7. 前記アルミニウム化成処理手段から前記アルミニウム化成処理液を吸引して、前記被塗物の内側に対して前記アルミニウム化成処理液を流出する第２の流出手段を備え、
   前記第２の流出手段が、前記第２の傾斜面に設けられた請求項３〜６の何れかに記載の塗装前処理装置。
8. 前記アルミニウム化成処理手段から前記アルミニウム化成処理液を吸引して、前記被塗物の外側に対して前記アルミニウム化成処理液を噴射する第２の噴射手段を備え、
   前記第２の噴射手段が、前記第２の傾斜面に設けられた請求項３〜７の何れかに記載の塗装前処理装置。
9. 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１〜８の何れかに記載の塗装前処理装置。
10. 前記第２の流出手段が、前記アルミニウム用化成処理液補給タンク内の前記アルミニウム用化成処理液を吸引して、前記被塗物の内側に対して前記アルミニウム用化成処理液を流出する請求項９記載の塗装前処理装置。
11. 前記第２の噴射手段が、前記アルミニウム用化成処理液補給タンク内の前記アルミニウム用化成処理液を吸引して、前記被塗物の外側に対して前記アルミニウム用化成処理液を噴射する請求項９又は１０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９〜１１の何れかに記載の塗装前処理装置。
13. 前記第２の傾斜面が、前記被塗物から流れ落ちる前記アルミニウム用化成処理液を前記回収槽に導く請求項１２記載の塗装前処理装置。
14. 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１２又は１３記載の塗装前処理装置。
15. 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１４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、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１〜８の何れかに記載の塗装前処理装置。
17. 前記第２の流出手段が、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を吸引して、前記被塗物の内側に対して前記アルミニウム用化成処理液を流出する請求項１６記載の塗装前処理装置。
18. 前記第２の噴射手段が、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を吸引して、前記被塗物の外側に対して前記アルミニウム用化成処理液を噴射する請求項１６又は１７記載の塗装前処理装置。
19. 前記第２の傾斜面が、前記被塗物から流れ落ちる前記アルミニウム用化成処理液を前記アルミニウム化成処理槽に導く請求項１６〜１８の何れかに記載の塗装前処理装置。
20. 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１６〜１９の何れかに記載の塗装前処理装置。
21. 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１６〜１９の何れかに記載の塗装前処理装置。
22. 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１６〜２１の何れかに記載の塗装前処理装置。
23. 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２２記載の塗装前処理装置。
24. 前記リンス手段内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２３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、
    第１のステップの後に前記複合自動車ボディを勾配に沿って上昇させる第２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３のステップと、
    第３のステップの後に前記複合自動車ボディを勾配に沿って上昇させる第４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５のステップと、を有する塗装前処理方法。
36. 前記第２のステップ及び前記第４のステップにおいて、
    前記複合自動車ボディを傾斜させた状態で勾配に沿って上昇させる請求項３５記載の塗装前処理方法。
37. 前記第２のステップにおいて、
    前記複合自動車ボディの内側に対して前記脱脂兼化成処理液を流出するステップを含む請求項３５又は３６記載の塗装前処理方法。
38. 前記第２のステップにおいて、
    前記複合自動車ボディの外側に対して前記脱脂兼化成処理液を噴射するステップを含む請求項３５〜３７の何れかに記載の塗装前処理方法。
39. 前記第４のステップにおいて、
    前記複合自動車ボディの内側に対して前記アルミニウム用化成処理液を流出するステップを含む請求項３５〜３８の何れかに記載の塗装前処理方法。
40. 前記第４のステップにおいて、
    前記複合自動車ボディの外側に対して前記アルミニウム用化成処理液を噴射するステップを含む請求項３５〜３９の何れかに記載の塗装前処理方法。
41. 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３５〜４０の何れかに記載の塗装前処理方法。
42. 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３５〜４１の何れかに記載の塗装前処理方法。
43. 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４２記載の塗装前処理方法。
44. 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３５〜４３の何れかに記載の塗装前処理方法。
45. 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３５〜４４の何れかに記載の塗装前処理方法。
46. 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３５〜４５の何れかに記載の塗装前処理方法。
47. 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３５〜４６の何れかに記載の塗装前処理方法。
48. 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３５〜４７の何れかに記載の塗装前処理方法。
49. 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３５〜４８の何れかに記載の塗装前処理方法。
50. 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３５〜４９の何れかに記載の塗装前処理方法。

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