JPH07185439A - 塗装方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電着塗装の焼付乾燥の際に生じる不具合（二
次タレ）を防止し、電着塗装工程直後における塗装研ぎ
工程の必要性を排除し、労働の軽減化および製造コスト
削減を図る。 【構成】 被塗物を電着槽に浸漬し被塗物表面に電着塗
膜を析出させた後、塗装乾燥炉内で焼付乾燥させるにお
いて、塗装乾燥炉装入から被塗物が所定の温度、例えば
１００℃に達するまでの間、塗装乾燥炉内で被塗物の所
定部位に水を噴霧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗装方法および装置に関
するものであり、詳しくは、電着塗装を施した焼付乾燥
する際に発生する塗料の二次タレを防止する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】防錆を主目的として塗装される下塗り塗
料として、電着塗料が広く使用されている。電着塗装
は、被塗物表面に電気化学反応で塗膜を析出させるた
め、自動車ボディのような複雑な形状物のすみずみまで
塗装する適しているためである。

【０００３】従来、自動車塗装ラインにおける下塗り塗
装工程は、例えば、次のようにして行なわれている。す
なわち、化成処理等の前処理を行なった自動車ボディ
は、まず必要に応じ、ボディ表面に付着しているゴミ、
水滴、汚れのエアブローまたは溶剤拭きによる除去、研
ぎによる錆の除去、通電の確保のための電極クリップ装
着といった下塗り準備を行なわれる。次いで、自動車ボ
ディを電着槽へと浸漬し、通電してボディ内外板の表面
に電着塗料の塗膜を析出させる。所定時間経過後に自動
車ボディを電着槽より引上げ、その後、電着塗料瀘液、
工業用水、純水等を用いた複数回の水洗工程を経た後、
熱風循環式オーブン内へと搬送され、１７０〜１８０℃
程度の温度で焼付乾燥されている。（下塗りについて
は、自動車工学全書第１９巻 自動車の製造（昭和５５
年４月２０日 株式会社 山海堂発行）の第１９５〜１
９６頁の項目８．２．２「下塗り」なる記載にて紹介さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の下塗り塗装にお
いては、電着槽から引上げられた自動車ボディに対し、
前記したように複数回の水洗を行なうことで、ボディ内
外板に物理的に付着している過剰量の電着塗料を除去し
ているが、例えばボディシル部などの狭隙部に溜った電
着塗料は、水洗では完全に洗い落とすことができず、オ
ーブン内で加熱した際に少しずつ液滴となってたれ落ち
て来て、一般に「二次タレ」と称される不具合が塗面に
発生していた。このような不具合が発生すると、下塗り
塗装工程直後に、人労による下塗り研ぎという工程を設
けなければならず、労働の軽減化および製造コスト削減
化の上から問題があった。

【０００５】このような二次タレを防止するために、前
述の水洗処理の際に、自動車ボディを水槽に浸漬するデ
ィップ方式を採用し、スプレー方式では水が入りにくい
部位を水洗することや、自動車ボディにおける二次タレ
発生予測部位に対しオーブン入口で１〜５ｋｇｆ／ｃｍ
² 程度の高圧空気を噴射して電着塗料液滴を吹き飛ばす
ことなども行なわれているが、十分な改善はなされてい
ないものであった。

【０００６】従って本発明は、電着塗装における上述し
たような不具合（二次タレ）の発生防止を図った塗装方
法および塗装装置を提供することを目的とするものであ
る。本発明はまた、電着塗装工程直後における研ぎ工程
の必要性を排除し、労働の軽減化および製造コスト削減
を達し得る塗装方法および塗装装置を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の塗装方法は、被塗物を電着槽に浸漬し被塗物表面に
電着塗膜を析出させた後塗装乾燥炉内で焼付乾燥させる
において、塗装乾燥炉装入から被塗物が例えば約１００
℃といった所定の温度に達するまでの間、塗装乾燥炉内
で被塗物の所定部位に水を噴霧することを特徴とするも
のである。

【０００８】また本発明は、電着塗装工程において用い
られる被塗物を搬送しながら焼付乾燥する搬送式塗装乾
燥炉であって、被塗物の装入側から所定領域までの間、
被塗物に対する水噴霧装置を有することを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】本発明者は、電着塗装における二次タレという
不具合の防止を図るべく、鋭意研究を行なった結果、例
えば、図５に例示するように、被塗物が塗装乾燥炉に装
入されてからある所定温度、この例においては約１００
℃、に加熱される間において、電着塗料液滴のタレが生
じ不具合が発生しているとの知見を得た。なお、図５に
示すグラフは、自動車ボディのシル部に温度センサーを
取付けてオーブン内で加熱し、液滴落下ポイントを観測
した結果を示すものであり、グラフ上において黒丸で示
される時点で二次タレが発生している。。

【００１０】本発明はこのような知見に基づき、さらに
鋭意検討の結果なされたものであり、塗装乾燥炉内で被
塗物が前記所定温度に達するまでに、電着塗装液滴のタ
レが生じたとしても、これをそのまま乾燥硬化させるこ
となく除去できれば、不具合の発生は防止できるとの観
点から、前記所定温度に達するまでの間、二次タレが発
生しやすい被塗物の所定部位に対して水を噴霧するとい
うことを想致したものである。

【００１１】すなわち、本発明においては、電着塗装を
行なった被塗物を焼付乾燥させるにおいて、二次タレが
発生しやすい被塗物の所定部位に対し、塗装乾燥炉内
で、被塗物が所定の温度に達するまでの間水を噴霧する
ため、該部位で加熱により電着塗料液滴がたれ始めたと
しても、この液滴が完全に乾燥せず噴霧水により薄めら
れて除去され、不具合の発生が防止されるものである。

【００１２】なお、本明細書において述べる被塗物の
「所定温度」とは、本発明の塗装方法において、被塗物
を焼付乾燥させる際に水を噴霧される所定部位を測定点
として、本発明の塗装方法を実施する場合と、水を噴霧
しない以外は同一の条件下で焼付乾燥した場合における
温度を指し、本発明の実施において被塗物がこの「所定
温度に達する」とは、水を噴霧する以外は前記温度測定
時と同一条件で焼付乾燥して測定した際に所定温度に達
するに要した時間と同時間経過した時点を意味するもの
である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。図１は、本発明の一実施例としての自動車塗
装における塗装乾燥炉の外観図、図２は同塗装乾燥炉に
おけるスプレーノズルの配置を模式的に示す平面図、図
３は、同実施例におけるスプレーノズルと自動車ボディ
との位置関係を模式的に示す正面図である。

【００１４】本実施例の塗装乾燥炉１は、図１に示すよ
うに、平型の塗装乾燥炉であって、自動車ボディ１１の
搬送方向に沿って、順にエアーシール部２、暗赤外線炉
からなるヒートアップゾーン３、熱風循環炉からなるキ
ープゾーン４、エアシール部５および冷却ゾーン６とを
有しており、床に施設されたコンベアの台車１２上に載
置された自動車ボディ１１は、コンベアによって一定速
度でこの塗装乾燥炉１内部へと搬送されて、電着塗膜の
焼付乾燥を受けるものである。

【００１５】しかして、この塗装乾燥炉１においては、
その装入口７から所定の領域、具体的には、図２に示す
ようにヒートアップゾーン６の前段部分に、複数の純水
噴霧装置１３が所定間隔ごとに配置してある。この純水
噴霧装置１３は、図３に示すように、オーブン側壁８の
内側に位置するダクト９と、乾燥炉１内に搬送される自
動車ボディ１１の側面との間の間隙部に配されており、
そして、この純水噴霧装置１３の先端部に位置するスプ
レーノズル１４は、搬送される自動車ボディ１１のシル
部１５に対向する高さに位置している。なお、各純水噴
霧装置１３は、純水供給ライン１６によって純水タンク
１７に接続されており、圧送ポンプ（図示せず）を作動
させて該タンク１７より純水が各純水噴霧装置１３へと
供給される。

【００１６】スプレーノズル１４のノズル形状として
は、特に限定されるものではないが、Ｖノズルあるいは
丸ノズルが適当なスプレーパターン幅を形成し、搬送さ
れてくる自動車ボディ１１の位置ずれにも対応し得るの
で、好ましい。さらに装入口７に近い側に設置するノズ
ルとしては丸ノズルが、またこれよりも中央側に位置す
るノズルとしてはＶノズルが最適である。なお丸ノズル
は有効スプレーパターン幅が４０〜６０ｍｍ程度である
のに対し、Ｖノズルは有効スプレーパターン幅が１００
〜１５０ｍｍ程度と広い為、ノズルを１０〜２０°程度
傾け、自動車ボディ１１のシル部１５に多くの水量が入
り込むように設置する必要がある。

【００１７】またスプレーノズル１４から噴霧される純
水の到達距離は、１００〜２０００ｍｍ程度であること
が望ましい。すなわち、到達距離が１００ｍｍ未満で
は、二次タレの生じやすい、シル部等の部位に十分に純
水を噴霧することができず、一方到達距離が２０００ｍ
ｍを越えるものであると、水が不必要な部位にまでかか
ってしまい水シミ等の不具合が発生する虞れがあるから
である。

【００１８】さらに、各スプレーノズル１４からの純水
の吐出量は、スプレーノズル１４間の間隔等によっても
左右されるが、５０〜２００ｍｌ／分程度が適当であ
る。なお、各ノズル１４間の間隔が狭いほど、各ノズル
１４からの吐出量を少なくするが、吐出量が極端に少な
くなると、例えば、シル部１５下面等の部位における水
シミが増加するので、注意を要する。

【００１９】ここで、水噴霧装置１３をその装入口７か
らいかなる領域まで配置するかは、塗装乾燥炉１におけ
る昇温特性、コンベアによる自動車ボディ１１の搬送速
度によって異なってくるが、予め、使用される昇温特性
および搬送速度の条件（水噴霧は行なわない。）におい
て塗装の焼付け乾燥を行ない、この際、二次タレの生じ
やすい部位、例えばボディシル部に温度センサーを取付
けておき、実際に二次タレの生じた温度領域ないし時間
範囲を測定することで、容易に決定し得るものである。
すなわち、塗装乾燥炉１の装入口７から、少なくとも、
前記実際に二次タレの生じた温度領域ないし時間範囲の
上限に自動車ボディ１１が到達するまで領域に水噴霧装
置１３を配置すればよい。なお、一般的には、前記二次
タレの生じやすい部位が、約１００℃程度の温度に加熱
されるまで領域に、水噴霧装置１３を配置することが望
ましいと考えられる。

【００２０】また、配置される水噴霧装置１３同士の間
隔（ノズルピッチ）も、塗装乾燥炉１における昇温特
性、コンベアによる自動車ボディ１１の搬送速度によっ
て異なってくるが、通常約３０〜６０秒毎に１回噴霧を
受けるような間隔で配することが、効果的な二次タレ発
生の抑制と同時に、安定した塗装乾燥を行なう上で好ま
しいものである。

【００２１】さらに、このような塗装乾燥炉１におい
て、噴霧する純水の量を低減するために、各水噴霧装置
１３ごとにオン−オフを制御可能とし、一方、搬送され
る自動車ボディ１１の移動量を検知しておき、この検知
結果に基づき、不要なタイミング（例えば第１のワーク
通過後から第２のワークが到着するまでの空き時間）に
は、純水の噴霧を停止させることが望ましい。

【００２２】なお、自動車ボディ１１の塗装乾燥炉１内
での搬送速度としては、特に限定されるものではない
が、２．５〜５．０ｍ／分程度とし、乾燥炉１内で約３
０〜４０分間かけて焼付け乾燥を行うことが望まれる。

【００２３】このような塗装乾燥炉を用いての自動車ボ
ディの下塗り工程は次のようにして行なわれる。すなわ
ち、化成処理等の前処理を行なった自動車ボディは、ま
ず必要に応じ、ボディ表面に付着しているゴミ、水滴、
汚れのエアブローまたは溶剤拭きによる除去、研ぎによ
る錆の除去、通電の確保のための電極クリップ装着とい
った下塗り準備を行なわれる。次いで、自動車ボディを
電着槽へと浸漬し、通電してボディ内外板の表面に電着
塗料の塗膜を析出させる。電着塗装は、例えば、エポキ
シ樹脂を主体としたカチオン電着塗料を用い、自動車ボ
ディを陰極として通電することにより行なわれる。

【００２４】所定の膜厚の塗膜が形成されたら、自動車
ボディを電着槽より引上げ、自動車ボディ外板の乾きム
ラ防止および電着槽からの塗料持出し分の補給のために
純水をミスト状にスプレーするプレシャワーを行なった
後に、まずボディ内板に物理的に付着している濃厚塗料
の回収および廃液濃度の低減を目的とした電着塗料瀘液
を用いた浸漬およびスプレーによる多段水洗を行ない、
次いでボディ外板に物理的に付着している塗装の洗浄お
よび二次タレを防止する目的で工業用水または上水を用
いた浸漬およびスプレーによる多段水洗を行ない、さら
にボディ外板の耐水シミ性を付与するために純水のスプ
レーによる水洗を行なう。

【００２５】なお、本発明においてこのような電着塗装
後の洗浄処理の手順、回数等は上述した例に何ら限定さ
れるものではなく、各種の態様を取り得る。また本発明
においては、後述するように塗装乾燥炉内において、自
動車ボディに対して水を噴霧する処理を有するものであ
るため、従来の場合と比較して、この焼付け乾燥処理前
の洗浄処理をある程度簡略化することも可能である。

【００２６】そして、このように電着塗装後洗浄処理さ
れた自動車ボディ１１は、図１に示すように、床に施設
されたコンベアの台車１２上に載置され、コンベアによ
って一定速度で平型塗装乾燥炉１内部へと搬送される。

【００２７】自動車ボディ１１は、エアーシール部２を
通過後、暗赤外線炉からなるヒートアップゾーン３にお
いて輻射熱によって加熱されるが、その前段部分、すな
わち自動車ボディが約１００℃に加熱されるまでの領域
においては、所定間隔ごとに配置された複数の純水噴霧
装置１３より自動車ボディのシル部１５に向って純水が
逐次噴射され、シル部１５で生じた電着塗料液滴のタレ
がこの純水によって薄められて除去されていく。

【００２８】続いて熱風循環炉からなるキープゾーン４
へと移動して、さらに昇温され、最終焼付温度である１
６５〜１７０℃まで加熱されたのち、エアシール部５お
よび冷却ゾーン６と通過して、塗装乾燥炉１外へと導出
され、下塗り工程を終了する。このようにして自動車ボ
ディ１１に形成された下塗り塗膜において二次タレ等の
不具合の発生はなく、下塗り研ぎを行なうことなく、そ
のまま中塗り工程へと運ばれる。

【００２９】図４は、本発明の効果を確認するために行
なった実験において用いた塗装乾燥炉の構成を模式的に
示すものである。この乾燥炉は、図示するように塗装乾
燥炉１のエアシール部２以降に、Ｎｏ．１〜１６のスプ
レーノズル１４を１ｍ間隔で離間配置したものである。
なお、スプレーノズル１４は乾燥炉の片側面にのみ配置
されており、該乾燥炉において自動車ボディは、片側面
において純水スプレー処理を、一方反対側面においては
純水スプレーを行なわない通常の処理を、同一の搬送速
度、加熱温度で受けることとなる。従って、自動車ボデ
ィの両側面を比較することで、通常の処理と純水スプレ
ー処理との差異を知ることができる。

【００３０】まず、実験に先立ち、スプレーノズル配置
前にこの塗装乾燥炉を用い、コンベア速度を１．４ｍ／
分として自動車ボディを搬送し、通常の焼付乾燥処理を
行ない、この際のパネル（シル部）温度とオーブン入口
通過後の時間との関係を調べたところ前述の図５に示す
ようなデータが得られた。この結果をもとに、同様の加
熱条件、搬送速度において、Ｎｏ．１〜５のスプレー
ノズルよりの純水噴霧、Ｎｏ．１〜１１のスプレーノ
ズルよりの純水噴霧、Ｎｏ．１〜１６のスプレーノズ
ルよりの純水噴霧を行ない、通常の焼付乾燥処理の場合
（反対側面）との二次タレの発生件数およびその度合を
比較した。

【００３１】表１に示す結果から明らかなように、パネ
ル温度が１００℃に達したオーブン通過後１３分間まで
の領域で純水噴霧した前記の場合には顕著に二次タレ
の発生が防止された。

【００３２】

【表１】

【００３３】なお、上述した実施例においては、自動車
ボディの下塗り工程を例にとり、本発明を説明している
が、本発明の塗装方法が、その他の被塗物に対しても同
様に適用できることは言うまでもない。また塗装乾燥炉
内において水を噴霧する部位としてボディシル部として
いるが、その他の狭隙部などの二次タレを生じやすい部
位に対しても同様に水を噴霧することができる。

【００３４】また上記実施例においては、塗装乾燥炉内
において被塗物に噴霧する水として、純水を用いている
が、場合によっては、工業用水、上水等を用いること
も、またを加温あるいは冷却した水を用いることも可能
である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電着
塗膜を塗装乾燥炉内で焼付乾燥させるにおいて、塗装乾
燥炉装入から被塗物が所定の温度に達するまでの間、塗
装乾燥炉内で被塗物の所定部位に水を噴霧することによ
り、二次タレの発生を抑制でき、電着塗装工程直後にお
ける研ぎ工程の必要性を排除し、労働の軽減化および製
造コスト削減が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である自動車塗装において
用いられる塗装乾燥炉の外観図、

【図２】 同塗装乾燥炉におけるスプレーノズルの配置
を模式的に示す平面図、

【図３】 同塗装乾燥炉におけるスプレーノズルと自動
車ボディとの位置関係を模式的に示す正面図、

【図４】 本発明に係わる実験において用いた塗装乾燥
炉におけるスプレーノズルの配置を示す模式図、

【図５】 従来の塗装方法における塗装乾燥炉内での経
過時間と自動車ボディパネル温度との関係の一例を、二
次タレの発生状況と共に示すグラフ。

【符号の説明】

１…塗装乾燥炉、 ２，５…エアーシール
部、３…ヒートアップゾーン、 ４…キープゾー
ン、６…冷却ゾーン、 ７…装入口、８…
オーブン側壁、 ９…ダクト、１１…自動車
ボディ、 １２…台車、１３…純水噴霧装置、
１４…スプレーノズル、１５…シル部、
１６…純水供給ライン、１７…純水タン
ク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜沼 秋男 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 木下 英也 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗物を電着槽に浸漬し被塗物表面に電
   着塗膜を析出させた後、塗装乾燥炉内で焼付乾燥させる
   において、塗装乾燥炉装入から被塗物が所定の温度に達
   するまでの間、塗装乾燥炉内で被塗物の所定部位に水を
   噴霧することを特徴とする塗装方法。
2. 【請求項２】 前記所定の温度が、約１００℃である請
   求項１に記載の塗装方法。
3. 【請求項３】 電着塗装工程において用いられる被塗物
   を搬送しながら焼付乾燥する塗装乾燥炉であって、被塗
   物の装入側から所定領域までの間、被塗物に対する水噴
   霧装置を有することを特徴とする塗装乾燥炉。
4. 【請求項４】 前記所定領域が、被塗物を約１００℃ま
   で加熱する領域である請求項１に記載の方法。