JP2023037197A - Electrodeposition coating device and electrodeposition coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電着塗装装置及び電着塗装方法に関する。 The present disclosure relates to an electrodeposition coating apparatus and an electrodeposition coating method.
サスペンションアームなどの自動車の部品に塗装をする際に、例えば、カチオン電着塗装が行われる。このとき、塗装膜厚を適切な値に管理したいが、塗装膜厚は、電着液の濃度・温度、通電時間、設定電圧、設備状態などに影響される。この中でも、電着液の濃度は、通電により塗装が形成されると、薄くなっていく。そのため、塗装膜厚の管理が難しいという問題がある。特許文献1には、被塗装物が電着液中を搬送される際に、被塗装物に流れたクーロン量に基づいて、電極又は電極群への印加電圧を制御する電着塗装装置が開示されている。 BACKGROUND ART For example, cationic electrodeposition coating is performed when coating automobile parts such as suspension arms. At this time, it is desired to control the coating film thickness to an appropriate value, but the coating film thickness is affected by the concentration and temperature of the electrodeposition liquid, the energization time, the set voltage, the state of the equipment, and the like. Among these, the concentration of the electrodeposition liquid becomes thinner as the coating is formed by energization. Therefore, there is a problem that it is difficult to control the coating film thickness. Patent Literature 1 discloses an electrodeposition coating apparatus that controls the voltage applied to an electrode or a group of electrodes based on the amount of coulombs that flowed to an object to be coated when the object to be coated is conveyed in an electrodeposition liquid. It is
電着塗装後、次工程で例えば、塗料の乾燥・焼き付けが行われる。一般に、塗料の乾燥・焼き付けを実行する直前まで被塗装物を電着槽に浸漬している。しかし、被塗装物に流れたクーロン量が膜厚に対応した基準値に達成した後、これ以上膜厚を厚くしないように電圧の印加を停止して0Vにすると、形成された塗膜が電着液中に溶けて膜厚が薄くなってしまうという課題があった。 After electrodeposition coating, for example, drying and baking of the paint are performed in the next step. In general, the object to be coated is immersed in the electrodeposition bath until just before drying and baking the paint. However, after the amount of coulombs that flowed into the object to be coated reached the reference value corresponding to the film thickness, the application of the voltage was stopped to prevent the film from becoming thicker and the voltage was reduced to 0 V. There is a problem that the film becomes thin due to melting during contact with the liquid.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following forms.
(1)本開示の一形態によれば、被塗装物に塗料を電着させる電着塗装装置が提供される。この電着塗装装置は、前記塗料を溶解した電着液が満たされ、前記被塗装物が浸漬される電着槽と、前記電着槽に配置される電極と、前記電極と前記被塗装物の間に電圧を印加する電圧印加装置と、前記電極と前記被塗装物との間を流れる電流を測定する電流測定装置と、前記被塗装物に流れた電流値を時間的に積算し、通電時間中に前記被塗装物に流れた電気量を算出する電気量算出装置と、前記電着槽中の前記被塗装物への電着塗装の際に、前記電圧印加装置に対して前記電極と前記被塗装物の間に第1電圧を印加するように制御し、予め定められた通電時間中に前記被塗装物に流れた電気量が前記被塗装物の前記塗料の膜厚が基準膜厚に到達したと判定される電気量基準値に到達した場合には、前記通電時間の残りの時間の少なくとも一部において、前記電極と前記被塗装物の間に印加する電圧を、ゼロと前記第1電圧との間の第2電圧に制御する制御装置と、を備える。この電着塗装装置によれば、印加電圧を第1電圧として電着を実行し、その後、被塗装物の膜厚が基準膜厚に到達したと判定される電気量基準値に到達した場合には、印加電圧を第2電圧とするので、被塗装物上の塗料の膜厚が厚くなることを抑制できる。また、印加電圧をゼロとしないので、被塗装物上の塗料が溶解して膜厚が薄くなることも発生しにくくできる。
(2)上記形態の電着塗装装置において、前記電流測定装置は前記被塗装物と前記電圧印加装置との間に設けられていいてもよい。この形態によれば、被塗装物に流れた電流を正確に測定できる。
(3)上記形態の電着塗装装置において、前記電圧印加装置は、前記電極にプラスの電圧を印加し、前記被塗装物にマイナスの電圧を印加してもよい。この形態によれば、電着塗装装置は、塗料をカチオン電着できる。
(4)上記形態の電着塗装装置において、前記電着槽として複数の電着槽を有し、前記電極は複数の前記で電着槽にそれぞれ配置されており、前記電圧印加装置は、複数の前記電着槽の前記電極に対応して配置され、前記被塗装物の間に前記第1電圧を印加してもよい。この形態によれば、電着槽の数だけ複数の被塗装物を連続して塗装できる。
(5)上記形態の電着塗装装置において、複数の前記電着槽にそれぞれ配置された前記電圧印加装置は、異なる大きさの前記第1電圧を印加してもよい。
(6)上記形態の電着塗装装置において、前記電気量基準値は、予め測定された前記被塗装物の前記塗料の前記膜厚と電気量の相関データから求められていてもよい。この形態によれば、膜厚が目標に達したときを正しく判定できる。
(7)上記形態の電着塗装装置において、前記第2電圧は、電着による前記塗料の前記膜厚が増加する速度と、電着された前記塗料が前記電着液に溶解して前記膜厚が減少する速度と、が平衡した状態となる電圧であってもよい。この形態によれば、被塗装物の膜厚が目標に達してから電着槽から取り出すまでの間、被塗装物の膜厚を一定にできる。
(8)上記形態の電着塗装装置において、前記第2電圧は、前記電着槽の中の前記塗料の濃度により定められてもよい。この形態によれば、電着槽の中の塗料の濃度により電着された塗料の電着液への溶解度が異なるため、電着槽の中の塗料の濃度から第2電圧を適切に定めることができる。
(9)本開示の一形態によれば、被塗装物に塗料を電着させる電着塗装方法が提供される。この電着塗装方法は、前記塗料を溶解した電着液が満たされ、電極が配置された電着槽内に前記被塗装物を浸漬させる工程と、前記電着槽中の前記被塗装物への電着塗装の際に、前記電極と前記被塗装物の間に第1電圧を印加する工程と、前記電極と前記被塗装物との間を流れる電流を測定する工程と、前記被塗装物を流れた電流値を時間的に積算して通電時間中の電気量を算出する工程と、予め定められた通電時間中に前記被塗装物に流れた電気量が前記被塗装物の膜厚が基準膜厚に到達したと判定される電気量基準値に到達した場合に、前記通電時間の残りの時間の少なくとも一部において、前記電極と前記被塗装物の間に印加する電圧を、ゼロと前記第1電圧との間の第2電圧に制御する工程と、を備える。この形態の電着塗装方法によれば、印加電圧を第2電圧とするので、被塗装物上の塗料の膜厚が厚くなりにくくでき、一方、被塗装物上の塗料が溶解して膜厚が薄くなることも発生しにくくできる。
(10)本開示は、電着塗装装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、電着塗装方法等の形態で実現することができる。
(1) According to one aspect of the present disclosure, there is provided an electrodeposition coating apparatus that electrodeposits a coating material on an object to be coated. This electrodeposition coating apparatus includes an electrodeposition tank filled with an electrodeposition liquid in which the paint is dissolved and in which the object to be coated is immersed, electrodes arranged in the electrodeposition tank, the electrodes and the object to be coated. a voltage application device that applies a voltage between the electrode and the object to be coated; a current measuring device that measures the current flowing between the electrode and the object; an electricity quantity calculating device for calculating the quantity of electricity that has flowed to the object to be coated during time; Control is performed to apply a first voltage across the object to be coated, and the amount of electricity flowing to the object to be coated during a predetermined energization time determines the film thickness of the paint on the object to be coated as a reference film thickness. is reached, the voltage applied between the electrode and the object to be coated is changed from zero to the first a controller for controlling to a second voltage between the one voltage. According to this electrodeposition coating apparatus, the electrodeposition is performed with the applied voltage as the first voltage, and thereafter, when the film thickness of the object to be coated reaches the standard value of the quantity of electricity for determining that the film thickness has reached the standard film thickness, Since the applied voltage is the second voltage, it is possible to suppress the thickness of the coating material on the object to be coated from increasing. In addition, since the applied voltage is not zero, it is less likely that the paint on the object to be coated will dissolve and the film thickness will be reduced.
(2) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, the current measuring device may be provided between the object to be coated and the voltage applying device. According to this form, the current flowing through the object to be coated can be accurately measured.
(3) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, the voltage application device may apply a positive voltage to the electrode and a negative voltage to the object to be coated. According to this aspect, the electrodeposition coating apparatus can cationically electrodeposit the paint.
(4) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, a plurality of electrodeposition tanks are provided as the electrodeposition tanks, the electrodes are respectively arranged in the plurality of electrodeposition tanks, and the voltage applying device includes a plurality of and the first voltage may be applied between the objects to be coated. According to this form, a plurality of objects to be coated can be continuously coated by the number of electrodeposition tanks.
(5) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, the voltage application devices arranged in the plurality of electrodeposition tanks may apply the first voltages of different magnitudes.
(6) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, the reference value of the quantity of electricity may be obtained from previously measured correlation data between the film thickness of the paint of the object to be coated and the quantity of electricity. According to this aspect, it is possible to correctly determine when the film thickness reaches the target.
(7) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, the second voltage is determined by the speed at which the film thickness of the coating material increases due to electrodeposition, and It may be a voltage at which the rate of thickness reduction and the equilibrium state are achieved. According to this aspect, the film thickness of the object to be coated can be kept constant from the time the film thickness of the object to be coated reaches the target until the object is removed from the electrodeposition tank.
(8) In the electrodeposition coating apparatus of the above aspect, the second voltage may be determined by the concentration of the paint in the electrodeposition tank. According to this embodiment, the solubility of the electrodeposited paint in the electrodeposition solution varies depending on the concentration of the paint in the electrodeposition tank, so the second voltage should be appropriately determined based on the concentration of the paint in the electrodeposition tank. can be done.
(9) According to one aspect of the present disclosure, there is provided an electrodeposition coating method for electrodepositing paint on an object to be coated. This electrodeposition coating method comprises the steps of immersing the object to be coated in an electrodeposition bath filled with an electrodeposition solution in which the paint is dissolved and having electrodes arranged therein; applying a first voltage between the electrode and the object to be coated; measuring a current flowing between the electrode and the object to be coated; a step of calculating the amount of electricity during the energization time by temporally integrating the value of the current that flowed through; The voltage applied between the electrode and the object to be coated is set to zero for at least part of the remaining time of the energization time when the electric quantity reference value determined to have reached the reference film thickness is reached. and controlling to a second voltage between the first voltage. According to the electrodeposition coating method of this aspect, since the applied voltage is the second voltage, the film thickness of the paint on the object to be coated is less likely to increase, while the paint on the object to be coated dissolves and the film thickness increases. It is also possible to reduce the occurrence of thinning.
(10) The present disclosure can also be implemented in various forms other than the electrodeposition coating apparatus. For example, it can be realized in the form of an electrodeposition coating method or the like.
・第1実施形態:
図1は、電着塗装装置100の概略構成を示す説明図である。図1において、x方向は、被塗装物90が運搬される方向であり、z方向は、鉛直方向、y方向は、x方向、z方向と交わる方向である。電着塗装装置100は、電着槽40に浸漬させた被塗装物90をx方向に移動させながら被塗装物90に対して塗料を電着塗装する装置である。電着塗装装置100は、電着槽40と、電極20と、電圧印加装置10と、電流測定装置70と、制御装置60と、を備える。電着槽40には、被塗装物90に塗装する塗料を溶解した電着液50が満たされている。電着槽40の底面(ーz方向)及び側面(±y方向)には、電極20が配置されている。電極20は、電圧印加装置10に接続されている。底面及び側面に配置された電極20は、1本に限られず複数本で構成されていてもよい。
・First embodiment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an
被塗装物90は、導電性の電着パレット26に載置され、電着パレット26は、導電性の電着ハンガー22に載置される。電着パレット26に載置される被塗装物90の数は1個でも、2以上の複数でもよい。電着ハンガー22は、昇降チェーン30によりつり上げられている。電着ハンガー22は、昇降チェーン30に接続されたモータ28により、上下移動される。第1実施形態では、電着槽40は1つであり、電着ハンガー22が最も下げられたときには、被塗装物90は、電着ハンガー22、電着パレット26ごと電着槽40の電着液50中に浸漬される。電着ハンガー22が最も上げられたときには、被塗装物90は、電着ハンガー22、電着パレット26ごと電着槽40の電着液50の上方に引き上げられる。
The
電着ハンガー22は、アースケーブル24により集電子32に接続されている。アースケーブル24と集電子32との間には、電流測定装置70が配置されている。集電子32は、アースバー34と接触され、アースバー34は、アースケーブル36により電圧印加装置10に接続されている。
The
第1実施形態では、電圧印加装置10は、制御装置60の制御を受けて、電極20がプラス、被塗装物90がマイナスとなるように、電圧を印加する。電圧印加装置10は、整流器盤12と、整流器14と、分電盤16と、を備える。整流器盤12は、制御装置60の制御を受けて、整流器14に、印加電圧を指示する。整流器14は、分電盤16と、アースケーブル36とに接続されており、整流器盤12により指示された直流電圧を発生させ、分電盤16と、アースケーブル36の間に印加する。分電盤16は、複数の通電ケーブル18と接続され、それぞれの通電ケーブル18は、電着槽40の底面及び側面に配置された電極20に接続されている。すなわち、分電盤16は、電極20に流れる電流を分配する。アースケーブル36は、アースバー34、集電子32、電着パレット26、電着ハンガー22を介して、被塗装物90と電気的に導通している。その結果、電圧印加装置10は、電極20がプラス、アースバー34がマイナスとなるように、電圧を印加できる。
In the first embodiment, the
電圧印加装置10が、電極20にプラス、アースバー34にマイナスの電圧を印加すると、電極20から被塗装物90を経てアースバー34に電流が流れる。このとき、被塗装物90の表面に塗料が電着する。以下、電極20から被塗装物90を経てアースバー34に電流が流れることを、「電極20から被塗装物90に電流が流れる」とも呼ぶ。
When the
制御装置60は、PLC62と、モニタ64とを備える。PLC62は、電流測定装置70を用いて、電極20から被塗装物90に流れた電流を取得し、時間的に積算し、電極20から被塗装物90に流れた電気量を算出する電気量算出装置として機能する。PLC62は、電極20から被塗装物90に流れた電気量から被塗装物90の電着された塗料の厚さである膜厚を算出し、電圧印加装置10に対して印加電圧を指示する。モニタ64は、印加電圧、電極20から被塗装物90に流れた電流、通電時間を、グラフ化して表示する。制御装置60は、モータ28を駆動制御して、電着ハンガー22を上下させる。
図2は、電着により形成される塗料の膜厚と、被塗装物90に流れた電気量との関係を示すグラフである。図2中、破線PA、実線PB、一点鎖線PCは、それぞれ、被塗装物90である部品A、部品B、部品についての、電着により形成される塗料の膜厚と、被塗装物90に流れた電気量との関係を示している。部品A、部品B、部品Cは、表面積が異なっている。具体的には、表面積は、部品Aが最も大きく、部品B、部品Cの順に小さくなっている。このグラフからわかるように、電着により形成される塗料の膜厚と、被塗装物90に流れた電気量との間には、部品によらず、ほぼ正比例の関係がある。したがって、制御装置60は、被塗装物90に流した電気量から被塗装物90に電着された塗料の膜厚がわかる。ここで、電極20から被塗装物90に電流を流し、被塗装物90上の電着された塗料の膜厚が基準膜厚に到達したと判定されるときの電気量を電気量基準値とする。図2では、40μmを基準膜厚とした。このとき、部品A、B、Cの基準電気量QA、QB、QCは、この順に小さくなる。制御装置60は、電極20から被塗装物90に流した電気量が電気量基準値に達したとき、電圧印加装置10に対して電極20とアースバー34の間への電圧の印加を停止させれば、被塗装物90の塗装の膜厚を基準膜厚にできる。他方、制御装置60が、電圧印加装置10に対して電極20とアースバー34の間への電圧の印加をさせず、かつ、被塗装物90を電着槽40に浸漬させた状態とすると、被塗装物90の塗料の膜厚が薄くなる。これは、被塗装物90に電着された塗料が電着液50に溶解するためと考えられる。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the film thickness of the paint formed by electrodeposition and the amount of electricity flowing through the
図3は、電着処理における印加電圧と電流と膜厚の関係を示す説明図である。J1で示す第1実施形態では、制御装置60は、時刻t0から、予め定められた時間である時刻t3まで、電圧印加装置10を用いて、電極20とアースバー34の間に第1電圧V1を印加して電着塗装を実行する。時刻t3では、被塗装物90は、電着槽40の終点まで移動され、被塗装物90は、電着槽40から引き上げられる。予め定められた時間とは、被塗装物90に対して電着塗装が開始されてから、被塗装物90が、電着槽40から引き上げられるまでの時間である。予め定められた時間は、電着塗装における印加電圧の大きさ、被塗装物90の搬送速度により定められてもよい。ここで、時刻t3よりも前の時刻t2において、電極20から被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。制御装置60は、時刻t2からは、電極20とアースバー34の間に第2電圧V2を印加する。図3の例では、第1電圧V1は、250Vから300Vの間の電圧であり、第2電圧V2は、0Vと第1電圧V1との間の電圧であり、例えば、50Vである。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between applied voltage, current and film thickness in the electrodeposition process. In the first embodiment indicated by J1, the
R1で示す参考例1は、時刻t2以降も、電極20とアースバー34の間に第1電圧V1の印加を続けた例である。R2で示す参考例2は、時刻t2以降、印加する第2電圧V2をゼロとした例である。
Reference example 1 indicated by R1 is an example in which the application of the first voltage V1 between the
図3の例では、時刻t1で電流値が一時的に下がっている。これは、以下の理由による。被塗装物90の形状などにより、被塗装物90の表面に空気溜まり(エアポケット)ができる場合がある。このエアポケットには、電着液50が接しないため、電着塗装されない部分が生じる。これを避けるため、時刻t1において、制御装置60は、モータ28を用いて被塗装物90を電着ハンガー22ごと電着槽40から一旦引き上げ、再び被塗装物90を電着ハンガー22ごと電着液50に浸漬させる。被塗装物90及び電着ハンガー22が電着液50に浸かっていない期間では、電着液50から被塗装物90への電流の経路が切れるため、電流が流れない。そのため、時刻t1で電流値が一時的に下がる。なお、被塗装物90によっては、こうした、被塗装物90を電着ハンガー22ごと電着槽40から一旦引き上げる処理が不要な場合もある。
In the example of FIG. 3, the current value temporarily drops at time t1. This is for the following reasons. Depending on the shape of the
第1実施形態では、時刻t2で電極20から被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。電気量は、時刻t0から現在までの間に電極20から被塗装物90に流れた電流を積算することで算出できる。被塗装物90の膜厚は、時刻t0から時刻t2までは、単調に増加し、時刻t2から時刻t3までは、ほぼ変わっていない。参考例1では、被塗装物90の膜厚は、時刻t0から、時刻t2以降の時刻t3まで単調に増加している。参考例2では、被塗装物90の膜厚は、時刻t0から時刻t2までは、単調に増加し、時刻t2から時刻t3までは減少している。したがって、時刻t2以降、制御装置60が、電圧印加装置10に対し、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させると、被塗装物90に電着された塗料の膜厚を、増加も減少もさせないようにできる。第2電圧V2は、例えば、第1電圧V1の10%から30%の範囲の大きさである。
In the first embodiment, the amount of electricity flowing from the
図4は、同じ電圧を印加した場合の電着液50中の塗料の濃度と、膜厚の関係を示す説明図である。図中のHC、MC、LCは、それぞれ高濃度、中濃度、低濃度の場合の関係を示す。また、R1、R2は、中濃度のときの参考例1、2をそれぞれ示す。MCで示すように、印加電圧電着液50中の塗料の濃度が中濃度の場合は、図3に示す例と同じである。時刻t2で被塗装物90に流れた電気量が電気量基準値に達する。制御装置60は、時刻t2以降、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させる。その結果、時刻t2以降では、被塗装物90の塗料の膜厚は、増加も減少もせず、ほぼ一定となる。なお中濃度の場合、参考例1の場合も電流、膜厚のグラフを図示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the concentration of paint in the
HCで示すように、電着液50中の塗料の濃度が中濃度よりも濃い高濃度の場合、同じ印加電圧でも、流れる電流は、中濃度の場合よりも大きい。これは、高濃度の方が、電着液50中の塗料のイオン伝導性が大きいからである。したがって、高濃度の場合、時刻t2より早い時刻t4で被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。制御装置60は、時刻t4以降、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させる。その結果、時刻t4以降では、膜厚は、増加も減少もせず、ほぼ一定となる。
As indicated by HC, when the concentration of the paint in the
LCで示すように、電着液50中の塗料の濃度が中濃度よりも薄い低濃度の場合、電着液50中の塗料のイオン伝導性が小さいため、電流が小さい。したがって、低濃度の場合、時刻t2より遅い時刻t5で被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。制御装置60は、時刻t5以降、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させる。その結果、時刻t5以降では、膜厚は、増加も減少もせず、ほぼ一定となる。
As indicated by LC, when the concentration of the paint in the
以上説明したように、電着液50中の塗料の濃度に依存せず、制御装置60は、被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達した後、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させることで、膜厚を、目標膜厚に対して、ほぼ一定とでき、膜厚のバラツキを低減できる。
As described above, regardless of the concentration of the paint in the
塗装の膜厚を管理することで、不良品の発生を抑制できるだけでなく、後工程の作業性の向上にも資する。例えば、塗装膜厚が一定になることで薄い部分が減り、防蝕性にムラがなくなり、市場での故障率などが低下する。ネジ部などに厚い塗装膜が作られることがなく、ネジ止めなどの作業性も良好になる。 By controlling the film thickness of the coating, it is possible not only to suppress the occurrence of defective products, but also to improve the workability of the post-process. For example, by making the coating film thickness uniform, the number of thin portions is reduced, the corrosion resistance is uniform, and the failure rate in the market is reduced. A thick coating film is not formed on the screw part, etc., and workability such as screwing is improved.
第2電圧V2の設定について説明する。第2電圧V2については、種々の設定が可能である。以下(1)~(3)に例示するが、これ以外の手法で設定してもよい。 Setting of the second voltage V2 will be described. Various settings are possible for the second voltage V2. Examples (1) to (3) are given below, but other methods may be used for setting.
(1)第2電圧V2は、電着液50中の塗料の濃度に関わらず、一定としてもよい。こうすれば、第2電圧V2の設定が容易である。
(1) The second voltage V2 may be constant regardless of the concentration of paint in the
(2)電着液50中の塗料の濃度が薄い場合には、濃い場合に比べて、被塗装物90の塗膜が電着液50に溶解しやすい場合がある。この場合には、制御装置60は、電着液50中の塗料の濃度に応じて、第2電圧V2の電圧を設定してもよい。具体的には、制御装置60は、中濃度を基準として、低濃度では、第2電圧V2を中濃度の時よりも高めに設定し、高濃度では、第2電圧V2を中濃度の時よりも低めに設定してもよい。
(2) When the concentration of the paint in the
(3)制御装置60は、第2電圧V2を、電着によって塗料の膜厚が増加する速度と、塗膜が電着液50に溶解して膜厚が減少する速度と、が等しい平衡状態となる電圧としてもよい。電着液50中の塗料の濃度と、塗膜が電着液50に溶解して膜厚が減少する速度との関係は、予め実験により求め、相関データとして取得しておけばよい。
(3) The
図5は、被塗装物である部品A、B、Cと、膜厚の関係を示す説明図である。図中のPA,PB、PC、R1、R2の符号は、図2、図4と同じである。表面積は、部品Aの表面積が最も大きく、次いで、部品B、Cの順に小さくなっている。部品Bは、図3に示す例と同じである。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between parts A, B, and C, which are objects to be coated, and film thickness. The symbols of PA, PB, PC, R1 and R2 in the figure are the same as in FIGS. Regarding the surface area, the surface area of part A is the largest, followed by parts B and C, which decrease in this order. Part B is the same as the example shown in FIG.
部品Aでは、部品Bに比べて、同じ第1電圧V1を印加したときの電流が大きくなっている。これは、部品Aの表面積が部品Bの表面積よりも大きいため、電着液50との接触面積が大きく、接触抵抗が小さいためと考えられる。部品Aでは、時刻t2より遅い時刻t7で被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。制御装置60は、時刻t7以降、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させる。その結果、時刻t7以降では、膜厚は、増加も減少もせず、ほぼ一定となる。
In the component A, compared to the component B, the current is larger when the same first voltage V1 is applied. This is probably because the surface area of the component A is larger than that of the component B, so that the contact area with the
部品Cでは、部品Bに比べて、同じ第1電圧V1を印加したときの電流が小さくなっている。これは、部品Cの表面積が部品Bの表面積よりも小さいため、電着液50との接触面積が小さくく、接触抵抗が大きいためと考えられる。部品Cでは、時刻t2より早い時刻t6で被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。制御装置60は、時刻t6以降、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させる。その結果、時刻t6以降では、膜厚は、増加も減少もせず、ほぼ一定となる。
In the component C, compared to the component B, the current is smaller when the same first voltage V1 is applied. This is probably because the surface area of the component C is smaller than that of the component B, so that the contact area with the
制御装置60は、被塗装物90の表面積の大きさに関係なく、被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達した後、電圧印加装置10に、電極20とアースバー34の間に、0Vと第1電圧V1との間の電圧である第2電圧V2を印加させればよい。そのため、制御装置60は、1つの電着パレット26には、同程度の表面積の被塗装物90を載せて電着塗装すればよい。制御装置60は、被塗装物90に表面積の異なった部品が含まれる場合、平均的な表面積の部品に合わせて制御してもよい。
Regardless of the size of the surface area of the
上記実施形態では、制御装置60は、時刻t2から時刻t3までの間、電圧印加装置10に対し、第2電圧V2を印加するように指示しているが、時刻t2から時刻t3までの間の少なくとも一部において、第2電圧V2を印加させ、その後、第2電圧V2の印加終了時に、モータ28を用いて被塗装物90を電着槽40から引き上げてもよい。なお、次工程の塗料の乾燥・焼き付けを実行する直前まで被塗装物90を電着槽40に浸漬させておくと、電着から乾燥・焼き付けまでの状態を均一にできるので、好ましい。
In the above embodiment, the
・第2実施形態:
図6は、第2実施形態の電着塗装装置101の概略構成を示す説明図である。図6においても、x方向は、被塗装物90が運搬される方向であり、z方向は、鉛直方向、y方向は、x方向、z方向と交わる方向である。電着塗装装置101は、制御装置60と、電着槽40と、搬送ユニット80と、を備える。電着槽40は、第1電着槽40aから第4電着槽40dまでx方向に並べられた4つの電着槽40a~40dを有している。第1電着槽40aから第4電着槽40dは、入口側の第1ゾーン41aから出口側の第4ゾーン41dまでの4つのゾーン41a、41b、41c、41dにそれぞれ配置されている。第1電着槽40aには電極20a、第2電着槽40bには電極20b、第3電着槽40cには電極20c、第4電着槽40dには電極20dが配置されている。電極20a~20dのそれぞれに対応して、電圧印加装置10a~10dと、アースバー34a~34dが設けられている。
・Second embodiment:
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the
搬送ユニット80は、第1電着槽40aにおいて電着液50中に浸漬され、その後、搬送ユニット80は、図示しないモータにより、電着液50中を第2電着槽40b、第3電着槽40c、第4電着槽40dの順にx方向に移動される。搬送ユニット80は、第4電着槽40dから引き上げられる。搬送ユニット80は、電着ハンガー22、アースケーブル24、電着パレット26、昇降チェーン30、集電子32、電流測定装置70を備える。搬送ユニット80が第1ゾーン41aに配置される場合には、搬送ユニット80の集電子32がアースバー34aに接触するように配置される。また、搬送ユニット80が第2ゾーン41bに配置される場合には、搬送ユニット80の集電子32がアースバー34bに接触するように配置される。搬送ユニット80が第3ゾーン41c、第4ゾーン41dに配置される場合も同様である。
The conveying
搬送ユニット80により運ばれる被塗装物90は、電着ハンガー22及び電着パレット26ごと、第1ゾーン41aで電着液中に浸漬せられる。その後、搬送ユニット80は、第1ゾーン41aから第2ゾーン41b、第3ゾーン41cを経て第4ゾーン41dに移動し、第4ゾーン41dにおいて、電着液50から引き上げられる。なお、途中、第2ゾーン41bでは、被塗装物90にエアポケットにより非塗装部分の発生を抑制するために、一時的に電着液50から引き上げられる。
The object to be coated 90 transported by the conveying
搬送ユニット80が第1ゾーン41aに存在する場合には、制御装置60は、電圧印加装置10aに対し、電極20aとアースバー34aの間に電圧を印加させる。制御装置60は、同様に、搬送ユニット80が第2ゾーン41bに存在する場合には、電圧印加装置10bに対し、電極20bとアースバー34bの間に電圧を印加させ、搬送ユニット80が第3ゾーン41cに存在する場合には、電圧印加装置10cに対し、電極20cとアースバー34cの間に電圧を印加させ、搬送ユニット80が第4ゾーン41dに存在する場合には、電圧印加装置10dに対し、電極20dとアースバー34dの間に電圧を印加させる。電圧印加装置10aから10dは、それぞれ異なる電圧を印加可能である。
When the
第1ゾーン41aの搬送ユニット80が第2ゾーン41bに移動されると、第1ゾーン41aに新たな搬送ユニット80が配置される。第2ゾーン41bの搬送ユニット80が第3ゾーン41cに移動されると、第1ゾーン41aの搬送ユニット80は、第2ゾーン41bに移動可能となる。このように、第1ゾーン41aから第4ゾーン41dには、それぞれ最大1個の搬送ユニット80が配置可能である。
When the
電極20a~20dは、ある程度の間隔を開けて配置されている。これは、電極間の間隔を空けることで、電圧印加装置10aが電極20aとアースバー34aとの間に電圧を印加したときに、電極20aから電着液50、搬送ユニット80を経由してアースバー34b~34dに至る経路の電気抵抗を増大させて、この経路の電流を低減させるためである。
The
図7は、第2実施形態における電着処理における印加電圧と電流と膜厚の関係を示す説明図である。J2は、第2実施形態を示し、R3、R4は、それぞれ参考例3、4を示す。第2実施形態の制御装置60は、搬送ユニット80の被塗装物90が、電着槽40の第1ゾーン41aの電着液50中に没されると、時刻t0から、電圧印加装置10aに対して、電極20aとアースバー34aの間に第1電圧V1aを印加させ、電着塗装を実行させる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the applied voltage, the current and the film thickness in the electrodeposition process in the second embodiment. J2 indicates the second embodiment, and R3 and R4 indicate reference examples 3 and 4, respectively. The
時刻t11から時刻t13にかけて、以下に説明するように、搬送ユニット80は、第1ゾーン41aから第2ゾーン41bに移動する。すなわち、時刻t11になると、制御装置60は、電圧印加装置10bに対し、電極20bとアースバー34bの間に第1電圧V1bを印加させる。但し、時刻t11では、搬送ユニット80の集電子32がアースバー34bと接触していないので、電極20bからアースバー34bには電流が流れない。また、電極20bから搬送ユニット80を介してアースバー34aに流れる電流は、上述したように、電気抵抗が大きいため、極わずかである。また、電極20bから搬送ユニット80を介してアースバー34aに流れる電流は、電極20aから搬送ユニット80を介してアースバー34aに流れる電流との合計になるが、電流測定装置70を用いて測定可能である。また、この合計の電流を積算した電気量は、被塗装物90に流れた電流であり、被塗装物90の電着された塗料の膜厚を算出できる。
From time t11 to time t13, as described below, the
時刻t12になると、搬送ユニット80の集電子32は、アースバー34aから離れ、アースバー34bに接触する。したがって、時刻t12以降は、電極20bから搬送ユニット80を経てアースバー34bに電流が流れる。制御装置が、電圧印加装置10aに電圧印加を停止させる時刻t13までは、電極20aから搬送ユニット80を介してアースバー34bに電流が流れるが、上述したように、電気抵抗が大きいため、この電流は極わずかであり、電流測定装置70を用いて測定可能である。
At time t12, the
第1実施形態と同様に、時刻t1では、搬送ユニット80中の被塗装物90の電着ハンガー22により支持される位置を変更のため、搬送ユニット80が、電着液50が引き上げられる結果、一時的に電流が流れない。
As in the first embodiment, at time t1, the
時刻t14から時刻t16では、時刻t11から時刻t13と同様に、搬送ユニット80が第2ゾーン41bから第3ゾーン41cに移動する。
From time t14 to time t16, the
時刻t2になると、電極20a、20b、20cから被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。制御装置60は、電圧印加装置10cに対し、電極20とアースバー34の間に第2電圧V2cを印加する。第2電圧V2cは、第1電圧V1cとゼロとの間の電圧である。
At time t2, the amount of electricity flowing from the
時刻t1から時刻t19では、時刻t11から時刻t13と同様に、搬送ユニット80が第3ゾーン41cから第4ゾーン41dに移動する。このときの電極20cとアースバー34cの間の印加電圧は第2電圧V2cであり、電極20dとアースバー34dの間の印加電圧は第2電圧V2dである。
From time t1 to time t19, the
参考例3は、参考例1と同様に、時刻t2以降も、電極20cとアースバー34cの間の印加電圧を第1電圧V1cとし、電極20dとアースバー34dの間の印加電圧を第1電圧V1dとするものである。参考例3では、時刻t2以降は、参考例1と同様に、被塗装物90の膜厚は、時刻t0から、時刻t2以降の時刻t3まで単調に増加している。
In Reference Example 3, as in Reference Example 1, the applied voltage between the electrode 20c and the
参考例4は、第2実施形態と同様に、時刻t2以降、電極20cとアースバー34cの間の印加電圧を第2電圧V2cとし、電極20dとアースバー34dの間の印加電圧を第2電圧V2dとするが、第2電圧V2c、V2dをほぼゼロとするものである。参考例4では、時刻t2以降は、参考例2と同様に、被塗装物90の膜厚は、時刻t0から時刻t2までは、単調に増加し、時刻t2から時刻t3までは減少している。
In Reference Example 4, as in the second embodiment, after time t2, the voltage applied between the electrode 20c and the
以上説明したように、第2実施形態においても、電極20a、20b、20cから被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する。時刻t2以降、制御装置60は、電圧印加装置10c、10dに対し、電極20cとアースバー34cの間、及び電極20dとアースバー34dの間に、0Vと第1電圧V1c、V1dとの間の電圧である第2電圧V2c、V2dを印加させるので、被塗装物90に電着された塗料の膜厚を、増加も減少もさせないようにできる。
As described above, also in the second embodiment, the amount of electricity flowing from the
なお、上記説明では、搬送ユニット80が、第3ゾーン41cを移動中に、電極20a、20b、20cから被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達しているとした。しかし、被塗装物90の表面積や数によっては、第2ゾーン41bを移動中に電極20a、20bから被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する場合や、第4ゾーン41dを移動中に電極20a、20b、20c、20dから被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達する場合がある。第2ゾーン41bを移動中に被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達した場合には、制御装置60は、電圧印加装置10b、10c、10dに、電極20bとアースバー34bの間、電極20cとアースバー34cの間、及び電極20dとアースバー34dの間に、0Vと第1電圧V1b、V1c、V1dとの間の電圧である第2電圧V2c、V2c、V2dを印加させる。また、第4ゾーン41dを移動中に被塗装物90に流れた電気量が、電気量基準値に達した場合には、制御装置60は、電圧印加装置10dに、電極20dとアースバー34dの間に、0Vと第1電圧V1dとの間の電圧である第2電圧V2dを印加させる。
In the above description, it is assumed that the amount of electricity flowing from the
第2実施形態では、搬送ユニット80が第1ゾーン41aから第2ゾーン41bに移動した場合には、新たな搬送ユニット80を第1ゾーン41aに配置できる。したがって、ゾーンの数だけ並列して被塗装物に塗料の電着を実行できる。
In the second embodiment, when the
また、第2実施形態では、電流量は、搬送ユニット80ごとに積算されるので、各ゾーン41a~41dの搬送ユニット80に載置される被塗装物90の種類や数が、異なっていてもよい。また、制御装置60は、電圧印加装置10a、10b、10c、10dに異なった電圧を印加できる。すなわち、制御装置60は、それぞれの搬送ユニット80に載置される被塗装物90の種類や数に応じて適切な電圧を印加できる。
In addition, in the second embodiment, since the current amount is integrated for each
上記各実施形態では、電極20がプラス、被塗装物90がマイナスとして電着するカチオン電着を例にとり説明したが、電極20がマイナス、被塗装物90がプラスとして電着するアニオン電着にも適用できる。被塗装物90が例えば、アルミニウムで形成されている場合には、アニオン電着が採用される場合がある。
In each of the above embodiments, cationic electrodeposition is described as an example, in which the
上記各実施形態では、電流測定装置70は、被塗装物90側、例えば、搬送ユニット80に設けられているが、電極20、20a、20b、20c、20d側に設けられていてもよい。電極20に設ける場合、電着槽40の側面の電極20、底面の電極のそれぞれに電流測定装置70を設け、その検出した値を合算してもよく、電極20の大本に一つの電流測定装置70を設けてもよい。電極20a、20b、20c、20dに電流測定装置70を設ける場合も同様である。
In each of the above embodiments, the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the Summary of the Invention column are used to solve some or all of the above problems, or to achieve some of the above effects. Or in order to achieve all, it is possible to perform substitution and combination suitably. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
10、10a、10b、10c、10d…電圧印加装置、12…整流器盤、14…整流器、16…分電盤、18…通電ケーブル、20、20a、20b、20c、20d…電極、22…電着ハンガー、24…アースケーブル、26…電着パレット、28…モータ、30…昇降チェーン、32…集電子、34、34a、34b、34c、34d…アースバー、36…アースケーブル、40、40a、40b、40c、40d…電着槽、41a、41b、41c、41d…ゾーン、50…電着液、60…制御装置、62…PLC(電気量算出装置)、64…モニタ、70…電流測定装置、80…搬送ユニット、90…被塗装物、100、101…電着塗装装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記塗料を溶解した電着液が満たされ、前記被塗装物が浸漬される電着槽と、
前記電着槽に配置される電極と、
前記電極と前記被塗装物の間に電圧を印加する電圧印加装置と、
前記電極と前記被塗装物との間を流れる電流を測定する電流測定装置と、
前記被塗装物に流れた電流値を時間的に積算し、通電時間中に前記被塗装物に流れた電気量を算出する電気量算出装置と、
前記電着槽中の前記被塗装物への電着塗装の際に、前記電圧印加装置に対して前記電極と前記被塗装物の間に第1電圧を印加するように制御し、予め定められた通電時間中に前記被塗装物に流れた電気量が前記被塗装物の前記塗料の膜厚が基準膜厚に到達したと判定される電気量基準値に到達した場合には、前記通電時間の残りの時間の少なくとも一部において、前記電極と前記被塗装物の間に印加する電圧を、ゼロと前記第1電圧との間の第2電圧に制御する制御装置と、
を備える、電着塗装装置。 An electrodeposition coating apparatus for electrodepositing paint on an object to be coated,
an electrodeposition tank filled with an electrodeposition liquid in which the paint is dissolved and in which the object to be coated is immersed;
an electrode placed in the electrodeposition tank;
a voltage applying device that applies a voltage between the electrode and the object to be coated;
a current measuring device that measures the current flowing between the electrode and the object to be coated;
an electricity quantity calculating device for calculating the quantity of electricity flowing to the object to be coated during the current application time by integrating the value of the current flowing through the object to be coated over time;
When electrodeposition coating is applied to the object to be coated in the electrodeposition tank, the voltage application device is controlled to apply a first voltage between the electrode and the object to be coated, and a predetermined voltage is applied between the electrode and the object to be coated. If the amount of electricity flowing to the object to be coated during the energization time reaches the reference value for the amount of electricity determined that the film thickness of the paint on the object to be coated has reached the reference film thickness, the energization time a control device for controlling the voltage applied between the electrode and the object to be a second voltage between zero and the first voltage during at least part of the remaining time of
An electrodeposition coating device.
前記電流測定装置は前記被塗装物と前記電圧印加装置との間に設けられている、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to claim 1,
The electrodeposition coating apparatus, wherein the current measuring device is provided between the object to be coated and the voltage applying device.
前記電圧印加装置は、前記電極にプラスの電圧を印加し、前記被塗装物にマイナスの電圧を印加する、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to claim 1 or claim 2,
The electrodeposition coating apparatus, wherein the voltage application device applies a positive voltage to the electrode and applies a negative voltage to the object to be coated.
前記電着槽として複数の電着槽を有し、
前記電極は複数の前記電着槽にそれぞれ配置されており、
前記電圧印加装置は、複数の前記電着槽の前記電極に対応して配置され、前記被塗装物の間に前記第1電圧を印加する、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Having a plurality of electrodeposition tanks as the electrodeposition tanks,
The electrodes are respectively arranged in a plurality of the electrodeposition tanks,
The voltage applying device is arranged corresponding to the electrodes of the plurality of electrodeposition tanks, and applies the first voltage between the objects to be coated.
複数の前記電着槽にそれぞれ配置された前記電圧印加装置は、異なる大きさの前記第1電圧を印加する、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to claim 4,
The electrodeposition coating apparatus according to claim 1, wherein the voltage application devices respectively arranged in the plurality of electrodeposition tanks apply the first voltages of different magnitudes.
前記電気量基準値は、予め測定された前記被塗装物の前記塗料の前記膜厚と電気量の相関データから求められている、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The electrodeposition coating apparatus, wherein the reference value of the quantity of electricity is obtained from previously measured correlation data between the film thickness of the paint of the object to be coated and the quantity of electricity.
前記第2電圧は、電着による前記塗料の前記膜厚が増加する速度と、電着された前記塗料が前記電着液に溶解して前記膜厚が減少する速度と、が平衡した状態となる電圧である、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The second voltage is a state in which the rate at which the film thickness of the coating material increases due to electrodeposition and the rate at which the electrodeposited coating material dissolves in the electrodeposition liquid and the film thickness decreases are in equilibrium. Electrodeposition coating equipment with a voltage that is
前記第2電圧は、前記電着槽の中の前記塗料の濃度により定められる、電着塗装装置。 The electrodeposition coating apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The electrodeposition coating apparatus, wherein the second voltage is determined by the concentration of the coating material in the electrodeposition bath.
前記塗料を溶解した電着液が満たされ、電極が配置された電着槽内に前記被塗装物を浸漬させる工程と、
前記電着槽中の前記被塗装物への電着塗装の際に、前記電極と前記被塗装物の間に第1電圧を印加する工程と、
前記電極と前記被塗装物との間を流れる電流を測定する工程と、
前記被塗装物を流れた電流値を時間的に積算して通電時間中の電気量を算出する工程と、
予め定められた通電時間中に前記被塗装物に流れた電気量が前記被塗装物の膜厚が基準膜厚に到達したと判定される電気量基準値に到達した場合に、前記通電時間の残りの時間の少なくとも一部において、前記電極と前記被塗装物の間に印加する電圧を、ゼロと前記第1電圧との間の第2電圧に制御する工程と、
を備える電着塗装方法。 An electrodeposition coating method for electrodepositing a paint on an object to be coated,
a step of immersing the object to be coated in an electrodeposition tank filled with an electrodeposition liquid in which the paint is dissolved and electrodes are arranged;
a step of applying a first voltage between the electrode and the object to be coated when electrodeposition coating is applied to the object to be coated in the electrodeposition tank;
measuring a current flowing between the electrode and the object to be coated;
a step of calculating the amount of electricity during the energization time by temporally integrating the value of the current flowing through the object to be coated;
When the amount of electricity flowing through the object to be coated during a predetermined energization time reaches an amount of electricity reference value for determining that the film thickness of the object to be coated has reached the reference film thickness, the energization time is terminated. controlling the voltage applied between the electrode and the object to be a second voltage between zero and the first voltage for at least part of the remaining time;
An electrodeposition coating method comprising:
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