JP2004018876A

JP2004018876A - 塗装前処理装置

Info

Publication number: JP2004018876A
Application number: JP2002171089A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Obika; 小比賀　正弘; Osamu Tanaka; 田中　修; Hideaki Yaegashi; 八重樫　英明; Hiroyuki Kishi; 岸　博之; Seiji Miyamoto; 宮本　誠司
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】鉄とアルミの複合ボディに対する塗装前処理装置を提供する。
【解決手段】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が浸漬されるリンス槽２０１とを備える。処理槽１０１とアルミニウム化成処理ゾーン３００との間、及びアルミニウム化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間には、自動車ボディＢを洗浄する水洗シャワー８２、９２と、自動車ボディＢから流れ落ちる液体を回収するドレンゾーン８０、９０とが設けられている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、塗装前処理装置に関し、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、備え、さらに、前記処理槽と前記アルミニウム化成処理手段との間に設けられ、前記脱脂兼化成処理液を回収する第１の回収手段、及び／又は前記アルミニウム化成処理手段と前記リンス手段との間に設けられ、前記アルミニウム用化成処理液を回収する第２の回収手段、を備えた塗装前処理装置が提供される（請求項１参照）。
【０００９】
本発明の塗装前処理装置では、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
さらに、脱脂兼化成処理液、アルミニウム用化成処理液を回収手段により回収して再利用することにより、脱脂兼化成処理液、アルミニウム用化成処理液の使用量を削減することが可能となる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１に示すように、本実施形態においては、脱脂化成処理槽１０１とアルミ化成処理ゾーン３００との間に第１のドレンゾーン８０（第１の回収手段）が設けられている。当該第１のドレンゾーン８０は、例えば傾斜面を有しその最下面に開口を有する概略凹形状の第１の凹状部８０ａを有し、処理槽１０１から出槽した自動車ボディＢから流れ落ちる脱脂兼化成処理液及び後述する第１の水洗スプレー８２で噴射される水（以下、第１のドレンゾーン８０において回収されるこれらの液体を総称して第１の回収液ともいう。）を当該第１の凹状部８０ａの傾斜に沿って重力の作用により第１の回収液タンク８１に回収する手段である。当該第１の回収液には、自動車ボディＢに付着していた鉄粉等のゴミブツも含まれている。
【００５５】
この第１のドレンゾーン８０には、ハンガＨに搭載された状態で通過する自動車ボディＢの上方及び側方に位置するように、第１の水洗スプレー８２（第１の水噴射手段）が設けられている。この第１の水洗スプレー８２が、通過する自動車ボディＢに対して水を噴射することにより、脱脂化成処理槽１０１を出槽した自動車ボディＢを効率的に洗浄する。当該第１の水洗スプレー８２には、ポンプ８４により水補給タンク８３から洗浄用の水が供給される。
【００５６】
図１に示すように、当該第１のドレンゾーン８０により第１の回収液タンク８１に回収された第１の回収液は、マイクロフィルタを有する第１の濾過装置８５（第１の濾過手段）に導かれる。当該第１の濾過装置８５は、具備されたマイクロフィルタの０．１〜数［μｍ］程度の細孔により第１の回収液を精密濾過し、第１の回収液の液体から自動車ボディＢに付着していたゴミブツ等の固体を分離する。なお、マイクロフィルタの代わりに、限外濾過膜やナノ濾過膜等の濾過膜を用いても良く、或いはこれらを複合的に用いても良い。
【００５７】
さらに、精密濾過された第１の回収液の液体は、ＲＯ膜（Ｒｅｖｅｒｓｅ　Ｏｓｍｏｓｉｓ膜）を有する第１の逆浸透装置８６（第１の純水分離手段）に導かれ、当該第１の回収液に浸透圧以上の機械的圧力を印加することにより、イオン、有機物質等が除去された純水と、純水以外の液体とに分離される。なお、分離された純水以外の液体には、主として脱脂兼化成処理液が含まれる。当該分離された純水は、ポンプ８７によりリンス槽２０１に供給され、分離された純水以外の液体は、ポンプ８８により脱脂化成処理槽１０１に戻される。
【００５８】
以上のように脱脂兼化成処理液を回収して再利用することにより、脱脂兼化成処理液の使用量を削減することが可能となる。また、第１のドレンゾーン８０に第１の水洗スプレー８２を具備させることにより、洗浄性を向上させるとともに、脱脂兼化成処理液のアルミ化成処理ゾーン３００への持ち出しを防止することが可能となる。
【００５９】
さらに、本実施形態においては、アルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間に、第１の凹状部８０ａと同様の形状の第２の凹状部９０ａを有する第２のドレンゾーン９０（第２の回収手段）が設けられており、当該第２のドレンゾーン９０を通過する自動車ボディＢの上方及び側方に位置するように第２の水洗スプレー９２（第２の水噴射手段）が設けられている。当該第２のドレンゾーン９０の上方を通過する自動車ボディＢに第２の水洗スプレー９２が水を噴射して、当該自動車ボディＢから流れ落ちるアルミニウム用化成処理液及び噴射される水（以下、第２のドレンゾーン９０において回収されるこれらの液体を総称して第２の回収液ともいう。）が第２の凹状部９０ａの傾斜に沿って重力の作用により第２の回収液タンク９１に回収される。なお、図１に示すように、第２の水洗シャワー９２には、水補給タンク８３からポンプ９４により洗浄用の水が供給される。
【００６０】
そして、第１の回収液タンク８１と同様に、第２の回収液タンク９１に回収された第２の回収液は、マイクロフィルタを有する第２の濾過装置９５（第２の濾過手段）により精密濾過され、さらにＲＯ膜を有する第２の逆浸透装置９６（第２の純水分離手段）に導かれ、純水とそれ以外のアルミニウム用化成処理液を含む液体成分に分離される。分離された純水はポンプ９７によりリンス槽２０１に供給され、純水以外の液体成分はポンプ９８によりアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に供給される。
【００６１】
以上のようにアルミニウム用化成処理液を回収して再利用することにより、アルミニウム用化成処理液の使用量を削減することが可能となる。また、第２のドレンゾーン９０に第２の水洗スプレー９２を具備させることにより、洗浄性を向上させるとともに、アルミニウム用化成処理液のリンス槽２０１への持ち出しを防止することが可能となる。
【００６２】
図２は、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２に示すように、ドレンゾーン８０、９０の代わりに、脱脂化成処理槽１０１とアルミ化成処理ゾーン３００との間に脱脂化成処理槽１０１に向かって下降する傾斜を有する第１の傾斜面８９（第１の回収手段）、及びアルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間にアルミ化成処理ゾーン３００に向かって下降する傾斜を有する第２の傾斜面９９（第２の回収手段）を具備させても良い。脱脂兼化成処理液が、自動車ボディＢから第１の傾斜面８９に流れ落ち、当該第１の傾斜面８９の傾斜に従って直接、脱脂化成処理槽１０１に導かれる。この場合、塗装前処理装置に上述の濾過装置８５、９５と第１の逆浸透装置８６、９６とを設ける必要がなく、比較的簡易な構造で脱脂兼化成処理液を回収することが可能となる。なお、この場合は水洗スプレー８２、９２は具備されない。
【００６３】
図３は、本発明の第１実施形態におけるさらに他の塗装前処理装置の例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とアルミ化成処理ゾーン３００との間に、第１の水洗スプレー８２を具備した第１のドレンゾーン８０を設け、当該第１のドレンゾーン８０に回収された第１の回収液タンク８１内の第１の回収液をポンプ８８により上述の塵埃除去手段１０２に供給し、それに続く化成スラッジ除去装置１０３及び油分除去装置１０４を通過させることで、脱脂兼化成処理液を含む第１の回収液から鉄粉などの塵埃、化成スラッジ及び油分が除去され、処理液補給タンク１０９に導かれて循環して再利用される。同様に、アルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間に、第２の水洗スプレー９２を具備した第２のドレンゾーン９０を設け、当該第２のドレンゾーン９０に回収された第２の回収液タンク９１内の第２の回収液をポンプ９８により上述の塵埃除去手段３１０に供給し、それに続く化成スラッジ除去装置３１１及び油分除去装置３１２を通過させることで、アルミニウム用化成処理液を含む第２の回収液から鉄粉などの塵埃、化成スラッジ及び油分が除去され、アルミニウム化成処理液補給タンク３０１に導かれて循環して再利用される。この場合も、塗装前処理装置に濾過装置８５、９５と逆浸透装置８６、９６とを設ける必要がない。
【００６４】
なお、第１の水洗スプレー８２、第１の濾過装置８５、第１の逆浸透装置８６を設けずに、第１のドレンゾーン８０から第１の回収液タンク８１に回収された脱脂兼化成処理液をポンプ等により、脱脂化成処理槽１０１に直接戻しても良い。
【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。
【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、図１に示すように、処理槽１０１とアルミ化成処理ゾーン３００との間の第１のドレンゾーン８０に送られ、第１の水洗シャワー８２による上方及び側方からの水洗により、自動車ボディＢに付着した脱脂兼化成処理液及び鉄粉等のゴミブツが洗い流される。当該水洗により生じる第１の回収液は、第１の濾過装置８５で濾過され、第２の逆浸透装置８６で純水とそれ以外の液体とに分離され、純水はリンス槽２０１に供給され、脱脂兼化成処理液を含む純水以外の液体は脱脂化成処理槽１０１に供給される。
【００７１】
第１のドレンゾーン８０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。
【００７２】
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。
【００７３】
アルミ化成処理ゾーン３００を通過した自動車ボディＢは、図１に示すようにアルミ化成処理ゾーン３００とリンス槽２０１との間の第２のドレンゾーン９０に送られ、第２の水洗シャワー９２による上方及び側方からの水洗により、自動車ボディＢに付着したアルミニウム用化成処理液が洗い流される。当該水洗により生じる第２の回収液は、第２の濾過装置９５で濾過され、第２の逆浸透装置９６で純水とそれ以外の液体とに分離され、純水はリンス槽２０１に供給され、アルミニウム用化成処理液を含む純水以外の液体はアルミニウム化成処理液補給タンク３０１に供給される。
【００７４】
第２のドレンゾーン９０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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
ちなみに、本例においても上述した第１実施形態と同様、脱脂化成処理槽１０１とアルミニウム化成処理槽３１３との間に第１の水洗スプレー８２が具備された第１のドレンゾーン８０が設けられている。第１のドレンゾーン８０の第１の凹状部８０ａの傾斜に沿って第１の回収液タンク８１に回収された脱脂兼化成処理液を含む第１の回収液は、第１の濾過手段８５によりゴミブツ等の固体が分離される。さらに濾過された第１の回収液は、第１の逆浸透装置８６により純水と、純水以外の液体とに分離される。分離された純水は、ポンプ８７によりリンス槽２０１に供給され、分離された純水以外の液体は、ポンプ８８により脱脂化成処理槽１０１に戻される。
【００８３】
同様に、アルミニウム化成処理槽３１３とリンス槽２０１との間に第２の水洗スプレー９２が具備された第２のドレンゾーン９０が設けられている。第２のドレンゾーン９０の第２の凹状部９０ａの傾斜に沿って第２の回収液タンク９１に回収されたアルミニウム用化成処理液を含む第２の回収液は、第２の濾過手段９５によりゴミブツ等の固体が分離される。さらに濾過された第２の回収液は、第２の逆浸透装置９６により純水と、純水以外の液体とに分離される。分離された純水は、ポンプ９７によりリンス槽２０１に供給され、分離された純水以外の液体は、ポンプ９８によりアルミニウム用化成処理液補給タンク３０１に供給される。
【００８４】
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。図６に示すように、第１のドレンゾーン８０の第１の凹状部８０ａの代わりに、脱脂化成処理槽１０１とアルミニウム化成処理槽３１３との間に、脱脂化成処理槽１０１に向かって下降する傾斜を有する第１の傾斜面８９を具備させ、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に直接回収する。または、第２のドレンゾーン９０の第２の凹状部９０ａの代わりに、アルミニウム化成処理槽３１３とリンス槽２０１との間に、アルミニウム化成処理槽３１３に向かって下降する傾斜を有する第２の傾斜面９９を具備させ、自動車ボディＢから流れ落ちる脱脂兼化成処理液をアルミニウム化成処理槽３１３に直接回収する。
【００８５】
図７は本発明の第２実施形態におけるさらに他の塗装前処理装置の例を示す。図７に示すように、脱脂化成処理槽１０１とアルミニウム化成処理槽３１３との間に第１の水洗スプレー８２を具備した第１のドレンゾーン８０を設け、第１のドレンゾーン８０の第１の凹状部８０ａの傾斜に沿って第１の回収液タンク８１に回収された脱脂兼化成処理液を含む第１の回収液を、ポンプ８８により塵埃除去手段１０２に供給し、それに続く化成スラッジ除去装置１０３及び油分除去装置１０４を通過させることで、脱脂兼化成処理液を含む第１の回収液から鉄粉などの塵埃、化成スラッジ及び油分が除去され、処理液補給タンク１０９に導かれて循環して再利用される。同様に、アルミニウム化成処理槽３１３とリンス槽２０１との間に、第２の水洗スプレー９２を具備した第２のドレンゾーン９０を設け、当該第２のドレンゾーン９０に回収された第２の回収液タンク９１内の第２の回収液をポンプ９８により上述の塵埃除去手段３１０に供給し、それに続く化成スラッジ除去装置３１１及び油分除去装置３１２を通過させることで、アルミニウム用化成処理液を含む第２の回収液から鉄粉などの塵埃、化成スラッジ及び油分が除去され、アルミニウム化成処理液補給タンク３０１に導かれて循環して再利用される。
【００８６】
以上のように、脱脂兼化成処理液及びアルミニウム用化成処理液を回収して再利用することにより、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を削減することが可能となる。また、ドレンゾーンに水洗スプレーを具備させることにより、脱脂兼化成処理液及びアルミニウム用化成処理液の次工程への持ち出しを防止することが可能となる。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
【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
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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
【０１００】
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
【０１０１】
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】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３】本発明の第１実施形態におけるさらに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。
【図７】本発明の第２実施形態におけるさらに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

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、備え、
さらに、前記処理槽と前記アルミニウム化成処理手段との間に設けられ、前記脱脂兼化成処理液を回収する第１の回収手段、及び／又は前記アルミニウム化成処理手段と前記リンス手段との間に設けられ、前記アルミニウム用化成処理液を回収する第２の回収手段、を備えた塗装前処理装置。
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。
前記第１の回収手段が、前記処理槽を下端とする勾配を有する第１の傾斜面を含み、
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く請求項１又は２記載の塗装前処理装置。
前記第１の回収手段が、最下面に前記脱脂兼化成処理液を回収する第１の凹状部を有する請求項１又は２記載の塗装前処理装置。
前記第１の回収手段により回収された前記脱脂兼化成処理液を濾過する第１の濾過手段と、
前記第１の濾過手段により濾過された前記脱脂兼化成処理液から純水を分離する第１の純水分離手段と、をさらに備え、
前記第１の純水分離手段により分離された純水を前記リンス手段に供給し、前記第１の純水分離手段により分離された純水以外の液体を前記処理槽に供給する請求項４記載の塗装前処理装置。
前記第１の回収手段が、前記被塗物に水を噴射する第１の水噴射手段を有し、前記第１の回収手段は、前記第１の水噴射手段が前記被塗物に噴射した水を前記脱脂兼化成処理液と共に回収し、
前記第１の濾過手段が、前記脱脂兼化成処理液と前記第１の水噴射手段により噴射された水とを含む第１の回収液を濾過し、
前記第１の純水分離手段が、濾過された前記第１の回収液から純水を分離し、前記第１の純水分離手段により分離された純水を前記リンス手段に供給し、前記第１の純水分離手段により分離された純水以外の液体を前記処理槽に供給する請求項５記載の塗装前処理装置。
前記第１の濾過手段が、マイクロフィルタを有する請求項５又は６記載の塗装前処理装置。
前記第１の純水分離手段が、逆浸透膜を有する請求項５〜７の何れかに記載の塗装前処理装置。
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。
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記載の塗装前処理装置。
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１０記載の塗装前処理装置。
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１１記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段が、前記アルミニウム化成処理手段を下端とする勾配を有する第２の傾斜面を含み、
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９〜１２の何れかに記載の塗装前処理装置。
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。
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１４記載の塗装前処理装置。
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１４記載の塗装前処理装置。
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１４〜１６の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１７記載の塗装前処理装置。
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１８記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段が、前記アルミニウム化成処理手段を下端とする勾配を有する第２の傾斜面を含み、
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１４〜１９の何れかに記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段が、最下面に前記アルミニウム用化成処理液を回収する第２の凹状部を有する請求項９〜１２、１４〜１９の何れかに記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段により回収された前記アルミニウム用化成処理液を濾過する第２の濾過手段と、
前記第２の濾過手段により濾過された前記アルミニウム用化成処理液から純水を分離する第２の純水分離手段と、をさらに備え、
前記第２の純水分離手段により分離された純水を前記リンス手段に供給し、前記第２の純水分離手段により分離された純水以外の液体を前記アルミニウム用化成処理液補給タンクに供給する請求項２１記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段が、前記被塗物に水を噴射する第２の水噴射手段を有し、前記第２の回収手段は、前記第２の水噴射手段が前記被塗物に噴射した水を前記アルミニウム用化成処理液と共に回収し、
前記第２の濾過手段が、前記アルミニウム用化成処理液と前記第２の水噴射手段により噴射された水とを含む第２の回収液を濾過し、
前記第２の純水分離手段が、濾過された前記第２の回収液から純水を分離し、前記第２の純水分離手段により分離された純水を前記リンス手段に供給し、前記第２の純水分離手段により分離された純水以外の液体を前記アルミニウム用化成処理液補給タンクに供給する請求項２２記載の塗装前処理装置。
前記第２の濾過手段が、マイクロフィルターを有する請求項２２又は２３記載の塗装前処理装置。
前記第２の純水分離手段が、逆浸透膜を有する請求項２２〜２４の何れかに記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段により回収された前記アルミニウム用化成処理液を、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請求項２１記載の塗装前処理装置。
前記第２の回収手段が、前記被塗物に水を噴射する第２の水噴射手段を有し、前記第２の回収手段は、前記第２の水噴射手段が前記被塗物に噴射した水を前記アルミニウム用化成処理液と共に回収し、
前記アルミニウム用化成処理液と前記第２の水噴射手段により噴射された水とを含む第２の回収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請求項２６記載の塗装前処理装置。
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１〜２７の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜２８の何れかに記載の塗装前処理装置。
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２９記載の塗装前処理装置。
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１〜３０の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜３１の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜３２の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜３３の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜３４の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜３５の何れかに記載の塗装前処理装置。
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１〜３６の何れかに記載の塗装前処理装置。