JP6738001B1 - 電着塗装ラインに於ける電着塗装の前処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装阻害物が形成された被塗物に対し、電着塗装ラインの中で塗装阻害物除去が可能な電着塗装ラインに於ける電着塗装の前処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも、第１脱脂工程（１）、第１表面調整工程（３）、第１化成皮膜処理工程（４）、電着塗装工程（５）、乾燥工程（６）を順次連続的に行う電着塗装ラインにおいて、前記第１脱脂工程（１）、前記第１表面調整工程（３）、前記第１化成皮膜処理工程（４）とから成る第１前処理工程ライン（Ａ）に対し、第２脱脂工程（１１）、化学的に処理する塗装阻害物除去工程（２）、第２表面調整工程（３１）、第２化成皮膜処理工程（４１）とから成る第２前処理工程ライン（Ｂ）を併設し、この第２前処理工程ライン（Ｂ）を、少なくとも前記電着塗装工程（５）に接続したことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電着塗装ラインに於ける電着塗装の前処理方法に関し、特には、溶接部を有する被塗物、あるいは高張力鋼板の被塗物に対し、それらの表面に生成又は付着した表面酸化物、スラグ、溶接ヒューム等を化学的に除去する塗装阻害物除去工程を併設した電着塗装ラインに於ける電着塗装の前処理方法に関する。

従来、自動車等の金属部品に電着塗装ラインにてカチオン等の電着塗装を施しているが、この塗装工程の概略は、脱脂工程、表面調整工程、化成皮膜処理工程、電着塗装工程、乾燥工程の順で、この工程を一連に流れる電着塗装ラインで行われている。
この工程で、脱脂工程、表面調整工程、化成皮膜処理工程は、被塗物の耐食性や塗装の密着性を高めるため、電着塗装工程の前に行う前処理工程ラインを成し、一般的に行われている。
因みに、電着塗装ラインは、電着塗装に必要な各工程に対し、各工程別に処理槽あるいはブースが並んで設置されている。
そして、全工程に亘って施設した搬送レールの搬送ハンガーに被塗物を掛着し、それを搬送しながら順次各工程を経て電着塗装する。しかも、これらは全て自動化され、コンピューター制御されている。
搬送ハンガーは搬送レールに沿ってコンベア機構等で移動させられ、前記各工程を循環する閉曲線からなる通過経路を移動する。
搬送ハンガーには被塗物を掛着したり吊り下げるための掛着フックや鋏状の把持機構等を有している。
そして、被塗物は、電着塗装ラインの最上流側の処理工程の手前で搬送ハンガーに吊り下げられ、この場所が着荷場であり、また、処理工程が終了して搬送ハンガーから被塗物を取り外す場所が脱荷場であり、被塗物が脱荷された空の搬送ハンガーは着荷場に戻る。

そして、従来の電着塗装ラインに於ける前処理工程としては、特許文献１（特開２００６−９７１２０）では、被塗物の表面に電着塗膜を形成する電着塗装工程前の前処理方法であって、被塗物の表面に化成皮膜を形成する化成処理工程と、アルカリ性水溶液を用いて被塗物を洗浄するアルカリ水洗工程とを有し、これにより化成皮膜を形成した後の筋錆や電着二次タレを防止できることが開示されている。

また、被塗物がアーク溶接された部品では溶接箇所にスラグや酸化皮膜が形成されるが、このスラグが残存した状態で電着塗装をした場合、特に、スラグ（ガラス質の不導体）は非導電性であるため、そのスラグ箇所の部分には電着塗装がされない。
これを解決する方法として、特許文献２（特開昭和５３−９１９４５）では、アーク溶接による溶接部を有する被塗物を電着塗装する塗装方法において、電着塗装を行う前に導電性塗料を溶接部に塗装し、その後、電着塗装を行う塗装方法が開示されている。

特開２００６−９７１２０号公報 特開昭和５３−９１９４５号公報

しかしながら、特許文献１の前処理方法においては、溶接部がない被塗物又は一般金属材料の被塗物に対してはよいとしても、溶接部がある被塗物あるいは高張力鋼板等の被塗物には全く適用できない問題点がある。
つまり、被塗物が溶接された部品では、その溶接部の溶接ビート部、溶接止端部、溶接熱影響部等の表面に、表面酸化物、スラグ、溶接ヒューム等の溶接生成物や溶接付着物が形成され残存した状態を呈している。
この溶接生成物や溶接付着物が残存した状態で電着塗装をした場合、前処理として化成皮膜を形成する化成処理をしたとしても十分な電着塗装がされない。
特に、溶接付着物のスラグは、主としてS iＯ２（二酸化ケイ素）を含む金属物質の非電導性であるため、そのスラグの部分には殆んど電着塗装がされない。
また、溶接部の溶接ビート部及び溶接熱影響部、並びに高張力鋼板の表面部に於いては、それらの部分に表面酸化物が残存し、塗膜の密着性が悪く、均一で良好な電着塗装がされず、防錆効果が長く発揮できない要因ともなっていた。
要するに、表面酸化物、スラグ、溶接ヒューム等の電着塗装を阻害する物が存在する被塗物には、電着塗装の前処理で阻害物を除去しなければ良好な電着塗装ができず、その際にも阻害物除去が連続処理できる前処理工程ラインに組み込まれていないと、阻害物を有する被塗物が連続的に処理できず生産性が悪い等の問題点を有していた。
また、特許文献２の塗装方法では、電着塗装を行う前に、溶接部を導電性塗料で塗装する工程に手間を要し、特に溶接部の袋状内部は導電性塗料での塗装が難しく、又、この工程を一連に流れる連続的な電着塗装ラインに組み込むことは極めて難しい問題点を有していた。
他方、塗装阻害物除去工程においては、化学的に処理する場合、その処理液が作業場全体の作業環境を悪化する虞も生じ、塗装阻害物除去工程を有する電着塗装ラインを新たに新設するにしても、費用が嵩む等の問題点を有していた。

本発明は上記の問題点に鑑み、カチオン等の電着塗装ラインに塗装阻害物除去工程を含む前処理工程ラインを併設し、溶接部がある被塗物、あるいは高張力鋼板の被塗物に対して、塗装阻害物除去が可能で、被塗物の塗装阻害物の有無に左右されず、設備費の低減と作業環境にも良い電着塗装ラインに於ける電着塗装の前処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも、第１脱脂工程（１）、第１表面調整工程（３）、第１化成皮膜処理工程（４）、電着塗装工程（５）、乾燥工程（６）を順次連続的に行う電着塗装ラインにおいて、
前記第１脱脂工程（１）、前記第１表面調整工程（３）、前記第１化成皮膜処理工程（４）とから成る第１前処理工程ライン（Ａ）に対し、第２脱脂工程（１１）、化学的に処理する塗装阻害物除去工程（２）、第２表面調整工程（３１）、第２化成皮膜処理工程（４１）とから成る第２前処理工程ライン（Ｂ）を隔離して併設し、この第２前処理工程ライン（Ｂ）の搬送レールを、前記電着塗装工程（５）から乾燥工程（６）まで延長して前記第１前処理工程ライン（Ａ）の搬送レールと併設し、この延長した搬送レールで前記第２前処理工程ライン（Ｂ）を前記電着塗装工程（５）に接続し、塗装阻害物がある被塗物に対しては隔離した状態の前記第２前処理工程ライン（Ｂ）で前処理をすることを特徴とする。

前記第２前処理工程ライン（Ｂ）の処理工程を、被塗物を搬送ハンガーで搬送させながら行うのがよい。

本発明でいう塗装阻害物とは、被塗物の表面に発生している生成物や付着物等であって、被塗物が溶接された部品では、その溶接部の溶接ビート部、溶接止端部、溶接熱影響部等の表面に残存する、表面酸化物、スラグ、溶接ヒューム等であり、被塗物が高張力鋼板を使用した部品では、主として、その合金元素Ｓｉ（ケイ素）やＭｎ（マンガン）等による表面酸化物であり、これらが残存する被塗物を電着塗装する際に、塗膜の形成や密着性を悪くし、塗装が均一で良好にできず阻害する物の総称をいう。但し、前記表面酸化物は、被塗物の表面が酸化された状態のもの、あるいは表面に付着した酸化物をいう。

本発明は、電着塗装ラインにおいて、第１前処理工程ライン（Ａ）に対し、第２前処理工程ライン（Ｂ）を別に併設したことにより、前処理が、塗装阻害物がない被塗物に対しては、第１前処理工程ライン（Ａ）で行い、塗装阻害物がある被塗物に対しては、第２前処理工程ライン（Ｂ）の方で選択して行うことができ、被塗物の、塗装阻害物有無に左右されず、何れの被塗物に対しても電着塗装が可能となる。
即ち、本発明の前処理方法では、塗装阻害物がない被塗物や塗装阻害物がある被塗物の両者に対し、前処理が選択して処理でき、被塗物の塗装阻害物の有無に関係なく対応することができる。

また、従来の第１前処理工程ライン（Ａ）に対し第２前処理工程ライン（Ｂ）を別に隔離して併設し、電着塗装工程（５）に接続したことにより、第２前処理工程ライン（Ｂ）で使用する処理液が作業場全体の作業環境を悪化する虞に対し、作業環境全体の悪化を防止できると共に、第１前処理工程ラインと第２前処理工程ライン（Ｂ）に対し、第１前処理工程ライン（Ａ）の電着塗装工程（５）、乾燥工程（６）の設備が共有して使用でき、設備費が低減できる。

更に、化学的に処理する塗装阻害物除去工程（２）を有する第２前処理工程ライン（Ｂ）に於いては、被塗物を搬送ハンガーで搬送させながら連続して行うため、被塗物を連続的に前処理でき、塗装作業の自動化及び作業性の向上が発揮される。
しかも、塗装阻害物除去が薬液で化学的に処理するため、被塗物の溶接箇所が袋状の内部でも、その内部に流入する除去処理液によって内部の塗装阻害物も溶解、中和等により確実に除去される。
これにより、被塗物の溶接部あるいは高張力鋼板の表面に対しても化成皮膜が良好に形成され、それらの部分にも電着塗装工程（５）での塗装が確実になされ、塗装にむらがなく被塗物全体に均一な塗装を行うことができる。

本発明の電着塗装ラインの工程図である。

以下、図に基づき本発明の実施形態を説明する。
先ず図１は本発明の電着塗装ラインの工程図である。
図１において、本発明では、第１脱脂工程（１）、第１表面調整工程（３）、第１化成皮膜処理工程（４）、から成る第１前処理工程ライン（Ａ）を電着塗装工程（５）、乾燥工程（６）から成る工程ラインに接続し、第１前処理工程ライン（Ａ）とは別に隔離して併設した、第２脱脂工程（１１）、塗装阻害物除去工程（２）、第２表面調整工程（３１）、第２化成皮膜処理工程（４１）から成る第２前処理工程ライン（Ｂ）を、前記電着塗装工程（５）、前記乾燥工程（６）から成る工程ラインの前記電着塗装工程（５）に接続している。
これら工程で、第１前処理工程ライン（Ａ）を経由する工程ラインは、搬送ハンガーに掛着した被塗物が搬送レールで搬送されながら順次各工程を経て連続処理され、第２前処理工程ライン（Ｂ）を経由する工程ラインは、電着塗装工程（５）に接続するのに、通常、第１前処理工程ライン（Ａ）側の搬送レールに人やロボット等で前処理された被塗物を掛着して接続するが、図１の如く、第２前処理工程ライン（Ｂ）の搬送レールを、前記電着塗装工程（５）から乾燥工程（６）まで延長して前記第１前処理工程ライン（Ａ）の搬送レールと併設して、前記第２前処理工程ライン（Ｂ）の延長した搬送レールで前記電着塗装工程（５）に接続する。

そして、第１前処理工程ライン（Ａ）は、第１脱脂工程（１）、第１表面調整工程（３）、第１化成皮膜処理工程（４）とから少なくともなり、第２前処理工程ライン（Ｂ）は第２脱脂工程（１１）、塗装阻害物除去工程（２）、第２表面調整工程（３１）、第２化成皮膜処理工程（４１）とから少なくともなる。尚、第１前処理工程ライン（Ａ）は、従来から行われている。

そこで、本発明では、電着塗装工程（５）を行う前の前処理に於いて、第１前処理工程ライン（Ａ）に対し、第２前処理工程ライン（Ｂ）を別に隔離して併設したことである。
それにより、前処理が、塗装阻害物がない被塗物に対しては、第１前処理工程ライン（Ａ）で行い、塗装阻害物がある被塗物に対しては、第２前処理工程ライン（Ｂ）の方で選択して行うことができ、被塗物の塗装阻害物有無に左右されず、何れの被塗物に対しても電着塗装が可能となると共に、 第２前処理工程ライン（Ｂ）に対し、後工程の電着塗装工程（５）及び乾燥工程（６）を新設することなく共有して使用することができ、設備費を軽減できる。

次に、各工程について説明する。
第１脱脂工程（１）、第２脱脂工程（１１）は被塗物に付着した油分や塵埃等を除去する工程であり、脱脂槽に入れた約４０〜６０℃に加熱された強アルカリ性の脱脂剤液、例えば苛性ソーダ及び界面活性剤等の中を2〜６分程度潜らせ脱脂する工程である。
尚、脱脂工程（１）、第２脱脂工程（１１）の次に水洗い工程を設けてもよい。

第１表面調整工程（３）、第２表面調整工程（３１）は、次工程の化成皮膜の性能向上及び処理時間の短縮を目的とし、被塗物の表面にリン酸亜鉛結晶のための結晶核を作る工程であり、表面調整液槽に入れた表面調整液に約１０〜６０秒間潜らせて行う工程である。

第１化成皮膜処理工程（４）、第２化成皮膜処理工程（４１）は、塗装の耐食性、密着性の向上を目的とし、被塗物の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成する工程であり、化成処理液槽に入れたリン酸亜鉛系化成処理液内に約２〜６分潜らせ、被塗物の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成する工程である。
尚、これら第１表面調整工程（３）、第２表面調整工程（３１）、第１化成皮膜処理工程（４）、及び第２化成皮膜処理工程（４１）は、従来の処理方法にて行えばよい。

塗装阻害物除去工程（２）は、被塗物の溶接箇所に付着した塗装阻害物を処理液で化学的に溶解、中和等により除去処理し、主として、化成皮膜が良好に形成されること及び導電性を向上し塗装不良を防止することを目的とした工程であり、第２脱脂工程（１１）と第２表面調整工程（３１）との間に設けている。

この塗装阻害物除去工程（２）に使用される化学的処理液は、アルカリ性系、酸性系、中性系のものが使用されるが、特にはアルカリ性系のものが扱い易く好ましく、例えば、主剤として苛性ソーダ６０〜８５％重量に、溶解補剤として酸化作用を呈する硝酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム等のアルカリ塩５〜１０％重量と、浸漬後の防錆剤として炭酸カリウム５〜１０％重量と、塩化カリウム５〜１０％重量とを加えて処理液にしたものであり、この処理液槽に５分〜６０分程度潜らせればよい。
また、スラグ、溶接ヒューム、表面酸化物等の塗装阻害物に対して、その種類によって潜らす時間を調整してもよく、例えば、高張力鋼板の被塗物では５〜２０分程度潜らせればよく、溶接部に対しては１〜４０分程度潜らせればよい。
他方、酸性系では、例えば、過酸化水素１５〜３０％重量、リン酸３０〜６０％重量、フッ化水素酸１０〜３０％重量の混合液であるが、必ずしも、これら処理液に限定されない。
また、この処理液は、アルカリ性系、酸性系、中性系等の処理液を入れた各処理槽内に適宜な順次で浸漬して塗装阻害物除去処理してもよい。
要するに、塗装阻害物除去工程（２）に使用される化学的処理液は、被塗物が搬送ラインの搬送過程で処理でき、塗装阻害物除去が可能なものならばよく、この条件を満たす既に公知の塗装阻害物除去可能な処理剤を使用してもよい。

また、塗装阻害物除去工程（２）は、第２脱脂工程（１１）と第２表面調整工程（３１）との間に設けるのがよく、これは、最初に第２脱脂工程（１１）で表面の油分や汚れを除去し、次に塗装阻害物除去工程（２）を行うと、油分や汚れを除去した塗装阻害物に処理液が直接作用し除去作業が短縮され、塗装ラインの流れの中で短時間にて処理できるからである。
塗装阻害物除去された被塗物は次の第２表面調整工程（３１）に送られ、この工程で被塗物の表面にリン酸亜鉛結晶のための結晶核を作る。この際に被塗物の溶接部あるいは高張力鋼板の表面の塗装阻害物は既に除去されているため、この部分にもリン酸亜鉛の結晶核がむらなく作られる。

そして、第２表面調整工程（３１）が終了したら第２化成皮膜処理工程（４１）に送られ、被塗物の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成するのであり、ここまでの工程（１１）〜（４１）が第２前処理工程ライン（Ｂ）である。この前処理工程ライン（Ｂ）では、被塗物を掛着した搬送ハンガーで搬送しながら連続的に行なわれる。

第２前処理工程ライン（Ｂ）で処理された被塗物は電着塗装工程（５）に送られ接続される。
この接続は、自動化するために、第２前処理工程ライン（Ｂ）の搬送レールを、電着塗装工程（５）から乾燥工程（６）まで延長して第１前処理工程ライン（Ａ）の搬送レールと併設し、第２前処理工程ライン（Ｂ）の搬送レールで搬送して電着塗装工程（５）に接続させる。
要するに、電着塗装工程（５）から乾燥工程（６）までは第１及び第２の前処理ライン別に２本の搬送レールを有し、塗装阻害物がある被塗物に対しても、第２前処理工程ライン（Ｂ）の搬送レールで電着塗装工程（５）及び乾燥工程（６）まで連続的に処理できる。
そして、電着塗装工程（５）に送られた被塗物は、カチオン電着塗装が行われ、次の乾燥工程（６）で塗装された塗膜の乾燥を行い、全行程を終了する。

このように、本発明では、塗装阻害物がある被塗物に対し、本発明の前処理では、塗装阻害物除去工程（２）を含む第２前処理工程ライン（Ｂ）を併設したことにより、塗装阻害物除去された状態の被塗物が電着塗装工程（５）に送られるので、塗装阻害物を有する被塗物に対しても塗装が確実になされ、被塗装のむらがなく被塗物全体に均一な塗装を行うことができると共に、塗装阻害物除去工程（２）が化学的処理のため、塗装ラインの流れの中に容易に組み込まれ、前処理工程（Ａ）は無論、全工程の塗装作業の短縮化及び自動化を可能にする。
しかも、従来の第１前処理工程ライン（Ａ）に対し第２前処理工程ライン（Ｂ）を別に併設したことにより、第２前処理工程ライン（Ｂ）を別棟に設けて隔離することもでき、作業環境全体の悪化を防止できると共に、既存の電着塗装ラインに塗装阻害物除去工程（２）を追加させる場合でも、容易に組み込むこともでき、設備費の軽減をもたらす。

１ 第１脱脂工程
１１ 第２脱脂工程
２ 塗装阻害物除去工程
３ 第１表面調整工程
３１ 第２表面調整工程
４ 第１化成皮膜処理工程
４１ 第２化成皮膜処理工程
５ 電着塗装工程
６ 乾燥工程
Ａ 第１前処理工程ライン
Ｂ 第２前処理工程ライン

Claims (1)

1. 少なくとも、第１脱脂工程（１）、第１表面調整工程（３）、第１化成皮膜処理工程（４）、電着塗装工程（５）、乾燥工程（６）を順次連続的に行う電着塗装ラインにおいて、
   前記第１脱脂工程（１）、前記第１表面調整工程（３）、前記第１化成皮膜処理工程（４）とから成る第１前処理工程ライン（Ａ）に対し、第２脱脂工程（１１）、化学的に処理する塗装阻害物除去工程（２）、第２表面調整工程（３１）、第２化成皮膜処理工程（４１）とから成る第２前処理工程ライン（Ｂ）を隔離して併設し、この第２前処理工程ライン（Ｂ）の搬送レールを、前記電着塗装工程（５）から乾燥工程（６）まで延長して前記第１前処理工程ライン（Ａ）の搬送レールと併設し、この延長した搬送レールで前記第２前処理工程ライン（Ｂ）を前記電着塗装工程（５）に接続し、塗装阻害物がある被塗物に対しては隔離した状態の前記第２前処理工程ライン（Ｂ）で前処理をすることを特徴とする電着塗装ラインに於ける電着塗装の前処理方法。