JP6777492B2 - 表面処理装置及び表面処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る表面処理装置100の一例を模式的に示す正面図である。
また、図1に示すように、表面処理装置100は、ノンクロメート処理液PLを交換する際に処理槽14内と循環装置20内とを洗浄する洗浄液CLを供給する洗浄液供給装置71と、ポットライフを過ぎたノンクロメート処理液PLや洗浄に使用した後の洗浄液CLのうち少なくとも一方を含む廃液を回収する廃液回収装置72とを備える。
また、例えば洗浄後、新たなノンクロメート処理液PLを供給する場合には、バルブ79が開放され、バルブ25及びバルブ76が閉鎖される。これにより、交換用処理液供給装置77から新たなノンクロメート処理液PLが配管78、73を介して配管22に供給される。新たなノンクロメート処理液PLが処理液循環系500に必要量供給された後、バルブ25が開放され、バルブ79が閉鎖される。
次に、本実施形態に係る金属部品Sの表面処理方法について説明する。図4は、本実施形態に係る金属部品Sの表面処理方法の一例を示すフローチャートである。図5は、本実施形態に係る表面処理装置100を含む表面処理システム1000の一例を模式的に示す図である。
以上説明したように、本実施形態によれば、処理槽14の処理空間12にノンクロメート処理液PLのミストが充満され、ミストが充満した処理空間12に金属部品Sが配置されるので、処理空間12を漂うミストは、金属部品Sの表面に十分に付着する。ノンクロメート処理液PLがミスト化されることにより、金属部品Sの形状に制限されることなく、様々な形状の金属部品Sの表面にノンクロメート処理液PLが十分に塗布される。また、処理空間12に複数の金属部品Sが配置される場合でも、それら複数の金属部品Sの表面にノンクロメート処理液PLは同時に塗布される。また、処理空間12のノンクロメート処理液PLは回収された後、循環装置12によってスプレーノズル16に供給される。スプレーノズル16は、処理空間12から回収されたノンクロメート処理液PLを再び処理空間12に供給する。したがって、ノンクロメート処理液PLの使用量(処理液循環系300におけるノンクロメート処理液PLの保有量)を抑制しつつ、金属部品Sを表面処理することができる。このように、本実施形態においては、少量のノンクロメート処理液PLで、各種部品形状に対応可能であり、且つ、生産数量増加に対応可能であるという効果を奏する。
<実施例1>
次に、本発明に係るミストスプレー処理について実施した評価試験結果について説明する。図9は、本発明の実施例1に係る評価試験を示すフローチャートである。図9に示すように、実施例1に係る評価試験では、金属部品Sを準備する工程(ステップSA1)と、金属部品Sを本発明に係るミストスプレー処理する工程(ステップSA2)と、ミストスプレー処理された金属部品Sを乾燥する工程(ステップSA3)と、金属部品Sを塗装する工程(ステップSA4)と、塗装により形成された塗装膜と金属部品Sとの密着性を評価する工程(ステップSA5)とが実施される。
金属部品Sとして、アルミニウム合金(2014−T3B)の平板を用意した。金属部品Sのサイズは、長さ256[mm]、幅76[mm]、厚さ1[mm]である。この金属部品Sには、アルカリ洗浄及びデオキシダイズ処理が予め施されている。アルカリ洗浄には「Super Bee 300LF」を用い、デオキシダイズ処理には「ALDOX V」を用いた。
本発明に係るミストスプレー処理を実施して、金属部品Sにノンクロメート処理液PLを塗布した。ミストスプレー処理条件は、以下の通りである。
(b1)ノンクロメート処理液PL:AC−131BB(3M社)
(c1)ノンクロメート処理液PLの流通量(使用量):1000[mL]
(d1)ノンクロメート処理液PLの温度:20[℃]
(e1)抑制装置30の方式:蓋部材(長さ1100[mm]、幅650[mm])
(f1)スプレーノズル16:1流体スプレーノズル
(g1)ミストの平均液滴径(ザウター平均径):35[μm]
(h1)スプレーノズル16からのノンクロメート処理液PLの供給量:100[mL/min]
(i1)ミストが充満している処理空間12に金属部品Sを置いた処理時間:10[min]
(j1)処理空間12のミスト濃度:1.31
ミストスプレー処理の後、金属部品Sを自然乾燥させた。乾燥条件は、以下の通りである。
(l1)自然乾燥温度:室温(20[℃])
自然乾燥処理の後、金属部品Sを塗装した。塗装条件は、以下の通りである。
(m1)塗装仕様:AkzoNobel社製エポキシプライマー(10P20−44)
(n1)塗装方法:エアスプレー
(o1)塗装温度:室温(20[℃])
塗装の後、金属部品Sと塗装膜との密着性を評価した。密着性評価試験は、ASTMD3359「テープテストによる密着性評価」に基づく。塗装後の金属部品Sを20[℃]の水に168[時間]浸漬させた後、その金属部品Sの表面にカッターナイフで碁盤目状の切れ込みを入れる。切れ込みの間隔であるクロスカット幅は1[mm]である。切れ込みを入れた領域に粘着テープ(3M社No.250テープ)を付着させ、粘着テープを剥がした後の塗装膜の剥離状態を評価する。塗装膜の剥がれが少ないほど密着性は良好であると評価される。ASTM規格D3359では、塗装膜の剥離状態が「0B」、「1B」、「2B」、「3B」、「4B」、「5B」の6段階に分類され、「5B」は密着性が最も良好であることを示し、数値が小さいほど密着性が不良となり、「0B」は密着性が最も不良であることを示す。実施例1では、塗装膜の剥離状態が「4B」、「5B」であるものを合格とした。
図11は、本発明の実施例2に係る評価試験を示すフローチャートである。図11に示すように、実施例2に係る評価試験では、金属部品Sを準備する工程(ステップSB1)と、金属部品Sの油分を除去するアルカリ脱脂処理を実施する工程(ステップSB2)と、アルカリ脱脂された金属部品Sを湯洗処理する工程(ステップSB3)と、金属部品Sを水洗処理する工程(ステップSB4)と、金属部品Sの酸化被膜を除去するデオキシダイズ処理を実施する工程(ステップSB5)と、金属部品Sを1次水洗処理する工程(ステップSB6)と、金属部品Sを2次水洗処理する工程(ステップSB7)と、金属部品Sを本発明に係るミストスプレー処理する工程(ステップSB8)と、液切りする工程(ステップSB9)と、ミストスプレー処理された金属部品Sを乾燥する工程(ステップSB10)と、金属部品Sを塗装する工程(ステップSB11)と、塗装により形成された塗装膜と金属部品Sとの密着性を評価する工程(ステップSB12)とが実施される。
・薬液:Super Bee 300LF
・処理温度:60[℃]
・処理時間:10[分]
(b2)湯洗処理
・洗浄温度:60[℃]
・洗浄時間:5[分]
(c2)水洗処理
・洗浄温度:室温(20[℃])
・洗浄時間:1[分]
(d2)デオキシダイズ処理
・薬液:ALDOX V
・処理温度:室温(20[℃])
・処理時間:5[分]
(e2)1次水洗処理
・洗浄温度:室温(20[℃])
・洗浄時間:5[分]
(f2)2次洗浄処理
・洗浄温度:室温(20[℃])
・洗浄時間:5[分]
(h2)ノンクロメート処理液PL:AC−131BB(3M社)
(i2)ノンクロメート処理液PLの使用量(流通量):6000[mL]
(j2)ノンクロメート処理液PLの温度:室温(10[℃]以上35[℃]以下)
(k2)抑制装置30の方式:蓋部材(長さ1800[mm]、幅900[mm])
(l2)スプレーノズル16:1流体スプレーノズル
(m2)ミストの平均液滴径(ザウター平均径):35[μm]
(n2)スプレーノズル16からのノンクロメート処理液PLの供給量:1000[mL/min]
(o2)ミストが充満している処理空間12に金属部品Sを置いた処理時間:10[min]
(p2)処理空間12のミスト量(シミュレーション値):0.2[kg/m3]
(q2)処理空間12のミスト濃度(吸光高度計係数):1.31
比較例では、実施例1のミストスプレー処理(ステップSA2)に代えて、浸漬法により金属部品Sの表面にノンクロメート処理液PLを塗布した。金属部品Sのサイズ及び材質は、実施例1と同じである。比較例1においても、金属部品Sにはアルカリ洗浄及びデオキシダイズ処理が予め施されている。
(b3)ノンクロメート処理液PL:AC−131BB(3M社)
(c3)ノンクロメート処理液PLの使用量:24[L]
(d3)ノンクロメート処理液PLの温度:20[℃]
(e3)浸漬時間:10[min]
なお、上述の実施形態においては、ノンクロメート処理液PLがシランカップリング剤を含むこととした。金属部品Sに有機系皮膜と形成するノンクロメート処理液PLとして、キレート、水性樹脂、及び導電性高分子皮膜の少なくとも一つを含む処理液が使用されてもよい。
10A 吊部材
10B 支持部材
12 処理空間
14 処理槽
14C 回収口
14K 開口
14S 内面
14Sa 内側面
14Sb 底面
16 スプレーノズル
16A 噴射口
20 循環装置
21 回収ピット
22 配管
23 ポンプ
24 温調装置
25 バルブ
26 温度計
30 抑制装置
31 開閉装置
31a 蓋部材
31b 切替機構
50 検出器
60 制御装置
71 洗浄液供給装置
72 廃液回収装置
73 配管
74 配管
75 バルブ
76 バルブ
77 交換用処理液供給装置
78 配管
79 バルブ
80 エアレシーバタンク
81 配管
82 エアブローノズル82
83 配管
84 バルブ
85 バルブ
100 表面処理装置
100A 表面処理装置
100B 表面処理装置
130 ガスカーテン装置
131 ガス噴射口
132 ガス吸引口
133 噴射ノズル
134 吸引ノズル
135 ミスト回収器
136 配管
137 配管
138 温調器
139 送風機
210 脱脂槽
220 洗浄槽
230 洗浄槽
240 アルカリ洗浄槽
250 洗浄槽
260 洗浄槽
270 デオキシダイズ処理槽
280 洗浄槽
290 洗浄槽
300 搬送装置
500 処理液循環系
1000 表面処理システム
CL 洗浄液
PL ノンクロメート処理液
S 金属部品
Claims (11)
- 金属部品が配置される処理空間を有する処理槽と、
前記処理空間に平均液滴径が70[μm]以下のノンクロメート処理液のミストを供給して前記処理空間を前記ミストで充満させる1流体スプレーノズルと、
前記処理空間の前記ノンクロメート処理液を回収して、前記1流体スプレーノズルに供給する循環装置と、を備え、
前記1流体スプレーノズル、前記処理槽、及び前記循環装置を含む処理液循環系を流通する前記ノンクロメート処理液の保有量は、前記処理空間の1[m 3 ]当たり10[L]以下である、
表面処理装置。 - 前記1流体スプレーノズルから前記処理空間に供給される前記ノンクロメート処理液の供給量は、前記処理空間の1[m3]当たり10[L/min]以下である、
請求項1に記載の表面処理装置。 - 前記処理空間における前記ノンクロメート処理液のミスト濃度は、前記処理空間の1[m3]当たり100[mL]以上5000[mL]以下である、
請求項1又は請求項2に記載の表面処理装置。 - 前記循環装置は、前記ノンクロメート処理液の温度を調整する温調装置を有する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の表面処理装置。 - 前記処理空間における前記ノンクロメート処理液のミスト濃度を検出する検出器を備え、
前記検出器の検出結果に基づいて、前記1流体スプレーノズルから供給される前記ノンクロメート処理液の供給量が調整される、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の表面処理装置。 - 前記処理槽の上部に設けられた開口からの前記ノンクロメート処理液の漏出を抑制する抑制装置を備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の表面処理装置。 - 前記抑制装置は、前記開口を閉塞可能な蓋部材と、前記蓋部材の開状態及び閉状態を切り換え可能な切替機構と、を有する開閉装置を含む、
請求項6に記載の表面処理装置。 - 前記開口を介して前記処理空間に前記金属部品を搬入し、前記処理空間から前記金属部品を搬出する搬送装置を備える、
請求項6又は請求項7に記載の表面処理装置。 - 前記ノンクロメート処理液を交換する際に前記処理槽内と前記循環装置内とを洗浄するための洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、
前記ノンクロメート処理液及び前記洗浄液のうち少なくとも一方を含む廃液を回収する廃液回収装置と、を備える、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の表面処理装置。 - 処理槽と、1流体スプレーノズルと、循環装置とを備える表面処理装置で実行される表面処理方法であって、
金属部品が配置される前記処理槽の処理空間に、平均液滴径が70[μm]以下のノンクロメート処理液のミストを前記1流体スプレーノズルから供給するミストスプレー処理を実施して前記処理空間を前記ミストで充満させることと、
前記循環装置によって、前記処理空間の前記ノンクロメート処理液を回収することと、
前記循環装置によって、前記処理空間から回収された前記ノンクロメート処理液が、前記1流体スプレーノズルから前記処理空間に供給されることと、を含み、
前記1流体スプレーノズル、前記処理槽、及び前記循環装置を含む処理液循環系を流通する前記ノンクロメート処理液の保有量は、前記処理空間の1[m 3 ]当たり10[L]以下である、
表面処理方法。 - 前記ミストスプレー処理の前に、前記金属部品の脱脂処理及び酸化被膜除去処理が実施され、
前記金属部品は、搬送装置により、前記脱脂処理が実施される脱脂槽、前記酸化被膜除去処理が実施されるデオキシダイズ処理槽、及び前記ミストスプレー処理が実施される前記処理槽に順次搬送される、
請求項10に記載の表面処理方法。
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