JPS5891198A - 電着塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
電着自装において塗９残しを防止するための電着浴液噴
出機構を備え友塗装装置に関する。

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シ、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クムのような塩
基性化合物で中和、水溶化シ、ヒヒクル顔料を分散して
なるアニオン型電着自科をｌ１ｌＩ　Ｌ、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ょシ、浴中のアニオ
ン粒子を陽極である４Ｎ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、カチオン型電着塗装方法に、塩基性樹脂たとえば
ポリアミノ１１ｒｌＩｔ−酢酸のような酸で中和、水溶
化し、ビヒクル餉科を分散してなるカチオン置電着臆科
ｔ＃１ｍｌ、この塗料に水で希釈して、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＃１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／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、被塗物の形状によっ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
ーポケットを生じ、この部分に１１！膜が析出せずにｌ
ｌ＆り残しとなるという問題があった。これは被塗物の
形状によっては被塗面が平らではない場合があシ、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
向って上方ないし斜上方へ吹き出させることによって対
処していた。すなわち、被塗物の上向き凹部に向って下
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一方に配管し光浴液循環
ライザーの被塗物導入端側に１個ないし複数個配設し、
これによシ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友アニオン型電着装
置の一例を示したもので、電着槽内に配設した２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Ｖ）を防止する方式を採用した装置
の縦断面図である。

図に示すように、降下ライン１暑を備えたコンベアフィ
ンＩＫより、上向き凹部等その表面にエアの残留しやす
い局Ｓを有する形状の被塗物４を図中矢印で示す方向か
ら電着槽２中のアニオン盤電着浴中へ導入し、徐々に浴
液１０中へ浸漬させる。電着槽２の被塗物取出方向端部
には補助タンク５が接続されており、電着槽２中の、浴
液１０が補助タンク５ヘオーバフローして入り、補助タ
ンクシ゛と電着槽２の間に配管された循環用１１ｆ５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ｒＮ　Ｋ　Ｇりて配設さ
れたライブ−９に接続されて−る。

ライブ−９には電着槽２の底面に向かって浴液會噴出す
る小孔（区１示せず）が多数穿設されて−る。ライザー
９の被Ｔ１１′４ｊ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
おシ、補助夕／りＳから循環用１１１５を介して電着槽
！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。噴液ノズルアから噴出した
ｔｈ、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。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パー１２を介して電気的接続さ
れ、電着槽２が電源１１の陰極備に接続され、直流電圧
印加によ）被塗−６の表面に塗膜を析出する。

、以上のように、噴液ノズルによって、給ｆｅＬ會Ｉ１
１麿物へ向けて吹き出させることによ、ａ、ｎ塗物ｓｓ
のエアを除去し、電着１１１膜の塗シ残しが防止できる
。

ところが、カチオン型電着塗装においてに、第＊＊に示
すように内側に電ｇ＆絶縁・耐ｅｌｋ注のため塩化ビニ
ル樹脂等のライニング１５會厖し友電着槽ＩＫ、カチオ
ン型電＊塗料浴１１ｔ１０を入れ、陽極となる極板１４
１と１４ｂとを、槽２内の取出し方向後半部分に設置し
てなる構成としてあ）、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１
、被塗−６の局部からエアを除去することが不可能であ
フた。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、吊り下は極板１４１、１４５１・・・及び固
定極板１４　ｂ　、　　１４ｂ−、・を槽！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
配置し九のは次のよう表理由による。すなわち、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は
友場合には、大電流が流れるためと思われるが、被塗物
６の塗膜［ＩｉＫプッ、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を被塗物導入ｌｌ
Ｋ設置しても局部のエア診査効果はほとんどみられず、
被塗物４Ｋｍ！ＩＩ残しが生じていた。し友がって、未
電着塗装部位にはグライマー！−フェナー等の防錆塗料
を塗布しておく必要があシ、この良め、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匹て電着塗装を行
なった場合にも同様に与られた。

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４ので、被塗物の局部に残留するエアを完全に除去
し、Ｉ！［ヤ残しのなりｈａｒ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、絶縁性材料によって内面が２イニ
ングされ、帯電被塗物の対極となる電極を内部に備えた
電着槽を有する電着Ｉ！Ｉ装装置におｉて、被塗物に同
かって電着浴液を噴出するノズルを、前記電着槽内部に
て前記電他配置範１１ＫＩＩえ友ことを特徴とするもの
である。

以下、本発明装置につ−て図面に基いてさらに詳しくｌ
ｌ！明する。以下の説ｆ！Ａはカチオン型電着ａｍ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ｉことに勿論である。

第Ｓ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、
両端には降下ジイン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・耐酸化性シイニン
グ１３が施こされてｉる。また、この電着槽２の取出し
方向端部には、補助タンク５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５に入った浴液１０は、タンク５から浴
液循環用Ｉ＃ｓを通りて、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ボンダである。

６は被塗物で、コンベアライン１からハンガーＩＣＥ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１
ｂＫｆｈｉりて浴液１０から引上げられる。　　、 被塗物６は、降下ジイン１ａに旧って浴液１０中に浸漬
される際、コンベアライン１の下＠にて前記ライン１と
平行に配設されたバスパー１２によ〕負に帯電される。

バスパー１２の一端は、槽２と別に設けた直流電源１゛
１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１４！、１４Ｊｉ−・及び固定極＠　１４
ｂ、１４ｂ・・・が電源１１の陽極側に接続している。

両極板１４ａ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ｒｔｉｔｔｍ物移動方向全移動
方向全体極板１４ａ、１４ｂを設けると、被塗物６と極
板１４Ｍ、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、舟形底面形状に宿って循環ライザ
ー９が配設され、前記補助タンクＳから循環され友浴液
を、シイザー９から矢印で示すように底面へ向かって噴
出させる。これによシ槽２内における浴液１０に流れが
起と９、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
であシ、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匹る
。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２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の内側壁に歯って設けてもよい。したがって
、噴液ノズル７も、内側壁に設けた循環ライザ−９に設
けることができる。

上記構成の電着塗装装置にお−て、コンペアジイン１に
よって被塗物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１０へ浸漬されながらバ
スパー１２を介して負に印加され、この被塗物６Ａ；檜
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１４ｍ及びｔ４６との間で電界が発生し、浴液
１ａ中に溶解されているカチオン型′１１１：Ｎが被塗
物６の表面に付層する。仮値物入憎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
良好に除去され局部全体か（電着浴数が接触するため、
未］ｉ！１嵩廊分が残ら−ｒ均一なｍ−が形成される。

次に、噴液ノズルの設置位−゛を震災することにより極
めて良好な結果を得たことに４ｊししてみる。被−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ＶＣエアが残留したままになるいわゆるエアーポケ
ットた゛けたとすると、縞２図で示した構成の装−にν
いて皆無になるはずであった。しかるに第２図の装−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Ｆｉエアは元金に１去できておらず、
一部は液流により左心−装置に局部内ｔ−等移動るだけ
である。での閣、第１図に示すアニオン製装置゛ではエ
アが久々と摺動し、その残１ｓＫ電着１１！膜が順次形
成されるので値シ残しなく塗膜が局部全鼻に形成される
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、ざらに板荀物が柚２内を移動すると槽２の後半
部分には噴液ノズルがｖｌＩ！ｃされていないため噴流
はなく、局部エアｔユ局帥内の一足個所に止まったト１
こなる。かかる状態で極板ｉ４ａ・　１４ｂが近接して
くるため１１ｔ層蹴膜はエア涌留部以外に形成さ扛、局
部に未電着塗装部分が残る。

第２に、カチオン鯖′＃を盾菫鋭方法の場合には一着＊
膜析出開始０１１抜では、仮を物が隘他となっているた
め水素発生があるが、この発生ガスによる気泡が１８Ｊ
液ノズル７．７・・・による局部エア除去後に＃１は同
一凹部にた１シ、以後の電着Ｉ＃１農析出の阻害になる
。この晃生ガス気泡扛第２図のｉ＊ｔｉｔにおいてに除
去する手段がなくそのままとなり、結果として四部は禾
電着臆鉄となる。

一方、第５凶に示す本発明装置においては、入槽時に局
部にエアがとどまっていても、あるいは電ｆｆＩ開始初
期に発生するカスの気泡が局部にとどまっていても、電
着＊膜析出時には極板配置範囲にＷＮ＆された噴液ノズ
ル７．７・・・により噴流が局部に向かっているため、
エアや発生ガス気泡の一部が除去され゛たり、局部内で
左右細波に移動するため、結果として局部全体に塗膜が
析出でき、かかる局部の未電着ｍ装は皆無になったもの
と考えられる。

本発明による他の倫施例を＃４４図及び第５図に示す＊
　ｓｉ　’図は基本的には第１図と同じであるが、異な
る点ｒＪ＠液ノズル用の浴液循環経路をライず一用浴液
循環経路と独立して別に設けた点にある。

すなわち、檜２の底面付近にこの底面に沿って槽′に縦
断するように設けられた循環ライザー４９暑と、これと
独立して槽２の後半部分、すなわち極板（吊シ下げ極板
４４ａ・・・と固定極板４４ｂ・・・）の設［ｉｌｉ範
囲Ｂに噴液専用ライザー４？ｂｆｔ設け、噴液ノズル４
７．４７・・・を専用ライザー４？ｂにのみ設け、補助
タンクＳと前記循環ライザー４９８との間を浴液循璋用
営４５ａで連結し、補助タンク５と前記専用ライザー４
９ｂ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、パルプ４５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４９８の
配置に関係なく独立に専用ライザー４９ｂを配設してｉ
るので、４１ＩＩｉ物６０局部形状、大きさ、位置やエ
アポケットの程度に応じて浴液の噴流方向、位ｉｔ等を
、適宜ａｌＩＡＩｔＪすることができる点と、パルプ４
６により噴液ノズル４７η為ら出る噴流の童及び圧力を
任意に設足できる点にあり、この点で第Ｓ−よりは好ま
しいｉ量であるといえる。

第５図はカチオン型′ＩＩｔ層における２段通電方式の
１ｌｃ７１１１Ｆ装置に不発明を適用した例であり、基
本的には＠４図と同じであるが異なる点は極板を２一段
式に設けたことである。すなわち、槽２の前半部分に１
段目極板５４ａと５４ａ′を設け、槽２０後半部分に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５４ｍと５４ａ
′の配置範囲Ｃと２段目極板５４ｂと５４ｂ′の配置範
囲りとに、循環ライザー５９ｍ　　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
用噴液専用ライブ−（１段目用専用シイザー）５９ｂと
２段目極板用噴液専用ライブ−（２段目専用ライザー）
５ＩＣとを設ける。循環ライザーパ゛５！１　　と補助
タンク３との間は浴液循環用管５ｓａで連結され、１段
目専用ライザー５９ｂ、２段目専用ライザー５９Ｃと補
助夕／り５との閣は途中で枝分れした噴液循環用管５５
ｂで連結されてｉる。噴液循環用管５Ｓｂの枝分れした
支管部５５ｂ′及びｓｓｂ’は、その先端がそれぞれ１
段目専用ライず一５？ｂと叩段目専用ライず一５ｅｃに
接続ジテオ）、各支管＠ＳＳｂ’　、　５５ａ）’には
パルプｓｓ’　ｅ　ｓｓ’が設けられてｉる。図中、５
４１１、５４１）は、それぞれ浴液循環用管５５１及び
噴液循環用管ｓｓｂの基管部分に設けられたボンダであ
る。１段目の吊下げ極板５４ｍ　　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　　
の陽極側にバスパー１２１を介して電気的に接続され、
また２段目の亀り下げ極板５４ｂ及び固定極板５４ｂ′
は第２の直流電源５２ｂの陽極側にバス／（−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によシ移動し、第Ｓ図と同様に、電源５２ｍと５２
ｂの陰極側に接続するバスパー１２１１２ｂと接触して
負に帯電される。電源５２ｍは、電源５２ｂに比較して
低い電圧を極板にかけるようはなっている。

第５図の構成の電着装置において、補助タンクＳの浴液
１０ｉ；［ボンダ５４ｂによシ、噴液循環用管ｓｓｂを
通シバルプｓｓ’　、ｓｓ’を経て専用ライザー５９ｂ
、５９Ｃへ供給され、噴液ノズル５７゜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によシ搬送され、浴液１０中へ浸入す
・ると、槽２の第２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５４ｍと５４ａ′の般
置軛曲ＣＫは噴液ノズル５７．５７・・・が配設されて
いるので、電着塗装と同時に被塗物６に浴液の噴流５８
が当７ｔＪ）被塗物６０局部にも浴液が接触する。した
がって局部からエアを良好に除去する。同時に、電着塗
装時に陰極である被＊物６の表面に発生する水素ガスも
良好に除去される。

次ｉで被１１＊４が第２段目極板配置範囲ＤＫ兼送され
、この範囲で本格的な電着塗装が行なわれる。第２段目
極板配置範囲りにもノズル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ａｍが析出する。

第５図の装置においては、１段目と２１Ｒ目極着塗装が
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、破Ｘ１！１ａＩｐ７ＩＪ部の残留エアならびに発
生ガスが良好に除去され、したがっ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
配置範囲り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段目極板配置範囲りのみの方が有
利でもある。これは、第２段目極板での電着塗装で未ａ
Ｊ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。を之、こ、ｈは多段
通電方式を採用しｔ鑞着装置においても同様で、主電着
塗装用極板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。

したがって、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
する実施態様をも合金するものである。

本発明に使用する噴液ノズルは、符殊な構造とすること
は必ずしも必要ではなく、通常鑞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、つるが、被塗物の形状によっては市販のノズル
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
によって異なるため適宜選択してよい。

ｔた、本発明装置のうちの電着浴液循環部分圧おｉで、
途中から更に配管系を分岐させてこの系に限外濾過装置
、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
Ｐｉｍ置を組みこむこともできる。

以上、本発明電積塗装装置ＮＫ：ついて詳述したが、本
発＠は＠示したカチオン型電着自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ｄｔｍ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］！［物（陽極）をその浴
中に浸漬、直装する際、電着槽の前記極板配置範囲に被
塗物へ向かって浴液を噴出する噴液ノズルを配設し％４
に塗物の局部にも完全に浴液が接触するようにする。従
って、被塗−局部に残留するエアや発生ガスが完全に追
い出さへ未塗着部分のない均一な塗膜が得られる。

ただし、アニオン緘電着の場合に框、電層初期に発生す
るガスは改案である。

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
るの祉、一般的に扛、電圧印ｍＫよシミ流が流れ始めて
数秒から数十秒後に血族が析出し始めるまでの期間に最
も多く、これ扛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〃為らも明らかなように１本発明の電着Ｉ１
１装装置は、内面を電気絶縁され゛た電着槽内Ｋ１１ｌ
Ｎを配設し、鋏電極配置範囲の槽底面又は側壁１８　Ｋ
　％被塗物局部１に向かつて電着浴液な噴流させること
のできるノズルを設けたことによ）、電着塗装と同時に
被塗物局部にたまったエア中発生ガスを完全に追い出す
ことができ、未塗着部分のな一均一な塗膜を得ることが
できる。これによ）、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。

４１１１１０簡単モ説明 第１８１は従来のアニオン型電着塗装装置の断面模式図
、 第！Ｉｌｌは従来のカチオン型電着自装装置の断面模式
図、 第Ｓ図、菖４図及び第５図はそれぞれ本発明のカチオン
型電着自装装置の実施例を示す断面模式■である。

図中、 １・・・コンベアツイン　　　　！・・・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
、　４４ｍ、　４４ｂ、　５４ｍ、　５４ｍ’　、　５
４ｂ、　５４ｂ’・・・極板 ４７、５７・・・噴液ノズル 特許出願人　　トヨタ自動卓工業株式会社（＃１か１名
） ｔｌ　＠ 才２図 才３図 一 へ− 嘩４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁性材料によって内面がライニングされ、帯電被塗物
   の対極となる電極を内部に備えた電着槽を有する電着塗
   装装置において、 被塗物に向かって電着浴液を噴出するノズルを、前配電
   着櫂内部にて前記電極配置範囲に備えたことを特徴とす
   る電着塗装装置。