(57)【要約】【課題】  本発明は、水洗洗浄槽中における超音波振動子と被塗装物の塗膜部位との間の離間距離が異なる場合であっても超音波による音圧が略均一に安定して該被塗装物に作用し、洗浄ムラを低減することが出来る電着塗装洗浄方法を提供することを可能にすることを目的としている。【解決手段】  被塗装物１に塗膜を形成させたのちに水洗洗浄槽２で浸漬洗浄後、焼付けする電着塗装工程における電着塗装洗浄方法であって、微細気泡５が浮遊する水洗洗浄槽２中で該水洗洗浄槽２内に設けられた超音波振動子３ａにより出射される超音波を、被塗装物１との間に浮遊する微細気泡５を介在させた状態で該被塗装物１に印加して洗浄する構成としたことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物に塗膜を形成させたのちに水洗洗浄槽で浸漬洗浄後、焼付けする電着塗装工程における電着塗装洗浄方法であって、
微細気泡が浮遊する水洗洗浄槽中で該水洗洗浄槽内に設けられた超音波振動子により出射される超音波を、前記被塗装物の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡を介在させた状態で該被塗装物に印加して洗浄することを特徴とする電着塗装洗浄方法。
【請求項２】
前記被塗装物は、塗料や洗浄液が溜まる液溜まり部、あるいは表面張力で塗料や洗浄液が残留する狭隘部を有し、前記超音波振動子により出射される超音波の進行方向を、前記被塗装物の前記液溜まり部、あるいは前記狭隘部に対向させることを特徴とする請求項１に記載の電着塗装洗浄方法。
【請求項３】
前記微細気泡を前記被塗装物の下方から該被塗装物の前記液溜まり部の開口部、あるいは前記狭隘部の開口部に向けて浮上させることを特徴とする請求項２に記載の電着塗装洗浄方法。
【請求項４】
前記微細気泡は、全気泡数の３０％以上が気泡直径１００μｍ以下の微細気泡で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電着塗装洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物に塗膜を形成させたのちに水洗洗浄槽で浸漬洗浄後、焼付けする電着塗装工程における電着塗装洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電着塗装では被塗装物を電着塗料に浸漬し、通電させることによって被塗装物の表面に塗膜を形成させ、その後、被塗装物に付着している余分な塗料を水洗工程で洗い流した後、焼付け硬化させている。
【０００３】
この時に、被塗装物の合せ面等の狭隘（きょうあい）部に進入した電着塗料は水洗工程だけでは充分に除去されず、そのまま焼付け硬化したときには該狭隘部から流れ出し２次タレと称する異常塗膜を形成する。
【０００４】
この異常塗膜は手直しで除去する等の余分の工程が必要となる。この問題の解決のために特開２００５−１３９４９号公報（特許文献１）では、洗浄液浸漬中で被洗浄物の狭隘部に対して向かい合う位置に超音波発振子を設けたものが提案され、特開平５−９３２９９号公報（特許文献２）では、被塗物の側面や下面に開口する隙間に進入した電着塗料の塗液に超音波発信器で超音波振動を与えてその隙間から流出させるものが提案され、特開２００４−１６２１５７号公報（特許文献３）では、洗浄液中に圧縮空気を併用して超音波洗浄を行うことで高い洗浄、すすぎ効果を得るものが提案され、特開２０００−１２２４０７号公報（特許文献４）では、電着液に超音波発信用振動子から超音波を印加し、気泡発生管から気泡を発生させて、電着塗装により現像スリーブ基体の表面に被覆層を形成するものが提案され、特公平６−９８３３１号公報（特許文献５）では、水洗処理槽に被処理物品に向けて超音波を発振させる超音波発振装置を配設したものが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１３９４９号公報
【特許文献２】特開平０５−０９３２９９号公報
【特許文献３】特開２００４−１６２１５７号公報
【特許文献４】特開２０００−１２２４０７号公報
【特許文献５】特公平０６−０９８３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の特許文献１の技術では、超音波のみで洗浄するため超音波出力を大きくしたり印加時間を長くすると塗膜表面が肌荒れし塗装外観品質の低下が生じたりする欠点を有していた。特に超音波による音圧は距離の２乗に反比例することが知られており、水洗洗浄槽中における超音波振動子と被塗装物の塗膜部位との間の離間距離が異なる場合に超音波による音圧が離間距離の２乗に反比例して増減し、洗浄ムラが発生するといった問題があった。
【０００７】
また、特許文献２の技術では、シャワー式水洗装置の間に超音波発振器を設置して被塗物の側面乃至下面に開口する隙間に進入した電着塗料の塗液に超音波振動を与えてその塗液を隙間から流出させるものであるが、超音波はシャワー式水洗のような気中の発振では洗浄効果が劣り、狭隘部への洗浄効果も小さいといった問題があった。
【０００８】
また、特許文献３の技術では、ラインミキサーにより洗浄液に多量の空気を混合させて超音波すすぎ洗いを施すものであり、超音波振動子により出射される超音波を利用した超音波洗浄ではないため洗浄効果が劣り、狭隘部への洗浄効果も小さいといった問題があった。
【０００９】
また、特許文献４の技術では、電着槽内の電解液を均一に分散させ、それにより被覆層の導電性ムラを防止し、電解ガスによる不良を防止して良好な画像を与える現像スリーブを製造するために、電着液に超音波を印加し、更に電着液に気泡を含ませて電着塗装を行うものであり、電着塗装後の洗浄工程に使用するものではなかった。
【００１０】
また、特許文献５の技術では、脱脂剤を用いない超音波のみによる水洗脱脂や、化成液の超音波による水洗を行うため、前述の特許文献１と同様に超音波出力を大きくしたり印加時間を長くすると塗膜表面が肌荒れし塗装外観品質の低下が生じたり、水洗洗浄槽中における超音波発振装置の振動子と被塗装物の塗膜部位との間の離間距離が異なる場合に超音波による音圧が離間距離の２乗に反比例して増減し、洗浄ムラが発生するといった問題があった。
【００１１】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、水洗洗浄槽中における超音波振動子と被塗装物の塗膜部位との間の離間距離が異なる場合であっても超音波による音圧が略均一に安定して該被塗装物に作用し、洗浄ムラを低減することが出来る電着塗装洗浄方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するための本発明に係る電着塗装洗浄方法の第１の構成は、被塗装物に塗膜を形成させたのちに水洗洗浄槽で浸漬洗浄後、焼付けする電着塗装工程における電着塗装洗浄方法であって、微細気泡が浮遊する水洗洗浄槽中で該水洗洗浄槽内に設けられた超音波振動子により出射される超音波を、前記被塗装物の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡を介在させた状態で該被塗装物に印加して洗浄することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る電着塗装洗浄方法の第２の構成は、前記第１の構成において、前記被塗装物は、塗料や洗浄液が溜まる液溜まり部、あるいは表面張力で塗料や洗浄液が残留する狭隘部を有し、前記超音波振動子により出射される超音波の進行方向を、前記被塗装物の前記液溜まり部、あるいは前記狭隘部に対向させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る電着塗装洗浄方法の第３の構成は、前記第２の構成において、前記微細気泡を前記被塗装物の下方から該被塗装物の前記液溜まり部の開口部、あるいは前記狭隘部の開口部に向けて浮上させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る電着塗装洗浄方法の第４の構成は、前記第１の構成において、前記微細気泡は、全気泡数の３０％以上が気泡直径１００μｍ以下の微細気泡で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電着塗装洗浄方法の第１の構成によれば、微細気泡が浮遊する水洗洗浄槽中で該水洗洗浄槽内に設けられた超音波振動子により出射される超音波を、前記被塗装物の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡を介在させた状態で該被塗装物に印加して洗浄することで、被塗装物の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡が超音波振動子により出射される超音波の音圧を緩和することで、水洗洗浄槽中における超音波振動子と被塗装物の塗膜部位との間の離間距離が異なる場合であっても超音波による音圧が略均一に安定して該被塗装物に作用し、洗浄ムラを低減することが出来る。
【００１７】
また、本発明に係る電着塗装洗浄方法の第２の構成によれば、超音波振動子により出射される超音波の進行方向を、被塗装物の液溜まり部、あるいは狭隘部に対向させることで、被塗装物の液溜まり部、あるいは狭隘部の洗浄性を高め、異常塗膜形成を防止することが出来る。特に水洗洗浄槽で洗浄する際に、浸漬やスプレーでは洗浄出来ないような液溜まり部内、あるいは狭隘部内の余剰塗料を、該液溜まり部、あるいは狭隘部に対向させた超音波振動子により出射される超音波の振動および該液溜まり部内、あるいは狭隘部内に浮遊する微細気泡により排出可能とし、洗浄性を高めると共に、塗膜の表面近傍に浮遊する微細気泡が超音波振動子により出射される超音波の音圧を緩和することで、超音波の直接の印加による塗膜の光沢の減少や塗膜の肌荒れを防止することが出来る。
【００１８】
また、本発明に係る電着塗装洗浄方法の第３の構成によれば、微細気泡を被塗装物の下方から該被塗装物の液溜まり部の開口部、あるいは狭隘部の開口部に向けて浮上させることで、液溜まり部内、あるいは狭隘部内に微細気泡をより多く浮遊させることが出来、余剰塗料の排出効果を向上することが出来る。
【００１９】
また、本発明に係る電着塗装洗浄方法の第４の構成によれば、微細気泡が全気泡数の３０％以上が気泡直径１００μｍ以下の微細気泡で構成されることで、例えば自動車ボディ等のスポット溶接の２枚の鉄板の合わせ部に形成される一般的な狭隘部の洗浄を必要とする隙間が５０μｍ〜２００μｍであるため、気泡直径１００μｍ以下の微細気泡がそれらの狭隘部内に容易に進入することが出来、余剰塗料の排出効果を向上することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図により本発明に係る電着塗装洗浄方法の一実施形態を具体的に説明する。図１は電着塗装工程の一例を示す図、図２及び図３は本発明に係る電着塗装洗浄方法により自動車ボディの電着塗装を洗浄する様子を示す図、図４（ａ）は水洗洗浄槽中で浮遊する微細気泡が被塗装物の狭隘部の隙間を浮上する様子を示す断面模式図、図４（ｂ）は超音波振動子により出射される超音波の進行方向を被塗装物の狭隘部の開口部に向けて対向させた場合の一例を示す断面模式図、図５は本発明に係る電着塗装洗浄方法により被塗装物の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡が超音波振動子により出射される超音波の音圧を緩和する様子を示す図、図６は電着塗料液を表面に塗布した透明アクリル板を重ねたテストピースを本発明に係る電着塗装洗浄方法により洗浄する実験装置の構成を示す模式図、図７（ａ）はテストピースの構成を示す斜視図、図７（ｂ）は本発明に係る電着塗装洗浄方法により洗浄した後のテストピースの観察姿勢を示す側面図、図８は表１の塗料の溜まりや着色の各評点０〜３の様子を示す図、図９は表２の塗料のタレや着色の各評点０〜３の様子を示す図、図１０（ａ）は図６に示す水洗洗浄槽内で発生する気泡直径１００μｍ以下の微細気泡の出現率を示す図、図１０（ｂ）は他の水洗洗浄槽内で発生する気泡直径１００μｍ以下の微細気泡の出現率を示す図である。
【００２１】
図１は一般的な電着塗装工程を示す。自動車ボディ等の被塗装物１の金属表面は錆防止のため油脂により被覆されており図１のステップＳ１では被塗装物１の脱脂工程を行った後、ステップＳ２において脱脂用薬剤を洗い流す水洗１工程を行う。その後、ステップＳ３において化成処理を行った後、ステップＳ４において化成処理用薬剤を洗い流す水洗２工程を行う。その後、ステップＳ５において、被塗装物１は電着塗料が満たされた電着槽に浸漬され電着塗装される。
【００２２】
ステップＳ１，Ｓ３の脱脂、化成処理後にそれぞれステップＳ２，Ｓ４の水洗１、水洗２の工程があるが、これらは一般的な水洗であり、本発明が対象とするものではない。電着塗装では電着塗料に浸漬するため被塗装物１に余分な塗料が付着しているため図１のステップＳ６に示す水洗３工程に移され余剰な電着塗料が水洗除去される。その後にステップＳ７において乾燥焼付け硬化される。
【００２３】
本発明に係る電着塗装洗浄方法においては、図１のステップＳ６に示す水洗３工程で、微細気泡５の浮遊している水洗洗浄槽２に被塗装物１を浸漬し、超音波発生装置３により超音波を出射する超音波振動子３ａの超音波振動を被塗装物１に印加する。
【００２４】
図２及び図３において、被塗装物１に塗膜を形成させたのちに水洗洗浄槽２で浸漬洗浄後、焼付けする電着塗装工程における本発明に係る電着塗装洗浄方法では、微細気泡５が浮遊する水洗洗浄槽２中で該水洗洗浄槽２内に設けられた超音波振動子３ａにより出射される超音波を、被塗装物１の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡５を介在させた状態で該被塗装物１に印加して洗浄する。
【００２５】
本実施形態の被塗装物１は、塗料や洗浄液が溜まる液溜まり部１ａ、あるいは表面張力で塗料や洗浄液が残留する狭隘部１ｂを有し、超音波振動子３ａにより出射される超音波の進行方向を、被塗装物１の液溜まり部１ａ、あるいは狭隘部１ｂに対向させて配置している。
【００２６】
図２、図３及び図４（ａ）では、超音波振動子３ａを水洗洗浄槽２の側面側に設け、超音波振動子３ａにより出射される超音波の進行方向を、被塗装物１の内側に形成された液溜まり部１ａ、あるいは狭隘部１ｂに該被塗装物１の外板を介在させた状態で対向させて配置した場合の一例であり、図４（ｂ）では、超音波振動子３ａを水洗洗浄槽２の底面側に設け、超音波振動子３ａにより出射される超音波の進行方向を被塗装物１の液溜まり部１ａの開口部、或いは狭隘部１ｂの開口部に向けて対向させて配置した場合の一例である。図４（ａ），（ｂ）に示すように、被塗装物１の液溜まり部１ａ或いは狭隘部１ｂの隙間に入った微細気泡５は粘度の高い電着塗料中でも超音波の作用で隙間を上昇し易くなり余剰電着塗料の排出を容易にする。
【００２７】
水洗洗浄槽２の底部には微細気泡発生装置４が設けられており、該微細気泡発生装置４から発生する微細気泡５を被塗装物１の下方から該被塗装物１の液溜まり部１ａの開口部、あるいは狭隘部１ｂの開口部に向けて浮上させることが出来る。
【００２８】
本実施形態の微細気泡５は、水洗洗浄槽２中の全気泡数の３０％以上が気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５で構成される。
【００２９】
このような微細気泡５を発生し得る微細気泡発生装置４は、例えば本出願人が開発して現在特許出願中である特願２００８−１４０４１１「回転装置およびそれを備えた気泡発生装置」の明細書又は図面に記載された微細気泡発生装置４を利用することが出来る。すなわち、微細気泡発生装置４に設けられた固定部と回転部のそれぞれに第１の磁石と第２の磁石とを設け、該固定部と回転部との間に形成される間隙内の処理液が回転せん断により微小気泡の数と溶解気体の量とを増加させながら第１の磁石と第２の磁石による電磁作用との相乗作用を受けて該間隙内に流入した処理液中の微小気泡について分割と再分割とがより効果的になされ、極微細気泡が生成されると共に、該各極微細気泡中の気体成分が処理液中に溶解されるものである。
【００３０】
また、特許第４０１９１５４号「マイクロバブル発生装置、マイクロバブル発生装置用渦崩壊用ノズル、マイクロバブル発生装置用旋回流発生用翼体、マイクロバブル発生方法およびマイクロバブル応用装置」を応用したシャワー型ノズルが市販されており、これらも利用可能である。即ち、縮流部と渦崩壊部を有する渦崩壊用ノズルの縮流部中心から気体を吸気し、液体の旋回流とともに渦崩壊部でマイクロバブルを発生させるものである。
【００３１】
尚、図２及び図３中、６は被塗装物１を吊下げる塗装ハンガーであり、７は被塗装物１を吊下げた塗装ハンガー６を搬送する搬送レールである。水洗洗浄槽２中の水洗水は搬送レール７を搬送される塗装ハンガー６の進行方向とは反対方向に流れ出るように構成される。
【００３２】
微細気泡５が浮遊する水洗洗浄槽２に被塗装物１を浸漬し、超音波振動子３ａにより出射される超音波を該被塗装物１に印加する。対象とする被塗装物１は、液溜まり部１ａあるいは表面張力で電着塗料や洗浄液が残留可能となる狭隘部１ｂを有する。狭隘部１ｂの余剰塗料を浮遊させ易くするために微細気泡５が被塗装物１の下方に浮遊させるようにする。一般に狭隘部１ｂは洗浄を必要とする５０μｍから２００μｍ程度であることから、気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５を全気泡数の３０％以上含む。
【００３３】
超音波による洗浄は上記特許文献にもあるように広く一般に知られていることであり、超音波の直進性とキャビテーション効果で洗浄力が発揮されている。電着塗装工程の水洗洗浄槽２で移動する被塗装物１に向かって超音波のみを印加して洗浄する場合には、超音波の直進性により超音波振動子３ａを被塗装物１の移動に追従させる必要がある。また、超音波出力と印加時間によっては被塗装物１の表面に形成された塗膜の光沢の減少や塗膜の肌荒れ等の弊害を生じる。
【００３４】
超音波振動子３ａと被塗装物１との間に微細気泡５が浮遊する水洗洗浄槽２内の液中に超音波を印加すると、微細気泡５により超音波の伝達が妨げられ乱反射をするようになる。このことにより、超音波音圧の減衰はあるものの超音波が水洗洗浄槽２内の広範囲に伝達されることとなる。このことにより、被塗装物１が移動する場合でも、超音波振動子３ａの追従移動の必要がなく、被塗装物１の表面に形成された塗膜が局部的に超音波振動を集中して受けることが無いため被塗装物１の塗膜の光沢の減少や塗膜の肌荒れが防止できる。
【００３５】
被塗装物１の液溜まり部１ａや狭隘部１ｂの洗浄では余剰塗料を洗浄液で薄めて液溜まり部１ａや狭隘部１ｂから排出させることが必要である。超音波の印加によるキャビテーションで余剰塗料の洗浄促進をすると共に洗浄液による希薄化と共に余剰塗料が排出されることとなる。水洗洗浄槽２内に、液溜まり部１ａ内や狭隘部１ｂ内に進入可能な微細気泡５が浮遊する場合には、液溜まり部１ａ内や狭隘部１ｂ内に微細気泡５が進入し、上方が閉塞した狭隘部１ｂの場合には該狭隘部１ｂの上方に微細気泡５が集積し、剥離塗料を押し出すこととなる。また、上方が開放した液溜まり部１ａや狭隘部１ｂでは微細気泡５の上昇流により余剰塗料の上方への排出が促進されることとなる。
【００３６】
狭隘部１ｂに対して上昇流とするために微細気泡５の浮遊位置を洗浄対象部位の下方とすることで、洗浄対象部位に上昇流を生じさせることができる。
【００３７】
尚、超音波によるキャビテーションだけでは瞬間的な気泡発生と気泡の破裂を伴うもので、基本的には残留気泡を伴わない。従って、浮遊する微細気泡５のような押し出し効果や浮遊効果は殆ど期待できない。
【００３８】
超音波の周波数ならびに出力は被塗装物１や水洗洗浄槽２の大きさ等に応じて適宜選択すれば良いが、一般的な超音波振動子３ａの発振周波数である２８ｋＨｚや４０ｋＨｚ程度が使用可能である。
【００３９】
微細気泡５の大きさや気泡数や微細気泡発生装置４の吹き出し口も被塗装物１や水洗洗浄槽２の大きさ等に応じて適宜選択すれば良いが、狭隘部１ｂの一般的な洗浄を必要とする隙間が５０μｍ〜２００μｍであることから、気泡数で気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５を全気泡数の３０％以上含むのが好ましく、微細気泡発生装置４を特に限定するものではない。
【００４０】
尚、狭隘部１ｂの隙間が５０μｍよりも小さい場合には余剰塗料のタレが生じ難く、狭隘部１ｂの隙間が５００μｍよりも大きい場合には余剰塗料が生じない。即ち、狭隘部１ｂの隙間が５００μｍよりも大きい場合については水洗のみで余剰塗料の排出が可能であり、狭隘部１ｂの隙間が２００μｍよりも大きく５００μｍ以下の隙間では超音波のみでも洗浄が可能であり、微細気泡５の有無による顕著な差異が認められない。また、狭隘部１ｂの隙間が５０μｍ以上、且つ２００μｍ以下では電着塗装焼付け後の余剰塗料の二次タレに大きく関与し、微細気泡５と超音波の組合せによる洗浄効果が顕著に現れる。また、狭隘部１ｂが５０μｍ未満の隙間では電着塗装焼付け後の余剰塗料の二次タレへの影響は少ない。
【００４１】
図５は被塗装物１が実際と同じ金属片の場合で塗膜への影響を見たものである。図６において、超音波振動子３ａから出射される超音波によるテストピース11の位置での音圧をポータブル超音波圧力計で測定した結果を図５に示す。図５において、微細気泡５が存在するときのほうが微細気泡５の無い場合よりも音圧が弱められていることがわかる。
【００４２】
超音波振動子３ａより出射される超音波の出力を大きくすると被塗装物１の表面に形成された塗膜へのダメージが生じる。超音波の影響は音圧が距離に２乗に反比例して増減するという特性上から超音波振動子３ａと被塗装物１との離間距離の僅かな違いでも大きく影響する。
【００４３】
図５において音圧が９．０ｍＶを超えると被塗装物１の表面に形成された塗膜へのダメージ限界となり、塗膜の光沢の減少や塗膜の肌荒れが見られる。水洗洗浄槽２内に微細気泡５があることで音圧が９．０ｍＶに達する超音波出力が高くなる。音圧（超音波の強さ）は距離の２乗で増減するが、被塗装物１が必ずしも平面でなく、凹凸があるため超音波振動子３ａからの離間距離が変化する。そのために、超音波出力を超音波振動子３ａからの離間距離の遠い面に合せた設計となる。水洗洗浄槽２内に微細気泡５がある場合には機器設計に際しての超音波出力の余裕が大きくできる。
【００４４】
図５において、超音波の効果を発揮する音圧が７ｍＶ程度であり、超音波振動子３ａより出射される出力の許容変動幅は、微細気泡５が存在しない場合には１１０Ｗ〜３００Ｗ程度と狭くなるが、微細気泡５が存在する場合には１４５Ｗ〜４８０Ｗ程度と広い変動幅が許容され、水洗洗浄槽２内の負荷の状態変化により超音波振動子３ａより出射される出力の変動が大きくなる場合には微細気泡５が存在することで超音波出力に対する許容変動幅を持つことが優位となるので、超音波振動子３ａと被塗装物１との間に微細気泡５が介在することが超音波出力の振れを許容する効果を生じることとなる。
【００４５】
上記構成によれば、微細気泡５の浮遊する水洗洗浄槽２に超音波を印加することで、被塗装物１に超音波による塗膜の光沢の減少や塗膜の肌荒れが防止出来ると共に、浮遊する微細気泡５により余剰塗料を浮遊除去できる。このことにより異常塗膜の形成が防止でき、異常塗膜を焼付け硬化後に除去するための手直し等の工程が不要となる。
【００４６】
また、微細気泡５が浮遊する水洗洗浄槽２中で該水洗洗浄槽２内に設けられた超音波振動子３ａにより出射される超音波を、被塗装物１の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡５を介在させた状態で該被塗装物１に印加して洗浄することで、被塗装物１の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡５が超音波振動子３ａにより出射される超音波の音圧を緩和することで、水洗洗浄槽２中における超音波振動子３ａと被塗装物１の塗膜部位との間の離間距離が異なる場合であっても超音波による音圧が略均一に安定して該被塗装物１に作用し、洗浄ムラを低減することが出来る。
【００４７】
また、超音波振動子３ａにより出射される超音波の進行方向を、被塗装物１の液溜まり部１ａ、あるいは狭隘部１ｂに対向させることで、被塗装物１の液溜まり部１ａ、あるいは狭隘部１ｂの洗浄性を高め、異常塗膜形成を防止することが出来る。特に水洗洗浄槽２で洗浄する際に、浸漬やスプレーでは洗浄出来ないような液溜まり部１ａ内、あるいは狭隘部１ｂ内の余剰塗料を、該液溜まり部１ａ、あるいは狭隘部１ｂに対向させた超音波振動子３ａにより出射される超音波の振動および該液溜まり部１ａ内、あるいは狭隘部１ｂ内に浮遊する微細気泡５により排出可能とし、洗浄性を高めると共に、塗膜の表面近傍に浮遊する微細気泡５が超音波振動子３ａにより出射される超音波の音圧を緩和することで、超音波の直接の印加による塗膜の光沢の減少や塗膜の肌荒れを防止することが出来る。
【００４８】
また、微細気泡５を被塗装物１の下方から該被塗装物１の液溜まり部１ａの開口部、あるいは狭隘部１ｂの開口部に向けて浮上させることで、液溜まり部１ａ内、あるいは狭隘部１ｂ内に微細気泡５をより多く浮遊させることが出来、余剰塗料の排出効果を向上することが出来る。
【００４９】
また、水洗洗浄槽２中の全気泡数の３０％以上が気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５で構成されることで、例えば自動車ボディ等のスポット溶接の２枚の鉄板の合わせ部に形成される一般的な狭隘部１ｂの洗浄を必要とする隙間が５０μｍ〜２００μｍであるため、気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５がそれらの狭隘部１ｂ内に容易に進入することが出来、余剰塗料の排出効果を向上することが出来る。
【００５０】
上記効果を被塗装物１が実際の金属片の場合での電着塗装の塗膜への影響を確認した上で、隙間への効果の目視確認が可能な図７に示すテストピース11によるテストで確認した。テストピース11は図７（ａ）に示すように、縦１００mm×横１００mm×厚さ２mm程度の２枚の透明アクリル板12ａ，12ｂを互いに５０mm程度オーバーラップさせ、該透明アクリル板12ａ，12ｂが互いに対面する内側で且つ両側端部にオーバーラップさせた長さに対応する長さ５０mm×幅１０mm×所定厚さの一対のスペーサ13を重ねて、図示しないクリップで挟んで固定したものである。
【００５１】
先ず最初に、図７に示す透明アクリル板12ａの両側端部に一対のスペーサ13を置き、該一対のスペーサ13の間の隙間にほぼ一定量の電着塗料液を塗布し、その上から透明アクリル板12ｂを重ねて図示しないクリップで挟んで固定してテストピース11とした後、直ちに図６に示す水洗洗浄槽２で洗浄試験を行った。図６に示す微細気泡発生装置４はシャワー型ノズルとした。３ａは超音波振動子である。
【００５２】
前述と同様に、微細気泡５が浮遊する水洗洗浄槽２中で該水洗洗浄槽２内に設けられた超音波振動子３ａにより出射される超音波を、テストピース11との間に浮遊する微細気泡５を介在させた状態で該テストピース11に印加して洗浄を行った後、水洗洗浄槽２から取り出し、図７（ｂ）に示すように、水平面に対して１０度の角度に静置し、直ちに透明アクリル板12ａの隙間外（図７（ｂ）の左側）に流れ出る電着塗料液の濃淡状態や、透明アクリル板12ａ，12ｂの間の隙間に残留する電着塗料液の状態をデジタルカメラで撮影した後、撮影画像を目視で観察した。その目視観察のときの評点を図８及び図９に示す。
【００５３】
図６に示すように、縦７００mm×横５５０mm×深さ３２０mmの大きさの水洗洗浄槽２に約１２０リットルの清水を張り、シャワー型ノズルの微細気泡発生装置４で、吸気管14から吸気する空気量を０．１リットル／分程度、水量を１５リットル／分程度で水洗洗浄槽２内に供給し、該水洗洗浄槽２内に微細気泡５を浮遊させ、図示しない超音波発生装置により３００Ｗの超音波を出射する超音波振動子３ａを水洗洗浄槽２の片側の側面に取り付け、該超音波振動子３ａから４００mm程度離れた位置にテストピース11を置いたときの試験結果を以下の表１、表２、並びに図８及び図９に示す。
【００５４】
尚、以下の表１の評点欄において、図８に示すように、評点「０」は塗料の溜まりや着色は全く無し、評点「１」は塗料の着色は認められるが溜り無し、評点「２」は塗料の溜りが少し有り、評点「３」は塗料の溜りがかなり有りとした。また、以下の表２の評点欄において、図９に示すように、評点「０」は塗料のタレは全く無し、評点「１」は塗料のタレが僅かに認められる、評点「２」は塗料のタレが少し認められる、評点「３」は塗料のタレがかなり認められるとした。
【００５５】
【表１】
2010100906.tif 000003
【００５６】
【表２】
2010100906.tif 000004
【００５７】
上記表１、表２では、スペーサ13の厚さを５０μｍ、１００μｍとして、透明アクリル板12ａ，12ｂの間の隙間を５０μｍ、１００μｍとし、超音波出力を３００Ｗ、超音波印加時間を６０秒とし、微細気泡５の有無を比較して試験を行った。なお、微細気泡５の無い試験の場合でもシャワー型ノズルからの水流を確保してテストした。
【００５８】
尚、この時の微細気泡５をデジタルカメラで約２０倍の拡大撮影し、その画像で読み取れる範囲の気泡直径の度数分布を求めて、気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５の出現率を求めたところ、図10（ａ）に示すように、約５３％であった。
【００５９】
ここで、図10（ａ），（ｂ）の縦軸で示された累積出現率とは、デジタルカメラで拡大撮影した画像上で観察される「気泡の総個数」に対する「気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５の個数」(各気泡直径ごとの度数の累積)の比を表すものであり、「累積出現率」＝{（該当気泡直径以下の個数）／（総気泡数）}×１００（％）で表されるものである。
【００６０】
尚、図10（ｂ）は別の回転せん断方式の微細気泡発生装置４を使用した場合の図10（ａ）と同様の方法で求めた微細気泡５の気泡直径分布を示し、空気量を４リットル／分程度、水量を５０リットル／分程度水洗洗浄槽２内に供給したものであり、気泡直径１００μｍ以下の微細気泡５の出現率は、図10（ｂ）に示すように、約３８％であった。
【００６１】
テストピース11による試験結果は上記表１、表２の通りであるが、微細気泡５と超音波を組み合わせたものが他よりも良い結果となっている。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の活用例として、被塗装物に塗膜を形成させたのちに焼付け硬化させる電着塗装工程で、硬化前に被塗装物を洗浄液が満たされた洗浄槽に浸漬し洗浄する電着塗装洗浄に利用可能であり、特に、被塗装物に狭隘部があるような場合に効果が大きい。また、塗装以外の一般的な水洗工程にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は電着塗装工程の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る電着塗装洗浄方法により自動車ボディの電着塗装を洗浄する様子を示す図である。
【図３】本発明に係る電着塗装洗浄方法により自動車ボディの電着塗装を洗浄する様子を示す図である。
【図４】（ａ）は水洗洗浄槽中で浮遊する微細気泡が被塗装物の狭隘部の隙間を浮上する様子を示す断面模式図、（ｂ）は超音波振動子により出射される超音波の進行方向を被塗装物の狭隘部の開口部に向けて対向させた場合の一例を示す断面模式図である。
【図５】本発明に係る電着塗装洗浄方法により被塗装物の表面に形成された塗膜との間に浮遊する微細気泡が超音波振動子により出射される超音波の音圧を緩和する様子を示す図である。
【図６】電着塗料液を表面に塗布した透明アクリル板を重ねたテストピースを本発明に係る電着塗装洗浄方法により洗浄する実験装置の構成を示す模式図である。
【図７】（ａ）はテストピースの構成を示す斜視図、（ｂ）は本発明に係る電着塗装洗浄方法により洗浄した後のテストピースの観察姿勢を示す側面図である。
【図８】表１の塗料の溜まりや着色の各評点０〜３の様子を示す図である。
【図９】表２の塗料のタレや着色の各評点０〜３の様子を示す図である。
【図１０】（ａ）は図６に示す水洗洗浄槽内で発生する気泡直径１００μｍ以下の微細気泡の出現率を示す図、（ｂ）は他の水洗洗浄槽内で発生する気泡直径１００μｍ以下の微細気泡の出現率を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…被塗装物
１ａ…液溜まり部
１ｂ…狭隘部
２…水洗洗浄槽
３…超音波発生装置
３ａ…超音波振動子
４…微細気泡発生装置
５…微細気泡
６…塗装ハンガー
７…搬送レール
11…テストピース
12ａ，12ｂ…透明アクリル板
13…スペーサ
14…吸気管
【図１】
2010100906.tif 000005
【図２】
2010100906.tif 000006
【図３】
2010100906.tif 000007
【図４】
2010100906.tif 000008
【図５】
2010100906.tif 000009
【図６】
2010100906.tif 000010
【図７】
2010100906.tif 000011
【図１０】
2010100906.tif 000012
【図８】
2010100906.tif 000013
【図９】
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