JPH0731919A - 焼付塗装方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼付塗装を重ねて行う場合に、先の焼付塗装
を終え、次の焼付塗装に被塗装物を送り込む前に行う冷
却処理で、被塗装物の表面に有害物を付着させることな
く、被塗装物を能率的に冷却することのできる方法を提
供する。 【構成】 前段の焼付塗装を終えた被塗装物を、次段の
焼付塗装に移る前に冷却する際に、水噴射ライザー３４
…などの手段で、被塗装物に水を接触させて冷却する水
冷処理を行うとともに、この水冷処理の少なくとも最終
段階において、被塗装物に接触させる水として純水を用
いる純水噴射ライザー１４などを使用することにより、
被塗装物の表面に付着した有害物を純水で洗い流して、
次に行う焼付塗装の品質性能を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、焼付塗装方法および
装置に関し、詳しくは、被塗装物の表面に塗料を付着さ
せた後、この塗料を加熱して焼付塗装を行う方法におい
て、特に、下塗りと中塗り、上塗りというように、複数
回の焼付塗装を重ねる場合に、先の焼付塗装を終えた
後、次の焼付塗装に入る前に行う被塗装物の冷却処理工
程を改良した焼付塗装方法と、このような方法の実施に
用いる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】焼付塗装では、被塗装物の表面を電着塗
料などで被覆した後、この被覆した塗料を加熱し、焼付
乾燥させることによって、強靱な塗膜を形成させてい
る。各種製品の塗装では、下塗り、中塗り、上塗りとい
うように、複数種類の塗料を塗り重ねることが行われ、
この方法は、焼付塗装でも採用されている。

【０００３】このように焼付塗装を複数回繰り返す場
合、先の焼付塗装の際に、焼付乾燥工程で高温に加熱昇
温された被塗装物に、次の焼付塗装で、高温状態のまま
の被塗装物に直ちに塗料を被覆させることはできない。
たとえば、高温の被塗装物を、電着塗料液に浸漬するの
は危険であり、そうでなくても、電着塗料液の性状など
に悪影響を与えることになる。通常、焼付乾燥工程を終
えた段階の被塗装物表面は、約１３０〜１５０℃程度に
もなり、電着塗料液に浸漬するには、少なくとも８０℃
程度まで冷却しておく必要がある。

【０００４】そこで、従来は、焼付乾燥工程を終えた被
塗装物は、次の焼付塗装を行うまでの間に、ある程度の
時間をおいて放冷させ、塗料の被覆工程を行うのに支障
がない程度の温度まで冷却した被塗装物を、次の焼付塗
装に供給するようにしていた。しかし、放冷による冷却
では、被塗装物の表面が所定温度まで下がるのに時間が
かかるために、作業能率が低下し、塗装コストも増大す
ることになる。

【０００５】そのため、被塗装物の表面に水を噴射し
て、水冷による冷却を行うことが考えられた。水冷によ
る冷却は、放冷に比べて、はるかに冷却効率が高く、冷
却時間を大幅に短縮することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
に水冷による冷却処理を行った被塗装物に、次の焼付塗
装を行うと、焼付塗装がうまく行われなかったり、最終
的な塗膜の仕上がり品質が悪くなるという問題が生じ
た。冷却効率に優れていても、塗装品質が悪くなってし
まっては、実用性に劣ることになる。

【０００７】本願発明者らは、このような問題が生じる
原因を種々検討した結果、水冷処理を行った被塗装物の
表面には、その後の焼付塗装の塗装性を低下させるよう
な有害物が付着していることが判った。このような有害
物の付着を無くすことができれば、塗装品質を向上させ
得るものと考えられる。そこで、この発明の課題は、前
記したように、焼付塗装を重ねて行う場合に、先の焼付
塗装を終え、次の焼付塗装に被塗装物を送り込む前に行
う冷却処理で、被塗装物の表面に有害物を付着させるこ
となく、被塗装物を能率的に冷却することのできる方法
と、このような方法に用いる装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、こ
の発明にかかる焼付塗装方法および装置は、被塗装物に
対する焼付塗装を複数回重ねて行う塗装方法において、
前段の焼付塗装を終えた被塗装物を、次段の焼付塗装に
移る前に冷却する際に、被塗装物に水を接触させて冷却
する水冷処理を行うとともに、この水冷処理の少なくと
も最終段階において、被塗装物に接触させる水として純
水を用いる。

【０００９】焼付塗装の処理装置や処理方法の基本的な
条件は、従来の通常の焼付塗装と同様の条件が採用でき
る。通常、焼付塗装は、被塗装物を電着塗料槽に浸漬し
たり、粉体塗料を噴霧付着させたりして被塗装物の表面
に塗料を被覆させ、、ついで、塗料で被覆された被塗装
物を焼付乾燥炉に入れて所定の焼付温度まで加熱昇温さ
せて一定時間保持し、塗料を焼付乾燥させて塗膜を形成
させる。塗料の焼付乾燥を終えた被塗装物の表面温度
は、被塗装物や塗料の種類、塗膜の厚みなどの条件によ
っても異なるが、通常、約１３０〜１５０℃になってい
る。

【００１０】この発明は、複数回の焼付塗装の中間で行
う冷却処理に特徴を有するものであるから、焼付塗装の
回数は、少なくとも２回であり、３回以上行う場合に
は、それぞれの焼付塗装の間で冷却処理を行えばよい。
最後の焼付塗装が終わった後は、この発明における冷却
処理を行わなず、従来と同様の放冷あるいは水冷などの
手段で冷却すればよい。但し、焼付塗装の後で、被塗装
物に何らかの表面処理を行ったりする場合には、最終の
焼付塗装の後でも、この発明における冷却処理を行え
ば、次に行う処理に悪影響を与えずに、能率的に冷却す
ることができる。

【００１１】この発明では、前段の焼付塗装を終えた被
塗装物を、次段の焼付塗装に移る前に冷却する際に、被
塗装物に水を接触させて水冷する。水冷処理を行う水冷
装置および処理工程は、基本的には、従来各種の処理技
術分野において採用されている水冷処理の場合と同様の
条件で行える。たとえば、噴射ノズルが多数設けられた
水噴射ライザーを、被塗装物の搬送経路を囲むように配
置し、水を水滴あるいは霧状に噴射し、被塗装物の表面
に接触させて熱を奪うようにすればよい。カーテン状に
流下する水膜を被塗装物が横断通過するようにしたり、
被塗装物を水槽に浸漬したりしてもよい。水噴射ライザ
ーなどの水冷手段を、被塗装物の搬送経路に沿って複数
列に設けておけば、効率的に冷却することができる。水
冷処理には、通常の工業用水を使用すればよいが、同じ
工場内で別の処理に使用された水を再使用することもで
きる。水冷処理に使用した水は廃棄してしまってもよい
が、回収して再び水冷処理に使用することもできる。ま
た、水冷処理に使用した水には、被塗装物の熱を吸収し
て昇温しているので、この熱エネルギーを回収して、利
用することもできる。被塗装物の冷却処理は、水冷処理
のみで行ってもよいし、水冷処理の前後あるいは途中
に、冷風の供給による空冷処理を組み合わせて行うこと
もできる。

【００１２】上記のような水冷処理において、少なくと
も最終段階において、被塗装物に接触させる水として純
水を用いる。純水とは、通常の水に比べて、水以外の物
質の含有量が格段に少ない状態のものを意味する。純水
には、様々な純度のものがあるが、この発明では、通常
の各種工業的処理で使用されている程度の純度を有する
純水であればよい。具体的には、通常のイオン交換処理
水などが使用できる。水冷処理を複数の水冷手段で行う
場合、その最終段階の水冷手段のみに、純水を供給する
ようにしておけばよい。たとえば、前記したように、水
噴射ライザーを複数列設けておく場合には、被塗装物に
最後に接触させる水の水噴射ライザーに対して、純水を
供給できるようにしておけばよい。

【００１３】純水を被塗装物に接触させる処理は、その
前の段階において被塗装物に接触させた水が純水で置き
変わり、純水による処理の後で、被塗装物の表面に付着
している水が、実質的に純水のみになる程度に行えばよ
く、純水の接触による被塗装物の冷却機能はそれほど期
待しなくてもよい。純水を供給する段階で、純水の供給
量や供給時間を長くとったり、最終段階よりも前の段階
の水冷手段にも純水を供給すれば、被塗装物の表面に、
より確実に純水のみが接触しているようにできる。但
し、純水のコストは通常の水のコストよりも高くつくの
が普通であるので、処理コストなども考慮して、純水を
供給する水冷手段の段数や純水の供給水量を設定すれば
よい。

【００１４】被塗装物に接触させた純水は、そのまま廃
棄してしまってもよいが、回収して再利用することもで
きる。たとえば、純水による処理よりも前の段階におけ
る水冷処理に利用したり、電着塗料の被覆処理を終えた
被塗装物に対する余分の電着塗料の洗浄除去に利用した
り、さらに、次の焼付処理で使用したり、その他任意の
水処理に利用することができる。

【００１５】水冷処理を終えた被塗装物は、送風乾燥あ
るいは比較的低温の加熱乾燥により、表面に付着した純
水を除去した後、次の焼付塗装に供給すれば、大気中の
有害物が残留する純水に溶け込んでしまうような問題が
防げ、好ましい。被塗装物の凹部や隙間に残る純水を迅
速に除去するには、圧力空気を噴射して吹き飛ばすよう
にしてもよい。

【００１６】

【作用】水冷処理を行った被塗装物を、そのまま焼付塗
装に使用したときに塗膜の品質が悪くなる原因を発明者
らが鋭意研究した結果、水冷処理の際に用いた水に含ま
れていた有害物が、被塗装物に付着したままになり、こ
の有害物の作用で、その後の焼付塗装の品質を低下させ
ていたことが判った。

【００１７】そこで、この発明では、水冷処理の少なく
とも最終段階において、被塗装物に接触させる水として
純水を用いる。純水には、水以外の不純物はほとんど含
まれていないから、被塗装物の表面に有害物が付着した
ままになることがなく、その後で焼付塗装を行っても、
有害物による塗装品質の低下は起こらない。

【００１８】したがって、水冷処理による冷却効率の向
上効果を充分に発揮させると同時に、水冷処理に伴う、
その後の焼付処理の品質低下を確実に防ぐことができ
る。

【００１９】

【実施例】ついで、この発明の実施例について、図面を
参照しながら以下に説明する。図１は、焼付塗装処理装
置の要部の構造を表している。被塗装物の搬送路Ｌが、
図中、左側から右側へと被塗装物を搬送するように設置
され、被塗装物を搬送しながら各種の処理を行えるよう
になっている。図の左端より上流側には、電着塗料槽Ａ
が設置され、図の中央で、搬送路Ｌが山形に少し高くな
ったところには、焼付処理を行う焼付乾燥炉Ｈが設置さ
れ、焼付乾燥炉Ｈの下流側に、冷却処理部Ｃが設置さ
れ、冷却処理部Ｃの下流側で図の右端よりさらに下流側
には、次の焼付塗装処理ブロックＢが設置されている。
焼付乾燥炉Ｈの下流側出口付近には、排気ファン９０が
設置されている。

【００２０】排気ファン９０につづく冷却処理部Ｃに
は、搬送されてくる被塗装物の周囲を囲むように、複数
列の水噴射ライザー３４…が設置されている。水噴射ラ
イザー３４…には、それぞれ複数個の噴射ノズルが取り
付けられており、被塗装物に向けて水を噴射供給できる
ようになっている。各水噴射ライザー３４…は、配管３
６により、バルブ３２、ポンプ５０およびバルブ５２を
経て、貯水槽４０に接続されている。水噴射ライザー３
４…の下方で、搬送路Ｌの底面は、噴射された水を受け
られるようになっており、搬送路Ｌの底面に受けた水
は、回収管４２を経て貯水槽４０へと戻されるようにな
っている。したがって、貯水槽４０と水噴射ライザー３
４…の間で水が循環しながら、被塗装物に対する水冷処
理を行うことになる。

【００２１】水噴射ライザー３４…の下流側には、純水
噴射ライザー１４が設置されている。純水噴射ライザー
１４の構造は前記水噴射ライザー３４とほぼ同様の構造
である。純水噴射ライザー１４は、電磁バルブ１２を経
て純水供給部１０に接続されている。純水供給部１０
は、予め用意された純水を貯えるタンクであってもよい
し、通常の水から純水を製造する純水製造装置であって
もよい。電磁バルブ１２は、前記水噴射ライザー３４…
の少し上流側側の搬送路Ｌに設けられたリミットスイッ
チ１６に接続されている。搬送されてきた被塗装物ある
いは被塗装物の搬送手段が、リミットスイッチ１６を作
動させることで、電磁バルブ１２が開き、純水噴射ライ
ザー１４に純水を供給する。リミットスイッチ１６が作
動してから一定時間後には、電磁バルブ１２が閉じて、
純水の供給を遮断するようにしておけばよい。このよう
にすることで、純水を無駄なく有効に利用できることに
なる。純水噴射ライザー１４から噴射された純水も、前
記水噴射ライザー３４…から噴射された水と同様に、回
収管４２を経て貯水槽４０に回収される。したがって、
貯水槽４０には、通常の水と純水との混合水が溜まるこ
とになる。

【００２２】純水噴射ライザー１４の下流側には、圧力
空気噴射ライザー２４が設けられている。圧力空気噴射
ライザー２４から噴射された圧力空気は、被塗装物の狭
い隙間や凹部に残留した純水を吹き飛ばす。圧力空気噴
射ライザー２４には、電磁バルブ２２を経てコンプレッ
サなどの圧力空気供給源２０が接続されている。電磁バ
ルブ２２は、前記水噴射ライザー３４…と純水噴射ライ
ザー１４の中間に設けられたリミットスイッチ２６に接
続されている。搬送されてきた被塗装物あるいは被塗装
物の搬送手段が、リミットスイッチ２６を作動させるこ
とで、電磁バルブ２２が開き、圧力空気噴射ライザー２
４に一定時間の間だけ圧力空気が供給される。

【００２３】圧力空気噴射ライザー２４の下流側には、
冷却ブロア８０が設置されている。冷却ブロア８０から
供給された冷風が、被塗装物を冷却すると同時に被塗装
物の表面を充分に乾燥させる。冷却ブロア８０の下流側
で、搬送路Ｌは次の焼付塗装処理ブロックＢにつながっ
ている。貯水槽４０から水噴射ライザー３４…に至る配
管３６の途中には、ポンプ５０の先で、配管６８と配管
７４が分岐接続されている。配管６８は、電磁バルブ６
２を経て、電着塗料槽Ａの下流側に設置された洗浄水噴
射ライザー６４に接続されている。電磁バルブ６２は、
洗浄水噴射ライザー６４の上流側に設置されたリミット
スイッチ６６に接続されている。電着塗料槽Ａから引き
出された被塗装物がリミットスイッチ６６を作動させる
と、電磁バルブ６２の作用で、洗浄水噴射ライザー６４
に貯水槽４０の水が送り込まれる。洗浄噴射ライザー６
４から噴射された水は、被塗装物に付着した余分の電着
塗料を洗浄除去する。洗浄噴射ライザー６４には、配管
６８からの供給水とは別に、水の供給手段を設けてお
く。電磁バルブ６２は、貯水槽４０に設置されたフロー
トスイッチ４６にも接続されている。フロートスイッチ
４６は、貯水槽４０の貯水量が一定限度以下になると、
電磁バルブ６２を遮断して、洗浄噴射ライザー６４への
給水を止め、水冷処理用の噴射水が不足しないようにし
ている。なお、貯水槽４０の貯水量が不足すれば、工業
用水などを追加供給できるようにしておく。

【００２４】前記配管７４は、電磁バルブ７２を経て、
次の焼付塗装処理部Ｂの貯水槽あるいは水噴射ライザー
に接続されている。電磁バルブ７２は、貯水槽４０に設
置されたフロートスイッチ４４にも接続されている。配
管７４は、さらに別の、水もしくは温水を必要とする処
理工程まで接続されていてもよい。フロートスイッチ４
４は、貯水槽４０の貯水量が一定限度以上になると、電
磁バルブ６２を開いて、次の焼付塗装処理部Ｂへ水を送
り、貯水槽４０に水が溜まり過ぎないようにするととも
に、余分に溜まった水を有効利用できるようにしてい
る。

【００２５】上記のような構造の装置を用いる焼付塗装
方法について説明する。搬送路Ｌを搬送される被塗装物
は、まず、電着塗料槽Ａに浸漬されて電着塗料が被覆形
成される。電着塗料槽Ａを出た被塗装物は、リミットス
イッチ６６を作動させ、洗浄水噴射ライザー６４から噴
射された水で余分の電着塗料を除去される。なお、洗浄
水噴射ライザー６４から噴射される水には、冷却処理部
Ｃで被塗装物の熱を奪って昇温している水が含まれるの
で、焼付乾燥の前に被塗装物を予備的に加熱する作用も
ある。洗浄水噴射ライザー６４に、冷却処理部Ｃからの
配管６８とは別の水供給手段を設けておく場合、この水
供給手段からは常温の水を供給し、水冷処理部から送ら
れる加熱水と混合することで、所定の温水にするように
しておけば、温水を製造するための熱エネルギーが節約
できる。

【００２６】つぎに、焼付乾燥炉Ｈに入った被塗装物
は、電着塗料が焼付乾燥されて塗膜が形成される。焼付
乾燥炉Ｈを出た被塗装物は、１３０〜１５０℃まで昇温
している。被塗装物が冷却処理部Ｃに入り、リミットス
イッチ１６を作動させると、純水噴射ライザー１４から
の純水噴射が開始される。なお、水噴射ライザー３４…
からは常に水を噴射している。被塗装物には、まず、水
噴射ライザー３４…から噴射された水が接触して熱を奪
う。被塗装物の熱を奪って温度が上がった水は、回収管
４２から貯水槽４０に戻される。また、水の一部は蒸発
してしまう。被塗装物の温度が１００〜１２０℃程度ま
で冷却された段階で、被塗装物は水噴射ライザー３４…
の位置を外れる。水噴射ライザー３４…による水冷時間
は、通常２分間程度でよい。被塗装物がリミットスイッ
チ２６を作動させることで、圧力空気噴射ライザー２４
から圧力空気の噴射を開始させる。純水噴射ライザー１
４の位置に来た被塗装物は、表面の水が純水で洗い流さ
れ、被塗装物の表面には純水のみが付着している状態に
なる。被塗装物に純水を接触させる時間は、表面の水が
純水に置き変わる程度の短い時間でよく、通常は１０秒
程度でよい。純水の一部は、被塗装物の熱を奪って昇温
した状態で回収管４２から貯水槽４０に入り、残りの一
部は蒸発してしまう。被塗装物に付着した純水は、圧力
空気噴射ライザー２４から噴射された圧力空気で吹き飛
ばされてしまう。被塗装物は、冷却ブロア８０で完全に
乾燥された状態になり、次の焼付塗装処理部Ｂに送られ
る。冷却処理部Ｃを出た被塗装物の表面温度は、８０℃
程度まで冷却している。

【００２７】貯水槽４０では、回収された純水の量を加
えて循環している水の総量をフロートスイッチ４４、４
６で監視して、洗浄噴射ライザー６４に至る配管６８お
よび外部連結配管７４への水の供給を制御しており、貯
水槽４０には常に一定範囲内の水量が貯えられているよ
うになっている。つぎに、前記のような焼付塗装装置を
製造して、実際に作動させた結果について説明する。 〔装置仕様〕 冷却処理部Ｃの全体構造：ＳＵＳ３０４（２．０ｔ）
製、幅１５００mm×高さ３０００mm×長さ５０００mm 貯水槽：ＳＵＳ３０４（２．０ｔ）製、容量１０００ｌ 水噴射ライザー：ＳＵＳ３０４、２５Ａ、ノズル０．５
〜１ｌ／min ×１０個 純水噴射ライザー：ＳＵＳ３０４、２５Ａ、ノズル０．
５〜１ｌ／min ×６個 冷却ブロア：工業用換気扇ブロア、１．５kw×２台 圧力空気噴射ライザー：ＳＵＳ３０４、２０Ａ、銅パイ
プおよびホース６個付 ポンプ：ＳＣＳ−１３、４０ｌ／min ×３５ｍ×２．２
kw 排気ファン：軸流ファン 上記仕様で、図１に示す構造の冷却処理部Ｃを構成し、
従来の通常の焼付塗装ラインに組み込んで、焼付塗装を
行った。

【００２８】その結果、焼付塗装を終えた被塗装物の塗
膜品質はきわめて良好であり、従来の方法で生じていた
ような問題は全く生じなかった。また、貯水槽に得られ
た温水を、電着塗料槽の後の洗浄処理などに利用した結
果、焼付塗装ライン全体の熱エネルギー消費を削減する
ことができた。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べた、この発明にかかる焼付塗
装方法および装置は、焼付塗装における焼付工程を終
え、加熱昇温された状態の被塗装物に、水を接触させて
冷却する水冷処理を行う際に、水冷処理の最終段階で純
水を用いることにより、被塗装物の表面に有害物を付着
させたままにすることなく、被塗装物を能率的に冷却す
ることができることになる。

【００３０】その結果、焼付塗装の塗装品質を大きく向
上させることができると同時に、焼付塗装全体の作業能
率を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例を表す装置の全体構造図

【符号の説明】

１０ 純水供給部 １４ 純水噴射ライザー ３４ 水噴射ライザー ４０ 貯水槽 ４２ 回収管 ５０ ポンプ ６４ 洗浄噴射ライザー ７４ 外部連結配管 Ａ 電着塗料槽 Ｂ 次の焼付塗装処理ブロック Ｃ 冷却処理部 Ｈ 焼付乾燥炉 Ｌ 被塗装物の搬送路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被塗装物に対する焼付塗装を複数回重ね
   て行う塗装方法において、前段の焼付塗装を終えた被塗
   装物を、次段の焼付塗装に移る前に冷却する際に、被塗
   装物に水を接触させて冷却する水冷処理を行うととも
   に、この水冷処理の少なくとも最終段階において、被塗
   装物に接触させる水として純水を用いることを特徴とす
   る焼付塗装方法。
2. 【請求項２】 請求項１の方法において、被塗装物に接
   触させた純水を回収し、この回収水を、純水を接触させ
   る段階よりも前の段階で、被塗装物に接触させる冷却水
   として用いる焼付塗装方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２の方法において、水冷
   処理で使用された水を回収し、この回収水を、焼付塗装
   において塗料被覆処理と焼付乾燥処理との間で行われる
   洗浄処理で用いることを特徴とする焼付塗装方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の方法に用いる装置であっ
   て、複数の焼付塗装処理部を順次通過する被塗装物の搬
   送経路上で、隣接する焼付塗装処理部の間に、複数段の
   水冷処理手段を備えているとともに、少なくとも最終段
   の水冷処理手段には、純水の供給手段が接続されている
   ことを特徴とする焼付塗装装置。