JPH0335400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電着塗装装置に関するもので、さらに
詳しくは電着塗装において塗り残しを防止するた
めの電着浴液噴出機構を備えた塗装装置に関す
る。

電着塗装は、今日工業的に広く応用されてお
り、その塗装方法は使用する塗料により、アニオ
ン型電着塗装とカチオン型電着塗装に大別され
る。

アニオン型電着塗装方法は、酸性樹脂たとえば
ポリカルボン酸樹脂をアミンあるいは水酸化カリ
ウムのような塩基性化合物で中和、水溶化し、ビ
ヒクル顔料を分散してなるアニオン型電着塗料を
調製し、この塗料を水で希釈して電着槽中に充填
して電着浴とし、該浴中に浸漬された被塗物であ
る陽極と、その対極である電着槽の両極間に直流
電圧を印加することにより、浴中のアニオン粒子
を陽極である被塗物表面に膜状に析出させ、被塗
物引上げ後、得られた実質的に水不溶性の塗膜を
焼付けて硬化塗膜を形成させる方法である。

また、カチオ型電着塗装方法は、塩基性樹脂た
とえばポイアミノ樹脂を酢酸のような酸で中和、
水溶化し、ビヒクル顔料を分散してなるカチオン
型電着塗料を調製し、この塗料を水で希釈して、
塩化ビニル樹脂等で内面を電気絶縁、耐酸性の為
ライニングをほどこした電着槽内に充填して電着
浴とし、該浴中に、被塗物である陰極と、その対
極である陽極板とを浸し、この両極間に直流電圧
を印加することにより浴中のカチオン粒子を被塗
物表面に膜状に析出させ、被塗物引上げ後、得ら
れた塗膜を焼付けて硬化させる方法である。

上記アニオン型及びカチオン型電着塗装方法に
おいて、被塗物を連続的に電着浴中に導入移送し
て電着塗装を連続して行う際、被塗物の形状によ
つては浴中においてその表面の一部にエアが残留
したままになるいわゆるエアーポケツトを生じ、
この部分に塗膜が析出せずに塗り残しとなるとい
う問題があつた。これは被塗物の形状によつては
被塗面が平らではない場合があり、例えば被塗物
下面の上方に向かつてへこんだ上向き凹部や、被
塗物側面にある凹部の内側上方のようなエアの溜
りやすい部分（以下、単に局部という）にエアが
残留し、このエアが除去できないままコンベアで
電着浴中から浴外へ移動するため、前記局部がほ
とんど最後まで電着浴液と接触しないことによる
ものと考えられた。

かかる電着塗装における塗り残しに関する問題
点は、被塗物が浴内に徐々に浸没する間、電着槽
の側面又は底部から電着浴液を該被塗物の局部、
主として上向き凹部に向つて上方ないし斜上方へ
吹き出させることによつて対処していた。すなわ
ち、被塗物の上向き凹部に向つて下方より浴液を
上向きないし斜上方に噴出する噴液ノズルを、電
着槽の槽底又は槽壁部下方に配管した浴液循環ラ
イザーの被塗物導入端側に１個ないし複数個配設
し、これにより上向き凹部に残留するエアを除去
していた。

第１図は上記のエア除去手段を備えたアニオン
型電着装置の一例を示したもので、電着槽内に配
設したライザーに複数個の噴液ノズルを設け、該
ノズルから浴液を噴出せしめてエアーポケツトを
防止する方式を採用した装置の縦断面図である。
（実公昭56−32525号公報参照）。

図に示すように、降下ライン１ａを備えたコン
ベアライン１により、上向き凹部等その表面にエ
アの残留しやすい局部を有する形状の被塗物６を
図中矢印で示す方向から電着槽２中のアニオン型
電着浴中へ導入し、徐々に浴液１０中へ浸漬させ
る。電着槽２の被塗物出槽側端部には補助タンク
３が接続されており、電着槽２中の浴液１０が補
助タンク３へオーバフローして入り、補助タンク
３と電着槽２の間に配管された循環用管５から電
着槽２へ循環する。４は循環用管５に設けられた
循環ポンプである。前記循環用管５の一端は電着
槽２の底面を貫通して電着槽２内に突出し、電着
槽２の底面に沿つて配設されたライザー９に接続
されている。ライザー９には電着槽２の底面に向
かつて浴液を噴出する小孔（図示せず）が多数穿
設されている。ライザー９の被塗物導入側には噴
出口を上方に向けた噴液ノズル７，７……が適宜
の間隔をおいて配設されており、補助タンク３か
ら循環用管５を介して電着槽２へ循環される循環
液は、ライザー９から矢印で示すように槽底面へ
向けて噴出する。これとともに、前記噴液ノズル
７，７……から、図中矢印８で示すように上方へ
向けて循環液を噴出する。噴液ノズル７から噴出
した液は、電着槽２へ導入された被塗物６の局部
のエアを良好に除去するか移動させる。なお、被
塗物６は、直流電源１１の陽極側に導電性を有す
るバスバー１２を介して電気的接続され、電着槽
２が電源１１の陰極側に接続され、直流電圧引加
により被塗物６の表面に塗膜を析出する。

以上のように、噴液ノズルによつて、アニオン
型電着塗装においては浴液を被塗物へ向けて吹き
出させることにより、被塗物局部のエアを除去す
るか移動させ、電着塗膜の塗り残しが防止でき
る。

ところが、カチオン型電着塗装においては、第
２図に示すように内側に電気絶縁・耐酸性のため
塩化ビニル樹脂等のライニング１３を施した電着
槽２に、カチオン型電着塗料浴液１０を入れ、陽
極となる極板１４ａと１４ｂとを、槽２内の出槽
側後半部分に設置してなる構成としてあり、この
場合には前記第１図で示したと同じ位置に噴液ノ
ズル７，７……を配設しても、塗膜の塗り残しを
無くすることが不可能であつた。カチオン型電着
塗装の場合には、通常第２図に示すように、吊り
下げ極板１４ａ，１４ａ……及び固定極板１４
ｂ，１４ｂ……を槽２の後半部分に設けている。
極板をこのように電着槽２の後半部分に配置した
のは次のような理由による。すなわち、カチオン
型電着塗装の場合、第１図で示すアニオン型電着
塗装と同様に、電着槽２内の被塗物導入側端部か
ら連続的に極板を設けると、大電流が流れること
に起因して、被塗物６の塗膜面にブツ、段付き現
象、泡跡等いわゆる塗膜の塗面平滑性を欠くこと
がしばしば生じるのでこれを回避するためであ
る。

このように、アニオン型とは構成の異なるカチ
オン型電着塗装装置においては、噴液ノズル７を
被塗物入槽側に設置してもどういう理由か、被塗
物６に塗り残しが生じていた。したがつて、未電
着塗装部位にはプライマーサーフエサー等の防錆
塗料を塗布しておく必要があり、このため、後工
数の増加や材料コストの上昇等の欠点を生じる。

この欠点は、内面に絶縁性ライニングを施こし
たアニオン型電着槽において、後半部分に極板を
前半部分に噴液ノズルを配置した構成の塗装装置
を用いて電着塗装を行なつた場合にも同様にみら
れた。

本発明は、上記電着塗装装置の有する欠点を解
消するためのもので、被塗物の局部に残留するエ
アを完全に除去し、塗り残しのない塗膜を形成す
ることのできる電着塗装装置を提供するものであ
る。

すなわち、本発明は、絶縁性材料によつて内面
がライニングされ、帯電被塗物の対極となる電着
塗装用の主電極が槽内の出槽側後半部位だけに配
置されている電着槽と、被塗物を傾斜させながら
入槽及び出槽させる浸漬用コンベアラインとを有
する電着塗装装置において、被塗物に向かつて電
着浴液を噴出するノズルを、傾斜させながら出槽
させる部位を含む前記主電極の配置範囲に設けた
ことを特徴とするものである。

なお、ここで言う主電極とは、場合により設け
られる予備塗装用の電極を除いた本格的な電着塗
装用の電極を意味する。以後、単に“電極”又は
“極板”と言う場合、この主電極を指す。

以下、本発明装置について図面に基いてさらに
詳しく説明する。以下の説明はカチオン型電着塗
装を例とするが、本発明装置は特にカチオン型に
限定されず、アニオン型でも良いことは勿論であ
る。

第３図は本発明によるカチオン型電着塗装装置
の一例を示す断面図である。

１は被塗物搬送用のコンベアラインで、電着槽
２のカチオン型電着浴液１０に被塗物６を浸漬・
引上げるため、両端には降下ライン１ａと上昇ラ
イン１ｂとが設けられている。

２は電着槽で、内面全体には絶縁性・耐酸化性
ライニング１３が施こされている。また、この電
着槽２の取出槽側端部には、補助タンク３が連設
され、電着槽２からオーバーフローした浴液１０
をこの補助タンク３で受ける。補助タンク３に入
つた浴液１０は、タンク３から浴液循環用管５を
通つて、電着槽２内へ循環される。４は、循環用
管５の途中に設けられたポンプである。

６は被塗物で、コンベアライン１からハンガー
１ｃにより吊り下げられ、図中矢印の方向から搬
送されて電着浴液１０中へ浸漬され、また搬送コ
ンベアの上昇ライン１ｂに沿つて浴液１０から引
上げられる。

被塗物６は、降下ライン１ａに沿つて浴液１０
中に浸漬される際、コンベアライン１の下側にて
前記ライン１と平行に配設されたバスバー１２に
より負に帯電される。バスバー１２の一端は、槽
２と別に設けた直流電源１１の陰極側に接続して
いる。一方、槽２中に配設された吊り下げ極板１
４ａ，１４ａ……及び固定極板１４ｂ，１４ｂ…
…が電源１１の陽極側に接続している。両極板１
４ａ及び１４ｂは、槽２において被塗物６の移動
方向後半部分に設置される。これは、前記ですで
に記載したように、槽２中の被塗物移動方向全体
にわたつて極板１４ａ，１４ｂを設けると、被塗
物６と極板１４ａ，１４ｂとの間に大電流が流
れ、塗膜の性状が悪くなるためである。

電着槽２の底部には、舟形底面形状に沿つて循
環ライザー９が配設され、前記補助タンク３から
循環された浴液を、ライザー９から矢印で示すよ
うに底面へ向かつて噴出させる。これにより槽２
内における浴液１０に流れが起こり、効率良く電
着塗装を行うことができる。

７，７……は循環ライザー９に配設された噴液
ノズルであり、前記両極板１４ａ及び１４ｂの設
置範囲Ａに対応する範囲、すなわち槽２の後半部
分に設けられている。噴液ノズル７，７……から
噴出する液は、図中矢印８で示すように被塗物６
の下方又は斜め下方から吹き上げられるので、被
塗物６の下側にある上向き凹部等の局部からエア
を完全に除去することができる。循環ライザー９
は、図示したように槽２の底面にのみ設けてもよ
く、また槽２の内側壁に沿つて設けてもよい。し
たがつて、噴液ノズル７も、内側壁に設けた循環
ライザー９に設けることができる。

上記構成の電着塗装装置において、コンベアラ
イン１によつて被塗物６を搬送し、電着槽２の浴
液１０へ徐々に浸漬させる。被塗物６は、浴液１
０へ浸漬されながらバスバー１２を介して負に印
加され、この被塗物６が槽２中央より後方へ移動
する際に、被塗物６と正に印加された極板１４ａ
及び１４ｂとの間で電界が発生し、浴液１０中に
溶解されているカチオン型塗料が被塗物６の表面
に付着する。被塗物入槽時に局部に残留したエア
は、噴液ノズル７，７……からの液の噴出により
良好に除去されるか左右前後に移動させられ局部
全体に電着浴液が接触するため、未塗装部分が残
らず均一な塗膜が形成される。

次に、噴液ノズルの設置位置を変更することに
より極めて良好な結果を得たことを考察してみ
る。被塗物局部に未電着塗装部が発生する原因
が、前述したように入槽時にエアが残留したまま
になるいわゆるエアーポケツトだけだとすると、
第２図で示した構成の装置において皆無になるは
ずであつた。しかるに第２図の装置で未電着塗装
部が発生したのは２つの理由が考えられる。第１
に液の噴流ではエアは完全に除去できておらず、
一部は液流により左右前後に局部内を移動するだ
けである。その間、第１図に示すアニオン型装置
ではエアが次々と移動し、その残部に電着塗膜が
順次形成されるので塗り残しなく塗膜が局部全体
に形成されるが、第２図の装置では、まだ電着塗
膜形成が行なわれておらず、さらに被塗物が槽２
内を移動すると槽２の後半部分には噴液ノズルが
設置されていないため噴流はなく、局部エアは局
部内の一定個所に止まつたままになる。かかる状
態で極板１４ａ，１４ｂが近接してくるため電着
塗膜はエア滞留部以外に形成され、局部に未電着
塗装部分が残る。

第２に、カチオン型電着塗装方法の場合には電
着塗膜析出開始前後では、被塗物が陰極となつて
いるため水素発生があるが、この発生ガスによる
気泡が噴液ノズル７，７……による局部エア除去
後にほぼ同一凹部にたまり、以後の電着塗膜析出
の阻害になる。この発生ガス気泡は第２図の装置
においては除去する手段がなくそのままとなり、
結果として凹部は未電着塗装となる。

一方、第３図に示す本発明装置においては、入
槽時に局部にエアがとどまつていても、あるいは
電着開始初期に発生するガスの気泡が局部にとど
まつていても、電着塗膜析出時には極板配置範囲
に設置された噴液ノズル７，７……により噴流が
局部に向かつているため、エアや発生ガス気泡の
一部が除去されたり、局部内で左右前後に移動す
るため、結果として局部全体に塗膜が析出でき、
特に出槽部位に設けたノズル７，７……が残留し
ている気泡を被塗物の上向き傾斜時（出槽時；電
着塗装は継続中）に良好に除去するのでかかる局
部の未電着塗装は皆無になつたものと考えられ
る。

本発明による他の実施例を第４図及び第５図に
示す。第４図は基本的には第１図と同じである
が、異なる点は噴液ノズル用の浴液循環経路をラ
イザー用浴液循環経路と独立して別に設けた点に
ある。

すなわち、槽２の底面付近にこの底面に沿つて
槽を縦断するように設けられた循環ライザー４９
ａと、これと独立して槽２の後半部分、すなわち
極板（吊り下げ極板４４ａ……と固定極板４４ｂ
……）の設置範囲Ｂに噴液専用ライザー４９ｂを
設け、噴液ノズル４７，４７……を専用ライザー
４９ｂにのみ設け、補助タンク３と前記循環ライ
ザー４９ａとの間を浴液循環用管４５ａで連結
し、補助タンク３と前記専用ライザー４９ｂとの
間を別の噴液循環用管４５ｂで連結する。噴液循
環用管４５ｂの途中には、バルブ４３を設ける。
図中、４８は前記噴液ノズル４７から噴出される
浴液の噴出方向を示す矢印である。

本実施例の装置の利点としては、循環ライザー
４９ａの配置に関係なく独立に専用ライザー４９
ｂを配設しているので、被塗物６の局部形状、大
きさ、位置やエアポケツトの程度に応じて浴液の
噴流方向、位置等を、適宜調節することができる
点と、バルブ４６により噴液ノズル４７から出る
噴流の量及び圧力を任意に設定できる点にあり、
この点で第３図よりは好ましい装置であるといえ
る。

第５図はカチオン型電着における２段通電方式
の電着装置に本発明を適用した例であり、基本的
には第４図と同じであるが異なる点は極板を２段
式に設けたことである。すなわち、槽２の前半部
分に予備電極となる１段目極板５４ａと５４a′を
設け、槽２の後半部分に主電極となる２段目極板
５４ｂと５４b′を設け、これらの極板はそれぞれ
別の電源に接続させる。１段目極板５４ａと５４
a′の配置範囲Ｃと２段目極板５４ｂと５４b′の配
置範囲Ｄとに、循環ライザー５９ａとは独立し
て、それぞれ噴液ノズル５７，５７……を備えた
１段目極板用噴液専用ライザー（１段目用専用ラ
イザー）５９ｂと２段目極板用噴液専用ライザー
（２段目専用ライザー）５９ｃとを設ける。循環
ライザー５９ａと補助タンク３との間は浴液循環
用管５５ａで連結され、１段目専用ライザー５９
ｂ，２段目専用ライザー５９ｃと補助タンク３と
の間は途中で枝分れした噴液循環用管５５ｂで連
結されている。噴液循環用管５５ｂの枝分れした
支管部５５b′及び５５b″は、その先端がそれぞれ
１段目専用ライザー５９ｂと２段目専用ライザー
５９ｃに接続しており、各支管部５５b′，５５
b″にはバルブ５３′，５３″が設けられている。図
中、５６ａ，５６ｂは、それぞれ浴液循環用管５
５ａ及び噴液循環用管５５ｂの基管部分に設けら
れたポンプである。１段目の吊下げ極板５４ａ及
び固定極板５４a′は、電着槽２と別に設けた第１
の直流電源５２ａの陽極側にバスバー１２ａを介
して電気的に接続され、また２段目の吊り下げ極
板５４ｂ及び固定極板５４b′は第２の直流電源５
２ｂの陽極側にバスバー１２ｂを介して電気的に
接続される。被塗物６はコンベアライン１により
移動し、第３図と同様に、電源５２ａと５２ｂの
陰極側に接続するバスバー１２ａ，１２ｂと接触
して負に帯電される。電源５２ａは、電源５２ｂ
に比較して低い電圧を極板にかけるようになつて
いる。

第５図の構成の電着装置において、補助タンク
３の浴液１０はポンプ５６ｂにより、噴液循環用
管５５ｂを通りバルブ５３′，５３″を経て専用ラ
イザー５９ｂ，５９ｃへ供給され、噴液ノズル５
７，５７……にて図中矢印５８に示すように上方
へ噴出する。被塗物６がコンベアライン１により
搬送され、浴液１０中へ浸入すると、槽２の第１
段目極板配置範囲Ｃにおいて予備電着塗装が開始
する。第１段目極板５４ａと５４a′の設置範囲Ｃ
には噴液ノズル５７，５７……が配設されている
ので、予備電着塗装と同時に被塗物６に浴液の噴
流５８が当たり、局部からエアが良好に除去され
被塗物６の局部にも浴液が接触する。同時に、電
着塗装時に陰極である被塗物６の表面に発生する
水素ガスもある程度良好に除去される。次いで被
塗物６が第２段目極板配置範囲Ｄに搬送され、こ
の範囲で本格的な電着塗装が行なわれる。第２段
目極板配置範囲Ｄにもノズル５７，５７……が配
設されているため、この範囲内でも被塗物６の局
部に浴液が接触し、均一な塗膜が析出する。

第５図の装置においては、１段目と２段目極板
がそれぞれ配置され、１段目極板配置範囲Ｃでは
予備電着塗装、２段目極板配置範囲Ｄでは主電着
塗装が行なわれるため、得られる塗膜は十分な膜
厚を有する。また第４図と同じように、噴液ノズ
ルを被塗物局部の大きさ、形状に合わせて適宜の
位置に設けることができるという利点を有するほ
か、各電着塗装範囲Ｃ及びＤのそれぞれに噴液ノ
ズル５７，５７……が配設されているため、被塗
物局部の残留エアならびに発生ガスが良好に除
去・移動され、したがつて塗り残しなく均一な塗
膜が得られる。しかしながら、実用上は２段目極
板配置範囲Ｄのみの浴液噴流でも被塗物６の局部
からエアを除去でき、均一な電着塗膜を得ること
ができる。設備コスト的に考えれば２段目極板配
置範囲Ｄのみの方が有利でもある。これは、第１
段目極板での電着塗装で未塗着部分が生じても、
第２段目極板の通電による電着塗装により局部の
エアが除去された状態で塗膜が形成されるので何
ら不都合がないからである。また、これは多段通
電方式を採用した電着装置においても同様で、主
電着（主電極）の配置範囲に噴液ノズルを設けて
おけば、この範囲での電着塗装で局部に完全に塗
膜が形成される。

したがつて、本発明は多段通電方式の電着塗装
装置において、少なくとも１つの極板配置範囲内
にノズルを設置する実施態様をも包含するもので
ある。

本発明に使用する噴液ノズルは、特殊な構造と
することは必ずしも必要ではなく、通常電着槽内
の配管に用いられる管と類似のものをライザーに
装着すれば容易に目的を達しうるが、被塗物の形
状によつては市販のノズルのうちから適宜選択し
てもよく、とくに制限はない。

また、噴液ノズルの設置個数については、被塗
物の形状によつて異なるため適宜選択してよい。

また、本発明装置のうちの電着浴液循環部分に
おいて、途中から更に配管系を分岐させてこの系
に限外過装置、イオン交換装置、冷却加温用熱
交換装置等の装置を付設すること、或いは電着浴
液循環部分の配管途中に直接過装置を組みこむ
こともできる。

以上、本発明電着塗装装置について詳述した
が、本発明は図示したカチオン型電着塗装装置に
限定されず、アニオン型の場合でも十分適用可能
である。

すなわち、塩化ビニル樹脂等で内部をライニン
グした電着槽中にアニオン型電着浴液を充填した
電着浴中に、負に帯電した極板を配設し、被塗物
（陽極）をその浴中に浸漬、塗装する際、電着槽
の前記極板配置範囲に被塗物へ向かつて浴液を噴
出する噴液ノズルを配設し、被塗物の局部にも完
全に浴液が接触するようにする。従つて、被塗物
局部に残留するエアや発生ガスが完全に追い出さ
れ、未塗着部分のない均一な塗膜が得られる。

ただし、アニオン型電着の場合には、電着初期
に発生するガスは酸素である。

電着塗装初期に水素もしくは酸素のようなガス
が発生するのは、一般的には、電圧印加により電
流が流れ始めて数秒から数十秒後に塗膜が析出し
始めるまでの期間に最も多く、これは被塗物表面
での水の電気分解に伴うものと考えられる。

以上の記載からも明らかなように、本発明の電
着塗装装置は、内面を電気絶縁された電着槽内に
極板を配設し、該電極配置範囲の槽底面又は側壁
部に、被塗物局部に向かつて電着浴液を噴流させ
ることのできるノズルを設けたことにより、電着
塗装と同時に被塗物局部にたまつたエアや発生ガ
スを完全に追い出すことができ、未塗着部分のな
い均一な塗膜を得ることができる。これにより、
電着塗装後の後工程における修正工数、材料費が
低減され、品質のきわめて良好な塗装物が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアニオン型電着塗装装置の断面
模式図、第２図は従来のカチオン型電着塗装装置
の断面模式図、第３図、第４図及び第５図はそれ
ぞれ本発明のカチオン型電着塗装装置の実施例を
示す断面模式図である。 図中、１……コンベアライン、２……電着槽、
６……被塗物、７……噴液ノズル、９……ライザ
ー、１０……電着浴液、１４ａ，１４ｂ，４４
ａ，４４ｂ，５４ａ，５４a′，５４ｂ，５４b′…
…極板、４７，５７……噴液ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性材料によつて内面がライニングされ、
   帯電被塗物の対極となる電着塗装用の主電極が槽
   内の出槽側後半部位だけに配置されている電着槽
   と、被塗物を傾斜させながら入槽及び出槽させる
   浸漬用コンベアラインとを有する電着塗装装置に
   おいて、 被塗物に向かつて電着浴液を噴出するノズル
   を、傾斜させながら出槽させる部位を含む前記主
   電極の配置範囲に設けたことを特徴とする電着塗
   装装置。