JP4937154B2 - 電着膜厚自動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車部品、電気部品他、ハンガーを用いて塗装する電着塗装方法に関して、特に要求塗装膜厚が異なる被塗物が混在して、不規則連続的に電着槽に搬送されてくる場合、被塗物面積の大小、金属種等の種類に応じて、容易かつ確実に最適な要求塗装膜厚が得られる電着塗装方法である。

自動車ボデー、自動車部品等の被塗物面積、素材金属種、要求塗装膜厚の異なる被塗物に要求品質に応じた電着塗装を施すには、（１）電着塗料を満たした槽の左右、上下に設置された隔膜電極、裸電極と被塗物との間に目的に応じて異なる直流電圧を印加して電着塗装を行い、その後に水洗、焼付けを行う方法が一般的である。また（２）通電バスバーを複数に分割し、リミットスイッチを設けて複雑な通電時間制御を行う方法も実施されている。特許文献１および特許文献２がこれに相当する。さらに（３）長さが同じ複数の通電バスバー及び通電時間制御器を導入して、通電接続、通電遮断を組合せて通電時間制御を行う方法も一部に実施されている。特許文献３がこれに相当する。
特開２００２−３０４８６号公報 特開昭６３−１４５７９８号公報 特開平１０−２１９４９７号公報

上記（１）、（２）、（３）に記載の従来方法について問題点を述べる。（１）に記載の目的に応じて異なる電圧を印加して塗装する方法では、例えば被塗物の形状が変更になった場合、あるいは要求塗装膜厚が変更になった場合、塗装電圧設定の変更を忘れると、要求塗装膜厚よりも過剰膜厚になったり、逆に薄膜化になったりしてしまう。過剰膜厚になった場合は、ネジ部、ボルト緩みの問題、または塗料使用量増加等の問題が発生する。

一方（２）に記載のリミットスイッチを設けて複雑な通電時間制御を行う方法では、リミットスイッチコントロールの設備コストが高く、管理が複雑になり、面積の小さな被塗物を専用的に塗装する電着塗装ラインでは、特に導入が困難である。

また（３）に記載の長さが同じ複数の通電バスバー及び通電時間制御器を導入する方法については、通電方法が複雑で、設備コスト（通電制御器他）が高く、また連続的に塗装できる被塗物の種類、要求膜厚への対応に限界があり、種種の被塗物を交互に塗装する事が困難である。

本発明は、複数のハンガー／被塗物を連続的に搬送し、被塗物を通電バスバーと電極板を備えた電着槽内に同時に全没させる電着塗装ラインにおいて、長さを変更した複数の通電バスバーと、バスバーに対応する複数の集電子およびハンガーを吊り下げるフックを導入し、ハンガー毎に吊り下げるフックの位置を選択することにより、通電時間をコントロールし、目標の膜厚を確保することのできる電着塗装方法に関している。

以上のように本発明の電着塗装方法を用いれば、人為的に塗装電圧の変更を行わなくても、面積の違う被塗物、素材の違う被塗物、あるいは要求膜厚の違う被塗物を不規則な順番に連続塗装して、確実、かつ容易に要求品質に応じた電着塗膜を得ることができる。

また従来の塗装方法で膜厚のつき易かった被塗物に関しても、本発明の電着塗装方法では適正な膜厚が確保できるため、塗料使用量低減を図る事が可能である。更に従来の塗装方法では同じ型、同じ素材の被塗物は連続で塗装する必要があったが、本発明の電着塗装方法を用いれば必ずしも連続で塗装する必要がなく、例えば交互にあるいは不規則に被塗物を変更しても目標の塗装膜厚を確保する事が可能である。

以下に従来型塗装方法と本発明の塗装方法を図および実施例により詳細に説明する。
図１は従来型の電着塗装槽であり、通電バスバーは1本装着されているのみである。また図２は従来型の電極板であり、バスバーに対応する集電子およびフックは同じく１セットが装着されているのみである。電着塗装を実施する前に、被塗物はハンガーを用いてフックに吊り下げられ、その後電極板が電着塗装槽に搬送され、通電バスバーと集電子が接触し、電気が通じることで電着塗装される。このとき電気は、通電バスバー、集電子、フック、ハンガー、被塗物へと流れる。

このような従来型の塗装方法では、自動車ボデー、自動車部品等の被塗物面積、素材金属種、要求塗装膜厚の異なる被塗物に要求品質に応じた電着塗装を施す為に、それぞれの被塗物毎に適正な電圧を個々に設定する必要があり、通電制御器、リミットスイッチ等により、通電時間制御、電極のＯＮ、ＯＦＦ等により被塗物の塗装膜厚をコントロールしている。また自動車部品等の種種の被塗物の塗装では人為的に各被塗物毎に設定電圧を変更している塗装ラインが多く見られる。このような電着塗装ラインにおいて、被塗物毎の電圧変更が実施されない場合、または忘れた場合等には、過剰膜厚になったり、薄膜化してしまう問題点がある。過剰膜厚になった場合は、ネジ部、ボルト緩み、塗料使用量増加等の問題が発生する。薄膜化の場合は防錆性能が低下し、要求品質規格われとなり塗装製品の出荷ができなくなると言ったような問題点がある。また、被塗物面積、素材金属種、要求塗装膜厚の異なる被塗物に要求品質に応じた電着塗装を施す為には、それぞれの被塗物の間にアキをつくり、２種の被塗物が同時に電着塗装されないようにする必要が有り、この為に生産効率が低下すると言ったような問題点もある。

一方図３は本発明の電着塗装槽であり、長さの異なる通電バスバーが４本装着されている。また図４は本発明の電極板であり、それぞれのバスバーに対応して、集電子およびフックが４個装着されている。被塗物については４種類がそれぞれ所定のフックに吊り下げられ、その後電着塗装槽に電極板が搬送され、対応する通電バスバーと集電子が接触し、電気が通じることで電着塗装される。

本発明の電着塗装設備を使用して電着塗装を実施すると、従来型の塗装方法である通電制御器、リミットスイッチ等による通電時間制御、また電極（＋電極）のＯＮ、ＯＦＦ等により被塗物の塗装膜厚コントロールを実施する必要がない。また自動車部品等の種種の被塗物の塗装では人為的に各被塗物毎に設定電圧を変更しているが、このような事を実施しなくても目的の膜厚コントロールが達成される。

以下に本発明の実施例を従来型と比較して、図面を用いてさらに詳細に説明する。
図１、図２は従来型の塗装システムであり、連続的に搬送される被塗物を保持するハンガーを用いて被塗物が電着槽上部に設置され、通電バスパーを通じて通電される。目標の膜厚を確保する為に、人為的に目標膜厚にあった電圧変更を行っている。この塗装方法においては、欠点として被塗物面積、素材種、要求膜厚の同じ被塗物のみを連続で塗装することができるだけで、被塗物面積、素材種、要求膜厚の違う被塗物を不規則な順番で塗装することが不可能である。また被塗物により異なる適正膜厚を確保するための整流器の塗装電圧変更を忘れてしまうと、膜厚が厚くなり過ぎたり、薄くなり過ぎたりする問題点がある。

本発明を図３、図４、図５を用いて説明する。
図３において、本発明の電着塗装装置は従来型と異なり、電着槽上部に給電用の複数の通電バスバー１〜４を設置している。バスバーはそれぞれ長さが異なっており、それぞれ異なった通電時間が得られるように設定されている。標準の通電バスバーは標準長さでかつ標準の通電時間となっており、標準以外はそれぞれ長さの短い通電バスバーで、標準よりも通電時間が短くなるように設定されている。

また、図４のハンガー上部に設置された複数の集電子１〜４は、それぞれ図３に示す複数の通電バスバー１〜４と接触して通電が行われて電着塗装が実施される。図４の各集電子１〜４は各フック１〜４につながっている。例えば図４のフック１は集電子１とつながっており、集電子１が図３の通電バスバー１と接触して通電が行われる。従って、ハンガーをかけるフックの位置１〜４を自由に選択することにより、自動的に通電時間が変更されて、図７の示すように被塗物の塗装面積、素材種が異なっても、目標とする膜厚を正確に得ることのできる電着塗装方法である。これに対して従来型塗装方法では図６に示すように被塗物の塗装面積、形状等が同じものでないと連続に塗装できない。

また、通電バスバーの長さの調節方法については、図５のように標準長さのバスバー以外は複数に分割されており、電気コードとブレーカーにて接続されて、任意にブレーカーのＯＮ、ＯＦＦにより各通電バスバー間の通電時間の微調整（実質的なバスバーの長さの調整）が可能となっている。

本発明の電着塗装装置の具体的な内容については、下記を例示することができるが、これに限定されるものではない。通電バスバーの長さは２〜３０ｍ、通電バスバーの個数はバスバーの設置場所により異なるが、上部、側面に関係なく設置が可能で４〜１６本程度のバスバーの設置が可能である。標準の塗装電圧については、各被塗物の中で要求される塗膜厚が最大の被塗物に対して（５０〜４００Ｖ）の塗装電圧を設定する。通電時間は３０〜４８０秒で、電着塗料の浴液温度は２５〜３５℃の範囲下で用いられるのが一般的である。被塗物の形状、素材種、面積の大小に関係なく導電性の金属は全て塗装が可能である。

本発明の電着塗装方法は、アニオン型、カチオン型に関係なく、またエポキシ型、アクリル型と言ったような使用樹脂タイプに関係なく、全ての電着塗装に用いる事が可能である。

以下に設備の具体例、塗装条件の具体例を例示して、従来型と本発明を比較し本発明の優位性を明確にする。

（Ａ）従来型の塗装設備、塗装条件例；
電着塗料タイプ；エポキシ型カチオン電着塗料
品名；サクセード＃８０Ｖ黒（デュポン神東・オートモティブ・システムズ(株)製）
電着塗料浴温；２８℃
電着後水洗；ＵＦ水洗３段＋純水水洗１段
焼付け乾燥；１８０℃設定×３０分パス
通電時間；１８０秒
通電バスバー長さ；３ｍ
コンベアスピード；１ｍ／分
塗装電圧；（各被塗物別に要求膜厚に対応して設定している）
被塗物Ａ（材質、鉄、面積―大）＝２００Ｖ（要求膜厚 ３０±２μｍ）
被塗物Ｂ（材質、鉄、面積―中）＝１８０Ｖ（要求膜厚 ２０±２μｍ）
被塗物Ｃ（材質、鉄、面積―小）＝１６０Ｖ（要求膜厚 １５±２μｍ）
被塗物Ｄ（材質、ステンレス面積―小）＝１４０Ｖ（要求膜厚 ２０±２μｍ）

被塗物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれ塗装膜厚３０μｍ、２０μｍ、１５μｍ、
２０μｍの塗装膜厚が得られた。ただし塗装電圧変更を忘れてしまうと、塗装膜厚が過多になったり、薄くなったりしてしまう問題点がある。例えば被塗物Ｃを２００Ｖで塗装すると塗装膜厚は２４μｍ、被塗物Ｄを１８０Ｖで塗装すると塗装膜厚は２７μｍ、被塗物Ａを１４０Ｖで塗装すると塗装膜厚は１４μｍになる。

以下に本発明の具体例を例示する。
（Ｂ）本発明の塗装設備、塗装条件例；
電着塗料タイプ；エポキシ型カチオン電着塗料
品名；サクセード＃８０Ｖ黒（デュポン神東・オートモティブ・システムズ(株)製）
液温；２８℃
電着後水洗；ＵＦ水洗３段＋純水水洗１段
焼付け乾燥；１８０℃設定×３０分パス
通電時間；（各被塗物別に要求膜厚に対応して設定している）
被塗物Ａ＝１８０秒（要求膜厚 ３０±２μｍ）
被塗物Ｂ＝１５０秒（要求膜厚 ２０±２μｍ）
被塗物Ｃ＝１２０秒（要求膜厚 １５±２μｍ）
被塗物Ｄ＝９０秒（要求膜厚 ２０±２μｍ）
通電バスバー長さ；
被塗物Ａ用＝３ｍ
被塗物Ｂ用＝２．５ｍ （個別に長さ調整可能）
被塗物Ｃ用＝２．０ｍ （個別に長さ調整可能）
被塗物Ｄ用＝１．５ｍ （個別に長さ調整可能）
コンベアスピード；１ｍ／分
塗装電圧；２００Ｖ固定（被塗物Ａ〜Ｄ、全て一定）

被塗物Ａのハンガーをフック１の箇所に吊り下げ、被塗物Ｂのハンガーをフック２の箇所に吊り下げ、被塗物Ｃのハンガーをフック３の箇所に吊り下げ、被塗物Ｄのハンガーをフック４の箇所に吊り下げる。通電バスバーとフックは集電子を通じて、それぞれ通電バスバー１⇔フック１、通電バスバー２⇔フック２、通電バスバー３⇔フック３、通電バスバー４⇔フック４が接続される。その結果それぞれの被塗物に電気が必要な時間だけ通電され電着塗装が行われる。上記塗装条件下で、実際に塗装された被塗物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれに得られた塗装膜厚は３０μｍ、２０μｍ、１５μｍ、２０μｍであり、要求品質を満足する結果である。

以上のように本発明の電着塗装方法を用いれば、人為的に塗装電圧の変更を行わなくても、自動車ボデー、自動車部品、家電製品、鋼製家具等の電着塗装において面積の違う被塗物、素材の違う被塗物、あるいは要求膜厚の違う被塗物を不規則な順番に連続塗装して、確実、かつ容易に要求品質に応じた電着塗膜を得ることができる。

従来の塗装に使用する電着塗装槽の側面図の一例である。 従来の塗装に使用する電極板の一例である。 本発明に使用する電着塗装槽の側面図の一例である。 本発明に使用する電極板の一例である。 通電バスバーの長さ調整法の一例である。 従来の塗装において被塗物が電着塗装される状態の側面図の一例である。 本発明において被塗物が電着塗装される状態の側面図の一例である。

Claims (3)

1. 面積の違う被塗物、素材の違う被塗物、あるいは要求膜厚の違う複数の被塗物を不規則連続的に搬送し、複数のハンガーを使用し被塗物を通電バスバーと電極板を備えた電着槽内に同時に全没させる電着塗装ラインにおいて、長さを変更した複数の通電バスバーと、バスバーに対応する複数の集電子およびハンガーを吊り下げるフックを導入し、ハンガー毎に吊り下げるフックの位置を選択することにより、通電時間をコントロールし、目標の膜厚を確保することのできる電着塗装方法。
2. 通電バスバー、集電子およびハンガーを吊り下げるフックがそれぞれ２〜１０導入された請求項１記載の電着塗装方法。
3. 通電バスバー、集電子およびハンガーを吊り下げるフックがそれぞれ３〜６導入された請求項１記載の電着塗装方法。

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