JP6939604B2

JP6939604B2 - 電着塗装方法及び電着塗装装置

Info

Publication number: JP6939604B2
Application number: JP2018011694A
Authority: JP
Inventors: 雅史篠田; 篠田　　雅史; 啓貴松井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: JP2019127643A

Description

本発明は、電着塗装方法及び電着塗装装置に関するものである。

自動車ボディ等に代表される金属部材（被塗物）は、防食を目的として電着塗装される場合がある。この電着塗装を行う電着塗装システムは、例えば特許文献１に示されるように、被塗物を電着塗料溶液に浸漬させて被塗物の表面に塗膜を形成する電着処理ゾーンと、電着処理ゾーンで表面に塗膜を形成した被塗物を洗浄する複数の水洗処理工程部を備える水洗処理ゾーンと、水洗処理ゾーンで洗浄した被塗物を加熱して被塗物の塗膜を硬化乾燥させる焼付乾燥処理ゾーンとを備えている。

特開２０１７−２５３４６号公報

ところで、上記特許文献１のものでは、水洗処理ゾーンと焼付乾燥処理ゾーンとの間に、水洗処理ゾーンで被塗物の表面に付着した洗浄水を除去するための滴下工程が設けられている。この滴下工程では、被塗物の表面に付着した洗浄水を重力により自然落下させて除去している。

表面に洗浄水が残留した状態の被塗物を次の焼付乾燥処理ゾーンに搬入してしまうと、自動車ボディの表面に洗浄水の跡が残ってしまい、外観不良を生じさせてしまう。このため、滴下工程では洗浄水を除去するのに十分な工程長を確保する必要がある。

これに対して、被塗物に熱風を当てて被塗物表面の温度を上げることで、短い工程長で早く洗浄水を除去する方法もあるが、被塗物の表面に付着した洗浄水の一部が沸騰することで、被塗物表面に洗浄水の跡が残り、結果的に外観不良を生じさせてしまうという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外観不良の発生を抑制しつつ、滴下工程の工程長を短縮し、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明では、被塗物の表面に電着塗膜層を形成し、該電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する電着塗装工程と、上記電着塗装工程の後に上記電着塗膜層の表面が洗浄水によって濡れた被塗物を除湿炉に搬入し、該除湿炉内において、該洗浄水を滴下水として滴下しつつ、該除湿炉内に入ってきた空気を取り出して該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を除湿炉内に戻すことによって、該除湿炉内の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿工程とを含み、上記除湿工程において、上記除湿炉から取り出した空気を吸熱源とし、該除湿炉から取り出した空気を冷却した後の空気を放熱源とするヒートポンプを予め設けておき、上記除湿炉から炉内空気を取り出し、該取り出した空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、上記ヒートポンプを用いて、該取り出した炉内空気を冷却する工程と、上記ヒートポンプを用いて、上記冷却した後の炉内空気を加熱する工程と、上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻す工程とをさらに含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄すると、被塗物の表面が濡れ、洗浄水が残留した状態となる。濡れた被塗物を除湿炉に搬入し、除湿炉内で洗浄水を重力により自然滴下することで、残留した洗浄水の多くを除去できる。また、除湿炉内に入ってきた空気を取り出して該空気の湿度を下げ、湿度の下がった空気を除湿炉内に戻すことで除湿炉内の湿度を下げるので、被塗物の表面温度を過度に上昇させることなく、被塗物の表面に付着した水分を緩やかに乾燥させることができる。これにより、被塗物の外観に洗浄水の跡が生じにくくなり、外観不良の発生を抑制することができる。

また、重力による自然滴下に加えて、除湿炉内の湿度を下げることで被塗物の表面に残留した洗浄水を乾燥させるので、重力による自然滴下のみで洗浄水を除去する場合と比べ、残留した洗浄水を早く除去することができ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

ここで、除湿炉内の空気を外気と交換することで除湿する方法があるが、高温の空気を外部に排出するため、エネルギーのロスが生じてしまう。

上記の構成によれば、除湿炉内の空気の冷却及び加熱にヒートポンプを利用して除湿を行うので、エネルギーロスを少なくすることができる。

上記の構成によれば、ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱することにより、除湿炉に戻す空気を所望の温度に調整することができる。

第２の発明では、被塗物の表面に電着塗膜層を形成し、該電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する電着塗装工程と、上記電着塗装工程の後に上記電着塗膜層の表面が洗浄水によって濡れた被塗物を除湿炉に搬入し、該除湿炉内において、該洗浄水を滴下水として滴下しつつ、該除湿炉内に入ってきた空気を取り出して該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を除湿炉内に戻すことによって、該除湿炉内の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿工程とを含み、上記除湿工程において、上記除湿炉から取り出した空気を吸熱源とし、該除湿炉から取り出した空気を冷却した後の空気を放熱源とするヒートポンプを予め設けておき、上記除湿炉から炉内空気を取り出し、該取り出した空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、上記ヒートポンプを用いて、該取り出した炉内空気を冷却する工程と、上記ヒートポンプを用いて、上記冷却した後の炉内空気を加熱して、上記除湿炉に戻す工程とをさらに含み、上記除湿炉内から排出される上記滴下水及び上記結露水を、上記電着塗装工程で用いられる洗浄水に戻すことを特徴とする。

上記の構成によれば、被塗物に付着した滴下水及び結露水は、外部と遮断された除湿炉内に排出されるので、排出された滴下水及び結露水には、外部から混入するゴミや汚れが含まれておらず、排出された滴下水及び結露水を前工程である電着塗装工程に用いられる洗浄水に戻すことができる。これにより、除湿炉から排出される滴下水及び結露水を再利用することができる。

第３の発明では、第２の発明において、上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻すことを特徴とする。

第４の発明では、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、上記除湿炉は、その内部の温度が、上記除湿炉内に搬入された被塗物の表面温度が１００℃未満となるように管理されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、被塗物の表面温度が１００℃未満となるように除湿炉内の温度が管理されているので、被塗物の表面に付着した洗浄水が沸騰することがなく、洗浄水の跡が残りにくい。よって、外観不良の発生をより抑制しつつ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

第５の発明では、第４の発明において、上記除湿炉内に戻される空気の重量絶対湿度が２２ｇ／ｋｇ未満であることを特徴とする。

上記の構成によれば、除湿炉内に戻される空気の重量絶対湿度が２２ｇ／ｋｇ未満であるので、濡れた状態で除湿炉に搬入された被塗物の表面から洗浄水が、洗浄水の跡が残らない程度に緩やかに除去される。よって、外観不良の発生をより抑制しつつ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

第６の発明では、第１〜第５の発明のいずれか１つにおいて、上記除湿炉から取り出した空気を、上記ヒートポンプによる冷却前に予備冷却することを特徴とする。

ヒートポンプのみによる冷却では、空気の温度コントロールに制限があるが、上記の構成によれば、予備冷却により、空気をヒートポンプによって所望の温度まで冷却することができる。

第７の発明では、被塗物の表面に電着塗膜層を形成する電着手段と、上記電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する水洗手段と、上記水洗手段から搬出された被塗物に付着した洗浄水を滴下水として滴下しつつ、内部に導入された空気を取り出して、該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を内部に戻すことによって内部の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿炉と、上記除湿炉から空気が導入され、該導入された空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、該導入された空気を冷却する冷却器と、上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該導入された空気を加熱する加熱器と、上記除湿炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記除湿炉に戻るように循環させる循環路と、上記冷却器と上記加熱器とを連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプと、上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻す後置加熱器とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。

第８の発明では、被塗物の表面に電着塗膜層を形成する電着手段と、上記電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する水洗手段と、上記水洗手段から搬出された被塗物に付着した洗浄水を滴下水として滴下しつつ、内部に導入された空気を取り出して、該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を内部に戻すことによって内部の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿炉と、上記除湿炉から空気が導入され、該導入された空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、該導入された空気を冷却する冷却器と、上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該導入された空気を加熱する加熱器と、上記除湿炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記除湿炉に戻るように循環させる循環路と、上記冷却器と上記加熱器とを連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプと、上記除湿炉から排水された上記滴下水及び上記結露水の汚れを除去するフィルタと、上記電着手段に設けられ、上記フィルタを通過した上記滴下水及び上記結露水が上記水洗手段に戻された後、上記滴下水及び上記結露水が上記水洗手段から上記電着手段を経由して導入され、上記滴下水及び上記結露水を含む電着手段内の溶液の電着塗料を回収するための限外ろ過装置とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第２の発明と同様の作用効果を得ることができる。また、除湿炉から排出された滴下水及び結露水は、外部から混入するゴミや汚れが含まれていないため、滴下水及び結露水に含まれた汚れをフィルタで簡単に除去することができる。そして、フィルタを通過した滴下水及び結露水が水洗手段に戻された後、水洗手段のオーバーフロー水が電着手段に回収され、電着手段に設けられた限外ろ過装置により、滴下水及び結露水に含まれる電着塗料を回収し、再利用することができる。

第９の発明では、第８の発明において、上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻す後置加熱器をさらに備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第３の発明と同様の作用効果を得ることができる。また、後置加熱器により、操業開始時の除湿炉の昇温を早めることができる。

第１０の発明では、第７〜第９の発明のいずれか１つにおいて、上記除湿炉は、その内部の温度が、上記除湿炉内に搬入された被塗物の表面温度が１００℃未満となるように管理されていることを特徴とする。

上記構成によれば、第４の発明と同様の作用効果を得ることができる。

第１１の発明では、第１０の発明において、上記除湿炉内に戻される空気の重量絶対湿度が２２ｇ／ｋｇ未満であることを特徴とする。

上記構成によれば、第５の発明と同様の作用効果を得ることができる。

第１２の発明では、第７〜第１１の発明のいずれか１つにおいて、上記循環路に配設され、上記除湿炉から取り出された空気を冷却して上記冷却器に導入する前置冷却器をさらに備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第６の発明と同様の作用効果を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、外観不良の発生を抑制しつつ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

本発明の実施形態に係る電着塗装装置を示す概略図である。電着塗装装置に設けられた電着槽を模式的に示す断面図である。電着塗装装置の除湿装置を示すブロック図である。電着塗装装置の温湿度制御システムを示す図である。電着塗装装置の除湿炉を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本実施形態に係る電着塗装装置を示す概略図である。電着塗装装置Ｅにより電着塗装される被塗物は自動車ボディ１（図１等参照）である。この電着塗装装置Ｅは、電着塗装ラインＬを備える。この電着塗装ラインＬは、上流側から順に、電着塗装エリアＣと、焼付乾燥エリアＤを含む。

自動車ボディ１は、全電着塗装装置Ｅ内を電着塗装ラインＬに沿って延びる後述するオーバーヘッドコンベア（ハンガー式搬送装置）によって搬送される。具体的には、自動車ボディ１は、ハンガー４５（図５参照）に搭載されて各エリアＣ，Ｄの順に送られる。

＜電着塗装エリアＣ＞
電着塗装エリアＣは、自動車ボディ１の表面に電着塗膜層を形成するためのエリアである。電着塗装エリアＣには、電着塗装ラインＬの上流から順に、電着ステーションＣ１及び水洗ステーションＣ２が配置されている。

電着ステーションＣ１には、自動車ボディ１が浸漬される電着塗料９を貯留した電着槽２１が設けられている。電着ステーションＣ１において、図２に示すように、電着槽２１内に浸漬された自動車ボディ１を陰極とし、電着槽２１内において自動車ボディ１の両側側方及び下側に設けられた対極１０を陽極としてカチオン電着塗装が行なわれる。なお、自動車ボディ１は、ハンガー４５と共に電着塗料９中に浸漬されるが、図２では、搬送装置の図示を省略している。また、本実施形態では、自動車ボディ１を陰極とし、対極１０を陽極とする電着槽２１が本発明の電着手段に相当する。

水洗ステーションＣ２では、電着槽２１の塗料が電着した自動車ボディ１に対してスプレー水洗、ディップ水洗、スプレー水洗、ディップ水洗及びスプレー水洗が順に行われる。そのために、電着塗装ラインＬの上流側から順に、第１〜第３のスプレーノズル２２〜２４、第１ディップ水洗槽２５、第４スプレーノズル２６、第２ディップ水洗槽２７及び第５スプレーノズル２８が設けられている。なお、本実施形態では、第１〜第３のスプレーノズル２２〜２４、第１ディップ水洗槽２５、第４スプレーノズル２６、第２ディップ水洗槽２７及び第５スプレーノズル２８が本発明の水洗手段に相当する。

第１〜第４のスプレーノズル２２〜２４，２６によるスプレー水洗及び第１ディップ水洗槽２５によるディップ水洗では、洗浄水として、電着槽２１の電着塗料９の限外ろ過（以下、「ＵＦ」という場合がある。）で得られるＵＦろ液が使用される。そのために、ＵＦ装置３１及び該ＵＦ装置３１で得られるＵＦろ液を貯留するろ液タンク３２が設けられている。また、第２スプレーノズル２３及び第３スプレーノズル２４各々によるスプレー済みの洗浄液を回収する洗浄液回収タンク３３，３４が設けられている。一方、第２ディップ水洗槽２７によるディップ水洗及び第５スプレーノズル２８によるスプレー水洗には工業用水が使用される。

電着塗料の損失を減らすべく、ろ液タンク３２のＵＦろ液が第１及び第４の各スプレーノズル２２，２６に供給される。第４スプレーノズル２６によるスプレー済みの洗浄液が第１ディップ水洗槽２５に回収される。第１ディップ水洗槽２５からのオーバーフロー水は第３スプレーノズル２４用の洗浄液回収タンク３４に回収される。第３スプレーノズル２４には洗浄液回収タンク３４の洗浄液が供給され、洗浄液回収タンク３４からのオーバーフロー水が第２スプレーノズル２３用の洗浄液回収タンク３３に回収される。第２スプレーノズル２３には洗浄液回収タンク３３の洗浄液が供給され、洗浄液回収タンク３３からのオーバーフロー水が電着槽２１に回収される。

＜焼付乾燥エリアＤ＞
焼付乾燥エリアＤは、電着塗膜層が形成された後洗浄された自動車ボディ１の表面に残留した洗浄水を除去し、該自動車ボディ１の表面を加熱して電着塗装膜を硬化させるためのエリアである。焼付乾燥エリアＤには、電着塗装ラインＬの上流から順に、除湿ステーションＤ１及び焼付乾燥ステーションＤ２が配置されている。

除湿ステーションＤ１には、電着塗膜層が形成された後洗浄された自動車ボディ１が搬入される除湿炉２が設けられている。除湿炉２では、搬入された自動車ボディ１に付着した洗浄水を滴下水として重力により滴下しつつ、除湿炉２の外部に設けられた除湿装置を用いて、除湿炉２内部の湿度を下げることによって自動車ボディ１の表面における洗浄水を乾燥させている。

除湿装置では、外部から除湿炉２に導入された空気を取り出して、該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を除湿炉２内に戻すことを行っている。具体的には、除湿装置は、図３に示すように、除湿炉２から取り出した空気を冷却する前置冷却器４、前置冷却器４から取り出した空気をさらに冷却した後、加熱するためのヒートポンプ５、ヒートポンプ５で加熱された空気を加熱する後置加熱器６、並びに循環用ファン７が設けられている。除湿炉２、前置冷却器４、ヒートポンプ５、後置加熱器６及び循環用ファン７は、除湿炉２から取り出した空気を、前置冷却器４、ヒートポンプ５、後置加熱器６及び循環用ファン７を順に通して除湿炉２に戻す循環路８によって接続されている。除湿装置は、温湿度制御システムＭを備えている。当該温湿度制御システムＭについては、後に詳述する。

焼付乾燥ステーションＤ２には、除湿炉２において表面に付着した洗浄水が除去された自動車ボディ１が搬入される焼付乾燥炉３が設けられている。焼付乾燥ステーションＤ２は、自動車ボディ１の表面に形成された電着塗膜層を硬化乾燥させるためのものである。焼付乾燥炉３は、除湿炉２と連結されている。

＜温湿度制御システムＭ＞
前置冷却器４では、除湿炉２から導入された空気を屋外冷却塔９１で得られる冷水との熱交換によって冷却する。この前置冷却器４は、除湿炉２から導入された空気の温度をコントロールするためのものである。

ヒートポンプ５は、圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式であり、ＣＯ２を冷媒とする。ヒートポンプ５の蒸発器が、除湿炉２から取り出した空気を、該空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、熱交換によって冷却する冷却器９３を構成している。また、ヒートポンプ５の凝縮器が、上記蒸発器で冷却された空気を熱交換によって加熱する加熱器９４を構成している。換言すれば、ヒートポンプ５は、除湿炉２から取り出した空気を吸熱源とし、上記冷却後の空気を放熱源とするヒートポンプになっている。つまり、ヒートポンプ５を用いて、除湿炉２内の空気の冷却及び加熱が行われている。具体的には、図４に示すように、ヒートポンプ５の蒸発器で加温された冷水は送水ポンプ（図示省略）によって冷水タンク９２に供給される。冷却器９３は、前置冷却器４から送られる空気を、冷水タンク９２から送水ポンプ（図示省略）によって送られる冷水との熱交換によって冷却する。空気の冷却によって生じた結露水は、自動車ボディ１から滴下した滴下水とともに、貯留水として、除湿炉２内の貯留部９６（図５参照）に排水される。また、ヒートポンプ５の凝縮器で冷却された冷水は、送水ポンプ（図示省略）によって冷水タンク９２に供給される。加熱器９４は、冷却器９３から送られる空気を、冷水タンク９２から送水ポンプ（図示省略）によって送られる冷水との熱交換によって加熱する。

後置加熱器６としてはガスバーナーが用いられており、該後置加熱器６にガス燃料及び外気が供給される。この後置加熱器６は、操業開始時の除湿炉２内の空気の早期昇温や除湿炉２内の温度調整等の必要に応じて利用される。

上記構成において、除湿炉２から取り出された空気は、前置冷却器４及びヒートポンプ５を用いた冷却器９３によって段階的に冷却される。

すなわち、除湿炉２から取り出された空気は、前置冷却器４により、屋外冷却塔９１によって冷却された空気の冷熱を用いて冷却される。例えば、除湿炉２から取り出された空気の温度が６０℃であるとき、その空気が前置冷却器４によって５５．９℃程度まで冷却される。

前置冷却器４で冷却された空気は、ヒートポンプ５を用いた冷却器９３によって、該空気中の水分が凝縮する温度、例えば２２．８℃程度まで冷却される。この冷却によって空気中の水分の一部が凝縮して除去されることにより、除湿炉２から取り出されたときに例えば２２ｇ／ｋｇであった空気の重量絶対湿度が１７．５ｇ／ｋｇ程度まで下がる。

冷却器９３で冷却された空気は、ヒートポンプ５を用いた加熱器９４及び後置加熱器６により段階的に加熱される。すなわち、加熱器９４によって７３℃程度にまで加熱され、後置加熱器６によって８０℃程度にまで加熱されて除湿炉２に戻される。この除湿炉２に戻される空気は、先の冷却・凝縮によって絶対湿度が１７．５ｇ／ｋｇ程度まで下がっているから、除湿炉２には乾燥した温風が供給されることになる。

本実施形態の除湿炉２内の温度は、１００℃未満であることが好ましい。つまり、除湿炉２の内部温度が、除湿炉２内に搬入された自動車ボディ１の表面温度が１００℃未満となるように管理されている。自動車ボディ１表面の温度が１００℃以上であると、表面に付着した洗浄水が沸騰し、その際生じる気泡により洗浄水の跡が残ってしまうため、好ましくない。よって、除湿炉内に戻される空気の温度は、１００℃未満であることが好ましく、７８℃〜８２℃であることがより好ましい。また、本実施形態の除湿炉内に戻される空気の絶対重量湿度は、２５ｇ／ｋｇ未満であることが好ましく、２２ｇ／ｋｇ未満であることがより好ましい。

＜ハンガー式搬送装置＞
本実施形態の自動車ボディ１は、ハンガー式搬送装置（オーバーヘッドコンベア）のハンガー４５に搭載されて除湿炉２に搬入される。

ハンガー式搬送装置は、図５に簡略化して示すように、電着塗装装置Ｅに沿って延びるガイドレール４１と、このガイドレール４１にローラ４２によって係合し該ガイドレール４１に沿って移動する前後のトロリー４３と、トロリー４３に吊り下げられ、自動車ボディ１が搭載されるハンガー４５とを備えている。

ハンガー４５は、自動車ボディ１を両側から支持するための、前後のトロリー４３各々にＣネック４６を介して吊り下げられた前後の門型フレーム４７を備えている。前後の門型フレーム４７は連結バーによって連結されている。前後の門型フレーム４７の下端部には自動車ボディ１を受ける受け部５３が設けられている。

除湿炉２の相対する内側壁１７には、循環路８から供給される温風をハンガー４５に搭載された自動車ボディ１に向けて吹き出すノズルボックス１８が設けられている。内側壁１７の上部には、除湿炉２内の空気を循環路８に排出するエア吸込み口１９が開口している。除湿炉２の壁には断熱材２０が設けられている。

上記構成において、塗装された自動車ボディ１はハンガー４５に搭載されて除湿炉２に搬入される。除湿炉２において、自動車ボディ１を搬送しながら、自動車ボディ１の塗膜の乾燥を行なう。除湿炉２内の空気は、循環用ファン７の作動により、エア吸込み口１９から前置冷却器４を経由してヒートポンプ５の蒸発器（冷却器）に導かれ、該蒸発器によって冷却される。

これにより、除湿炉２から取り出された空気中の水分の一部が凝縮する。この空気の冷却によって生じた結露水が、自動車ボディ１から滴下した滴下水とともに、貯留水として、除湿炉２の床に設けられた貯留部９６に排出される。

水分が除去された冷却後の空気は、ヒートポンプ５の凝縮器（加熱器）に導かれ、該凝縮器で加熱される。凝縮器で加熱された空気は、必要に応じて後置加熱器６でさらに加熱されて、除湿炉２のノズルボックス１８から除湿炉２内に戻される。すなわち、温風が除湿炉２内に吹き出す。

上記貯留部９６に貯留された貯留水は、図１に示すように、除湿炉２の外部に設けられたフィルタ９７を通過し、第１ディップ水洗槽２５に回収される。その後、貯留水は第１ディップ水洗槽２５で洗浄液と混合され、洗浄液とともにオーバーフロー水として電着槽２１に導入されて、ＵＦ装置３１によって、電着塗料が回収される。

＜電着塗装方法＞
前処理工程を終えた自動車ボディ１は、オーバーヘッドコンベアのハンガー４５に搭載された状態で、電着ステーションＣ１に搬入される。電着ステーションＣ１において、電着槽２１に浸漬され、自動車ボディ１と対極１０との間に直流電圧が印加される。これにより、自動車ボディ１の表面に電着塗膜層が形成される。

自動車ボディ１は、ハンガー４５に搭載された状態で電着ステーションＣ１から水洗ステーションＣ２に搬送される。水洗ステーションＣ２において、自動車ボディ１に対して、第１〜第３のスプレーノズル２２〜２４によるスプレー水洗、第１ディップ水洗槽２５によるディップ水洗、第４スプレーノズル２６によるスプレー水洗、第２ディップ水洗槽２７によるディップ水洗、及び第５スプレーノズル２８によるスプレー水洗が順に行われる（電着塗装工程）。

自動車ボディ１は、ハンガー４５に搭載された状態で、水洗ステーションＣ２から除湿ステーションＤ１に搬送される。除湿ステーションＤ１の除湿炉２内において、自動車ボディ１は搬送されながら、表面に付着した洗浄水が滴下水として重力により滴下される。合わせて除湿炉２内の空気を取り出して、該取り出した空気を温度湿度制御システムＭによって温度を８０℃程度且つ重量絶対湿度を２２ｇ／ｋｇ未満に調整し、該調整した空気を乾燥した温風として自動車ボディ１に当てるように除湿炉２内に戻す。このように、乾燥した温風を自動車ボディ１に当てながら除湿炉２内の湿度を下げることで、自動車ボディ１の表面に残留した洗浄水を緩やかに乾燥除去させている（除湿工程）。

自動車ボディ１は、ハンガー４５に搭載された状態で、除湿ステーションＤ１から焼付乾燥ステーションＤ２に搬送される。焼付乾燥ステーションＤ２の焼付乾燥炉３内において、自動車ボディ１を１００℃以上の焼付温度に加熱することで、自動車ボディ１の表面に形成された電着塗膜層を硬化乾燥させる（焼付乾燥工程）。

−効果−
以上より、本実施形態によれば、電着塗膜層が形成された自動車ボディ１を水洗すると、自動車ボディ１の表面が濡れ、洗浄水が残留した状態となる。濡れた自動車ボディ１を除湿炉２に搬入し、除湿炉２内で洗浄水を重力により自然滴下することで、残留した洗浄水の多くを除去できる。また、除湿炉２内に入ってきた空気を取り出して該空気の湿度を下げ、湿度の下がった空気を除湿炉２内に戻すことで除湿炉２内の湿度を下げるので、自動車ボディ１の表面温度を過度に上昇させることなく、自動車ボディ１の表面に付着した水分を緩やかに乾燥させることができる。これにより、自動車ボディ１の外観に洗浄水の跡が生じにくくなり、外観不良の発生を抑制することができる。

また、重力による自然滴下に加えて、除湿炉２内の湿度を下げることで自動車ボディ１の表面に残留した洗浄水を乾燥させるので、重力による自然滴下のみで洗浄水を除去する場合と比べ、残留した洗浄水を早く除去することができ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

また、自動車ボディ１の表面温度が１００℃未満となるように除湿炉２内の温度が管理されているので、自動車ボディ１の表面に付着した洗浄水が沸騰することがなく、洗浄水の跡が残りにくい。よって、外観不良の発生をより抑制しつつ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

また、除湿炉２内に戻される空気の重量絶対湿度が２２ｇ／ｋｇ未満であるので、濡れた状態で除湿炉２に搬入された自動車ボディ１の表面から洗浄水が、洗浄水の跡が残らない程度に緩やかに除去される。よって、外観不良の発生をより抑制しつつ、滴下工程の工程長を短縮することができ、ひいては電着塗装ライン全体の工程長を短縮することができる。

ここで、除湿炉２内の空気を外気と交換することで除湿する方法があるが、高温の空気を外部に排出するため、エネルギーのロスが生じてしまう。

本実施形態よれば、除湿炉内の空気の冷却及び加熱にヒートポンプ５を利用して除湿を行うので、エネルギーロスを少なくすることができる。

また、ヒートポンプのみによる冷却では、空気の温度コントロールに制限があるが、本実施形態によれば、予備冷却により、空気をヒートポンプ５によって所望の温度まで冷却することができる。

また、ヒートポンプ５によって加熱された空気をさらに加熱することにより、除湿炉２に戻す空気を所望の温度に調整することができる。

また、自動車ボディ１に付着した滴下水及び結露水は、外部と遮断された除湿炉２内に排出されるので、排出された滴下水及び結露水には、外部から混入するゴミや汚れが含まれておらず、排出された滴下水及び結露水を前工程である電着塗装工程に用いられる洗浄水に戻すことができる。これにより、除湿炉２から排出される滴下水及び結露水を再利用することができる。

また、除湿炉２から排出された滴下水及び結露水は、外部から混入するゴミや汚れが含まれていないため、滴下水及び結露水に含まれた汚れをフィルタ９７で簡単に除去することができる。そして、フィルタ９７を通過した滴下水及び結露水が第１ディップ水洗槽２５に戻された後、第１ディップ水洗槽２５及び洗浄液回収タンク３３，３４からのオーバーフロー水が電着槽２１に回収され、電着槽２１に設けられたＵＦ装置３１により、滴下水及び結露水に含まれる電着塗料を回収し、再利用することができる。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態では、前置冷却器４及び後置加熱器６を設けたが、どちらか一方又はどちらも設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、除湿炉から排出される貯留水が第１ディップ水洗槽２５に回収されたが、回収されなくてもよい。

また、上記実施形態では、自動車ボディの電着塗膜層の乾燥に用いたが、他の塗装品に適用してもよい。

Ｅ電着塗装装置
Ｌ電着塗装ライン
Ｃ１電着ステーション
Ｃ２水洗ステーション
Ｄ１除湿ステーション
Ｄ２焼付乾燥ステーション
Ｍ温湿度制御システム
１自動車ボディ（被塗物）
２除湿炉
４前置冷却器
５ヒートポンプ
６後置加熱器
８循環路
２１電着槽（電着手段）
２５第１ディップ水洗槽
３１ＵＦ装置（限外ろ過装置）
９３冷却器
９４加熱器
９６貯留部
９７フィルタ

Claims

被塗物の表面に電着塗膜層を形成し、該電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する電着塗装工程と、
上記電着塗装工程の後に上記電着塗膜層の表面が洗浄水によって濡れた被塗物を除湿炉に搬入し、該除湿炉内において、該洗浄水を滴下水として滴下しつつ、該除湿炉内に入ってきた空気を取り出して該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を除湿炉内に戻すことによって、該除湿炉内の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿工程とを含み、
上記除湿工程において、上記除湿炉から取り出した空気を吸熱源とし、該除湿炉から取り出した空気を冷却した後の空気を放熱源とするヒートポンプを予め設けておき、
上記除湿炉から炉内空気を取り出し、該取り出した空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、上記ヒートポンプを用いて、該取り出した炉内空気を冷却する工程と、
上記ヒートポンプを用いて、上記冷却した後の炉内空気を加熱する工程と、
上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻す工程とをさらに含むことを特徴とする電着塗装方法。
被塗物の表面に電着塗膜層を形成し、該電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する電着塗装工程と、
上記電着塗装工程の後に上記電着塗膜層の表面が洗浄水によって濡れた被塗物を除湿炉に搬入し、該除湿炉内において、該洗浄水を滴下水として滴下しつつ、該除湿炉内に入ってきた空気を取り出して該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を除湿炉内に戻すことによって、該除湿炉内の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿工程とを含み、
上記除湿工程において、上記除湿炉から取り出した空気を吸熱源とし、該除湿炉から取り出した空気を冷却した後の空気を放熱源とするヒートポンプを予め設けておき、
上記除湿炉から炉内空気を取り出し、該取り出した空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、上記ヒートポンプを用いて、該取り出した炉内空気を冷却する工程と、
上記ヒートポンプを用いて、上記冷却した後の炉内空気を加熱して、上記除湿炉に戻す工程とをさらに含み、
上記除湿炉内から排出される上記滴下水及び上記結露水を、上記電着塗装工程で用いられる洗浄水に戻すことを特徴とする電着塗装方法。
請求項２に記載の電着塗装方法において、
上記ヒートポンプによって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻すことを特徴とする電着塗装方法。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の電着塗装方法において、
上記除湿炉は、その内部の温度が、上記除湿炉内に搬入された被塗物の表面温度が１００℃未満となるように管理されていることを特徴とする電着塗装方法。
請求項４に記載の電着塗装方法において、
上記除湿炉内に戻される空気の重量絶対湿度が２２ｇ／ｋｇ未満であることを特徴とする電着塗装方法。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の電着塗装方法において、
上記除湿炉から取り出した空気を、上記ヒートポンプによる冷却前に予備冷却することを特徴とする電着塗装方法。
被塗物の表面に電着塗膜層を形成する電着手段と、
上記電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する水洗手段と、
上記水洗手段から搬出された被塗物に付着した洗浄水を滴下水として滴下しつつ、内部に導入された空気を取り出して、該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を内部に戻すことによって内部の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿炉と、
上記除湿炉から空気が導入され、該導入された空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、該導入された空気を冷却する冷却器と、
上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該導入された空気を加熱する加熱器と、
上記除湿炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記除湿炉に戻るように循環させる循環路と、
上記冷却器と上記加熱器とを連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプと、
上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻す後置加熱器とを備えることを特徴とする電着塗装装置。
被塗物の表面に電着塗膜層を形成する電着手段と、
上記電着塗膜層が形成された被塗物を洗浄する水洗手段と、
上記水洗手段から搬出された被塗物に付着した洗浄水を滴下水として滴下しつつ、内部に導入された空気を取り出して、該空気の湿度を下げ、該湿度の下がった空気を内部に戻すことによって内部の湿度を下げて、該被塗物の表面における洗浄水を乾燥させる除湿炉と、
上記除湿炉から空気が導入され、該導入された空気中の水分の一部が結露水として凝縮されるように、該導入された空気を冷却する冷却器と、
上記冷却器によって冷却された空気が導入され、該導入された空気を加熱する加熱器と、
上記除湿炉内の空気を上記冷却器から上記加熱器を経て上記除湿炉に戻るように循環させる循環路と、
上記冷却器と上記加熱器とを連絡し、上記冷却器に上記空気を冷却する冷熱を熱交換によって供給し、上記加熱器に上記空気を加熱する温熱を熱交換によって供給するヒートポンプと、
上記除湿炉から排水された上記滴下水及び上記結露水の汚れを除去するフィルタと、
上記電着手段に設けられ、上記フィルタを通過した上記滴下水及び上記結露水が上記水洗手段に戻された後、上記滴下水及び上記結露水が上記水洗手段から上記電着手段を経由して導入され、上記滴下水及び上記結露水を含む電着手段内の溶液の電着塗料を回収するための限外ろ過装置とを備えることを特徴とする電着塗装装置。
請求項８に記載の電着塗装装置において、
上記循環路に配設され、上記加熱器によって加熱された空気をさらに加熱して上記除湿炉に戻す後置加熱器をさらに備えることを特徴とする電着塗装装置。
請求項７〜９のいずれか１つに記載の電着塗装装置において、
上記除湿炉は、その内部の温度が、上記除湿炉内に搬入された被塗物の表面温度が１００℃未満となるように管理されていることを特徴とする電着塗装装置。
請求項１０に記載の電着塗装装置において、
上記除湿炉内に戻される空気の重量絶対湿度が２２ｇ／ｋｇ未満であることを特徴とする電着塗装装置。
請求項７〜１１のいずれか１つに記載の電着塗装装置において、
上記循環路に配設され、上記除湿炉から取り出された空気を冷却して上記冷却器に導入する前置冷却器をさらに備えることを特徴とする電着塗装装置。