(57)【要約】【課題】化成皮膜を形成した後の筋錆や電着二次タレを防止できる前処理方法を提供する。【解決手段】被塗物の表面に電着塗膜を形成する電着塗装工程８前の前処理方法であって、被塗物の表面に化成皮膜を形成する化成処理工程４と、アルカリ性水溶液を用いて被塗物を洗浄するアルカリ水洗工程６とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗物の表面に電着塗膜を形成する電着塗装工程前の前処理方法であって、前記被塗物の表面に化成皮膜を形成する化成処理工程と、アルカリ性水溶液を用いて前記被塗物を洗浄するアルカリ水洗工程と、を有することを特徴とする電着塗装の前処理方法。
【請求項２】
前記化成処理工程と前記アルカリ水洗工程の間に、上水を用いて前記被塗物を洗浄する水洗工程を有することを特徴とする請求項１記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項３】
前記化成処理工程の前に、脱脂液を用いて前記被塗物を洗浄する脱脂洗浄工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項４】
前記アルカリ水洗工程と前記電着塗装工程の間に、前記被塗物を乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項５】
前記アルカリ性水溶液は、アルカリ性電解水を主成分とすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項６】
前記アルカリ性水溶液のｐＨは、８〜１２であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項７】
前記アルカリ水洗工程は、前記アルカリ性水溶液に前記被塗物を浸漬させて洗浄することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項８】
前記化成処理工程と電着塗装工程との間に、純水を用いて前記被塗物を洗浄する工程を有しないことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項９】
前記化成処理工程が、リン酸亜鉛系化成処理液を用いて前記被塗物表面に化成皮膜を形成することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【請求項１０】
前記電着塗装工程が、カチオン系電着塗料を用いて前記被塗物表面に電着塗膜を形成することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の電着塗装の前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車ボディや部品の電着塗装の表面処理方法に関し、特に化成皮膜を形成した後の筋錆や電着二次タレを防止できる前処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの電着前処理工程は、脱脂、水洗、表面調整、化成処理、水洗、純水洗、水切り乾燥といった工程で構成され、この後に電着塗装、水洗、焼付け乾燥の各工程を経て電着塗膜が形成される（特許文献１）。
【０００３】
こうした前処理工程において、化成処理後に上水を用いた水洗工程と純水を用いた純水洗工程によってボディ表面に付着した化成処理液を除去しているが、この水洗が不充分であると、ボディのパネル合わせ面などの狭隘部や外板部に前処理液が残留し、この前処理液が酸性であることから錆が発生する。したがって、水洗と純水洗は前処理液が残留しないように充分に行う必要があり、多量の上水及び純水を消費するという問題があった。
【０００４】
また、水洗及び純水洗後にボディを長時間放置すると、ボディに付着した前処理液が乾燥して濃縮され、これが乾きムラ(斑)と称される筋状の錆（以下、筋錆ともいう。) の不具合となる。したがって、前処理工程と電着工程との間はできる限り短時間で通過させるように設計する必要があるが、こうした筋錆の発生を防止するためには、電着塗装後のラインが停止したときに前処理を終了したボディを暫定的に退避させるストレージラインを設置しなければならなかった。非常時のためのストレージラインの設置は、設備費用だけでなく広いスペースが必要となるので工程設計をする上でネックとなっていた。
【０００５】
さらに、前処理液がボディの狭隘部などに残留すると、電着塗装後の焼付け工程で濃縮されて強酸性水となり、これが未乾燥の電着塗膜を侵して二次タレが発生するといった問題もあった。
【特許文献１】特開平１０−４６３９３号公報
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、化成皮膜を形成した後の筋錆や電着二次タレを防止できる前処理方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、被塗物の表面に電着塗膜を形成する電着塗装工程前の前処理方法であって、前記被塗物の表面に化成皮膜を形成する化成処理工程と、アルカリ性水溶液を用いて前記被塗物を洗浄するアルカリ水洗工程と、を有することを特徴とする電着塗装の前処理方法が提供される。
【０００７】
本発明では、化成処理工程の後にアルカリ性水溶液を用いて被塗物を洗浄するので、被塗物が電着塗装工程前に長時間放置されても被塗物の残留水が酸性側に濃縮されることがなくなり、筋錆等の錆の発生を防止することができる。
【０００８】
また、化成処理工程の後にアルカリ性水溶液を用いて被塗物を洗浄するので、被塗物の狭隘部などに残留したアルカリ性水溶液によって電着塗装の通電前に電着塗膜が析出し、これにより狭隘部などに過剰な電着塗料液が浸入するのを抑制することができる。その結果、電着焼付け後に生じる二次タレを防止することができる。
【発明の実施の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、本発明に係る電着塗装の前処理方法を用いた自動車ボディの塗装ライン（前処理〜電着塗装・焼付）までの工程の一実施形態を示す工程図、図２はこのうちの表面処理工程〜水切り乾燥工程までの前処理装置を概略的に示す図である。
【００１０】
図１に示すように、本例の前処理ラインは、脱脂工程１、水洗工程２、表面調整工程３、化成処理工程４、水洗工程５、アルカリ水洗工程６、水切り乾燥工程７から構成され、この後に電着塗装工程８、水洗工程９、焼付け工程１０が設けられている。
【００１１】
なお、本例に係る前処理方法はアルカリ水洗工程６であることから、脱脂工程１〜水洗工程５、及び水切り乾燥工程７〜焼付け工程１０までの各工程に関しては、特に制限されるものでなく、既知の製造技術（製造方法、直接・間接材料、製造装置・設備等を含む）を広く適用することができる。そのため、本例の前処理方法を採用するにあたっては、アルカリ水洗工程６の前工程である脱脂工程１〜水洗工程５と、アルカリ水洗工程６の後工程である水切り乾燥工程７〜焼付け工程１０までの工程に関し既存の塗装ラインをそのまま適用することができる。すなわち、水洗工程５と水切り乾燥工程７の間に純水洗工程を有する既存設備を改造する場合にあっては、純水洗工程を本例に係るアルカリ水洗工程６に変更するだけで本発明の効果を充分に発揮することができる。
【００１２】
脱脂工程１は、自動車ボディを強アルカリタイプの脱脂剤、たとえばカセイソーダおよび界面活性剤が４０〜６０℃程度に保持されて満たされた脱脂槽に２〜３分間浸漬させ、自動車ボディに付着した油分及び塵埃を除去する工程である。
【００１３】
脱脂工程１に続く水洗工程２は、常温の上水をたとえば約２０秒間、自動車ボディにスプレー噴霧し、ボディ表面に付着した脱脂剤を洗浄する工程である。この水洗工程は、必要に応じて複数段、たとえば２回（２工程）行う。
【００１４】
水洗工程２に続く表面調整工程３は、自動車ボディを、表面調整剤（たとえば、日本ペイント社製サーフファイン５Ｎ−１０）が室温に保持されて満たされた表面調整槽３１(図２参照)に約２０秒間浸漬させ、ボディ表面にリン酸亜鉛結晶のための結晶核を作る工程である。
【００１５】
表面調整工程３に続く化成処理工程４は、自動車ボディを、リン酸亜鉛系化成処理液が４０〜５０℃に保持されて満たされた化成槽４１(図２参照)に２〜３分間浸漬させ、ボディ表面に約３〜１０μｍ（焼付後の厚み）のリン酸亜鉛被膜を形成する工程である。
【００１６】
化成処理工程４に続く水洗工程５は、自動車ボディに、常温の上水をノズル５１(図２参照)から約２０秒間スプレー噴霧し、自動車ボディに付着した化成処理液を洗浄する工程である。この水洗工程５は必要に応じて複数段、たとえば２〜３回行う。図２において、水洗に用いた上水は回収タンク５２で回収したのち、ノズル５１から噴霧する。
【００１７】
また、スプレー噴霧に加えて又はこれに代えて常温の上水が満たされた水槽に自動車ボディを約２０秒間浸漬させるディップ式洗浄装置であっても良い。なお、化成処理液の残留状態が良好、あるいは化成処理液が残留していても問題の生じない化成処理液を用いた場合には、この洗浄工程５を省略し、化成処理工程４に続けて次のアルカリ水洗工程６を直接設けても良い。
【００１８】
本例では、水洗工程５の後に純水を用いた水洗工程を設けず、これに代えてアルカリ性水溶液を用いて自動車ボディを洗浄するアルカリ水洗工程６を設けている。化成処理工程４を終えた自動車ボディ表面はｐＨが４前後の酸性になっているが、このアルカリ水洗工程６においてアルカリ性水溶液で洗浄することによりボディ表面が中性〜アルカリ性に移行し、これにより電着塗装工程８の前にボディを長時間放置しても筋錆の発生を抑制することができる。また、二次タレの発生も抑制することができる。
【００１９】
アルカリ水洗工程６で用いられるアルカリ性水溶液としては、水酸化アンモニウムまたは有機塩基を含有する水溶液や、アルカリ性電解水を例示することができ、特に水洗後の後処理（排水処理など）が容易であることや化成皮膜に対する影響が少ないことから、本例に係るアルカリ性水溶液としてアルカリ性電解水が最も好ましい。
【００２０】
また、アルカリ水洗工程６で用いられるアルカリ性水溶液のｐＨは、８〜１２であることが好ましい。ｐＨが８未満であると本発明の効果が少なく、またｐＨが１２を超えると化成皮膜が再溶解するおそれがある。
【００２１】
また、本例のアルカリ水洗工程６は、図２に示すようにアルカリ性水溶液を満たした水槽６１に自動車ボディを浸漬させるディップ方式であっても、上述した水洗工程５のようなスプレー方式であっても特に制限されるものでない。ただし、ボディのパネル合わせ面にアルカリ性水溶液を浸入させ易いことから言えばディップ式が望ましいが、既存の塗装ラインに適用されている方式を用いるのも設備費用の点からは有利である。
【００２２】
アルカリ性水溶液を用いた洗浄時間およびアルカリ性水溶液の温度に関しても、特に制限されるものでないが、本例ではボディ表面にアルカリ性水溶液を付着させれば足りることから、ディップ方式では２０秒前後浸漬されれば良い。
【００２３】
アルカリ水洗工程６に続く水切り乾燥工程７は、自動車ボディを水切り乾燥炉７１に搬入し、１００〜１３０℃で１０〜１５分間加熱する。この水切り乾燥工程７に関しても特に制限されるものでなく、一般的な製造ラインをはじめとする既知の製造技術（乾燥方法、乾燥装置・設備等を含む）を広く適用することができる。アルカリ性水溶液がボディに付着したまま電着塗装を行うと、電着槽に局所的な濃度差が生じ、これにより電着ムラが発生するため、この水切り乾燥工程７でボディ表面のアルカリ性水溶液を蒸発させるが、この工程は蒸発させれば足りる処理であることから、アルカリ性水溶液の付着状況によって水切り乾燥工程７を省略することもできる。
【００２４】
なお、水切り乾燥工程７を終えた自動車ボディは、アルカリ性水溶液による処理によってアルカリ性になっており、発錆のおそれがないために暫定退避するためのストレージラインは不要である。
【００２５】
以上の前処理を行った後、電着塗装工程８、水洗工程９、焼付け乾燥工程１０の各工程を経て電着塗膜が形成される。これら電着塗装８〜焼付け乾燥１０までの各工程に関しては特に制限されるものでなく、一般的な塗装ラインをはじめとする既知の製造技術（製造方法、直接・間接材料、製造装置・設備等を含む）を広く適用することができるため、既存の塗装ラインをそのまま適用することもできる。
【００２６】
電着塗装８〜焼付け乾燥１０までの工程の一例を説明すると、前処理を終了した自動車ボディは、そのまま電着塗装工程８に搬送される。この電着塗装工程８は、防錆を主目的としてボディ鋼板の表裏全面を塗装するもので、高防錆力が得られるカチオン電着塗料（例えば、ブロックイソシアネート変性エポキシ系）が満たされた電着槽にボディを浸漬させる。電着塗料は、塗料温度が２５〜３０℃の範囲になるように電着槽内で±１℃に保持され、たとえば塗装時間が２〜５分間、電圧は１５０〜３００Ｖ、電流は２０００Ａなどの塗装条件でカチオン電着が行われる。
【００２７】
電着塗装工程８に続く水洗工程９では、常温の上水を約２０秒間スプレー噴霧して自動車ボディの濾液水洗を行った後、上水が満たされた水槽にボディを約２０秒間浸漬させて水洗し、さらに常温の上水を約２０秒間スプレー噴霧して洗浄する。これにより、ボディの電着塗膜表面に付着している未反応電着塗料を除去する。
【００２８】
水洗工程９に続く焼付け工程１０では、ボディの電着塗膜（ウェット状態）を１５０〜１７０℃で１５〜３０分間焼付け、膜厚が２０〜３０μｍの乾燥した電着塗膜を形成する。
【００２９】
以上が前処理〜電着塗装に至る本例の工程概要であるが、本例のアルカリ性水溶液によるアルカリ水洗工程６によって、電着二次タレの発生が抑制できる点について説明する。
【００３０】
電着二次タレとは、鋼板合わせ目の内部に残留した電着塗料液が、水洗工程９による洗浄によっても抜けきらず、その後の焼付け工程１０の入口側においてボディ温度が１００℃以上の高温になったときにこの鋼板合わせ目から突沸し、外板面の未硬化塗膜を侵しながら硬化して塗膜表面に凹凸を生じさせる塗装不具合をいう。そして、この電着二次タレ不具合は、鋼板合わせ目付近の塗装仕上がり外観を損なうものであり、その外観修正に多大の工数がかかってしまう。たとえば、図３（Ａ）に示すように、サイドシル５０とセンターピラー６０との接続部Ｂは、同図（Ｂ）および図４に示されるように、サイドシルアウタパネル５１とセンターピラーアウタパネル６１とがいわゆるベタ当たりする構造であり、表面張力によってベタ当たり面Ｄの隙間に浸入した電着塗料液が焼付け炉内で噴き出し、これがシルアウタに垂れ流れて、場合によっては図５に示すように広い範囲で硬化する。
【００３１】
本例の前処理方法では、アルカリ水洗工程６にてアルカリ性水溶液を用いてボディを洗浄するので、特にディップ式によるアルカリ水洗処理を行うことで、こうしたボディの鋼板合わせ面にもアルカリ性水溶液が浸入する。このアルカリ性水溶液は鋼板合わせ面に残留するが、このアルカリ性水溶液によって弱酸性塗料を用いる電着塗装の通電前、すなわちボディが電着槽に入槽したときに鋼板合わせ面に電着塗膜が析出する。これにより鋼板合わせ面に過剰な電着塗料液が浸入するのを抑制することができ、その結果、電着焼付け後に生じる二次タレを防止することができる。
【００３２】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る前処理方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係る前処理方法を適用した塗装ライン要部の前処理装置を概略的に示す図である。
【図３】（Ａ）は被塗物である自動車ボディを示す斜視図、（Ｂ）はＢ部の拡大図である。
【図４】図３（Ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面概略図である。
【図５】図４のＥ矢視図であって、車体サイドの鋼板合わせ目部（センターピラーとサイドシルの合わせ目部）より流出した塗料液による焼付け後のタレ跡を模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…脱脂工程
２…水洗工程
３…表面調整工程
４…化成処理工程
５…水洗工程
６…アルカリ水洗工程
７…水切り乾燥工程
８…電着塗装工程
９…水洗工程
１０…焼付け工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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