(57)【要約】【課題】  電子部品等の小さい部品により適した電着液の精密な温度管理装置、及び温度管理方法を提供する。【解決手段】  循環装置は、電着槽から電着液を取り出すための１系統の電着液配管と、電着液配管を２系統の電着液配管に分岐する分岐部と、分岐した一方の電着液配管に配置された冷却制御用バルブ及び冷却用熱交換器と、分岐した他方の電着液配管に配置された加熱制御用バルブ及び加熱用熱交換器と、冷却用熱交換器で温度調整された電着液と加熱用熱交換器で温度調整された電着液を合流させて電着槽内に循環する電着液供給配管と、電着槽内に配置した温度計の計測温度に基づいて冷却制御用バルブの開閉と加熱制御用バルブの開閉を制御する制御部とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着塗装に使用する電着液を貯留する電着槽と、前記電着槽内の電着液を循環して前記電着液を所定温度にするための循環装置とを備えた電着処理装置において、前記循環装置は、前記電着槽から前記電着液を取り出すための１系統の電着液配管と、前記電着液配管を２系統の電着液配管に分岐する分岐部と、分岐した一方の電着液配管に配置された冷却制御用バルブ及び冷却用熱交換器と、分岐した他方の電着液配管に配置された加熱制御用バルブ及び加熱用熱交換器と、前記冷却用熱交換器で温度調整された前記電着液と前記加熱用熱交換器で温度調整された前記電着液を合流させて前記電着槽内に循環する電着液供給配管と、前記電着槽内に配置した温度計の計測温度に基づいて前記冷却制御用バルブの開閉と前記加熱制御用バルブの開閉を制御する制御部とを有することを特徴とする電着液の温度管理装置。
【請求項２】
電着塗装に使用する電着槽内の電着液を循環する１系統の電着液配管をその途中で２系統に分岐して、その一方の電着液配管は冷却制御用バルブを介して冷却用熱交換器に挿通し、他方の電着液配管は加熱制御用バルブを介して加熱用熱交換器に挿通し、前記冷却用熱交換器から出た電着液配管と前記加熱用熱交換器から出た電着液配管を合流して前記電着槽内に循環し、前記電着槽内に配置した温度計の計測温度に基づいて前記冷却制御用バルブの開閉と前記加熱制御用バルブの開閉を制御することによって前記電着液の温度を管理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電着塗装に使用される電着槽内の電着液を所定の温度に管理するための温度管理装置、及びその温度管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装飾や防錆、或いは近年ではエッチングやメッキのレジストを目的として、電着塗装膜が広く利用されている。この電着塗装工程では、電着処理時の電着液の温度を所定の温度範囲内で管理することが非常に重要であり、通常、電着液の種類によって２５℃から３０℃の間のある設定温度に対して±１℃以内の管理幅で管理されている。これは形成される電着塗装膜の膜質や膜厚が、電着処理時の電着液の温度によって大きく影響されるからである。
【０００３】
特に、電子部品等に電極膜を形成することを目的としてこの電着塗装膜をエッチング等のレジストとして利用する場合、細密なレジストパターンを形成するために１０μｍ以下の薄い電着塗装膜を精度よく形成する必要がある。
【０００４】
この電着液の温度管理装置として、例えば図２に示すような装置が知られている。図において、電着槽１には電着液配管１３、１４が配設され、各ポンプＰ４、Ｐ５によって電着液２を循環させられるようになっている。電着液配管１３の中間には加熱用熱交換器６が配設され、電着液配管１４の中間には冷却用熱交換器８が配設され、加熱用熱交換器６には工場スチーム配管１９が接続され、冷却用熱交換器８には通常工業用水或いは工場循環水が挿通されるが、図示の例では工業用水配管１８と工場循環水配管１７の両方が接続された例を示している。工場循環水配管１７には、工場循環水貯槽２０に貯留した工場循環水がポンプ６によって供給され、冷却用熱交換器８を経由して工場循環水貯槽２０に循環するようになっている。通常、電着処理作業開始前はポンプＰ４を稼働させて電着液２を所定の温度に加温させる。電着処理が開始すると、電着反応による反応熱や、特に車体部品等ワークが大きい場合には前工程の熱をワークが持ち込むため、電着液２の温度が徐々に上昇していく。この時、電着槽１内に配設された温度計Ｔ１によって電着液２の温度を検知して、設定温度を超えた場合には温度調節器Ｃ１の制御に基づいてポンプＰ４を停止し、ポンプＰ５を稼働させて電着液２の冷却を開始する。その後、工業用水配管１８の中間に配設された流量調節弁１６、或いは工場循環水配管１７の中間に配設された流量調節弁１５を温度調節器Ｃ１の制御に基づいて調節することにより、電着液２の温度を微調整するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一般に、冷却用熱交換器８に挿通される冷水として工業用水が使用され、図示していないが、この工業用水は熱交換後に後水洗槽等に供給されてワークの水洗に利用された後に廃水処理されてしまう。このため工業用水を大量に消費してしまうという問題があった。また、工業用水の代わりに工場循環水を冷水として利用する方法もあるが、工場循環水はその自らの循環によって温度が上昇するため十分な冷却効果が得られないという問題がある。この問題を解決するため、図２に示したように、冷却用熱交換器８に挿通する冷水として、工業用水と工場循環水を併用する方法が開示されている。つまり、冷却用熱交換器８に工場循環水配管１７を接続し、さらにこの工場循環水配管１７の途中に工業用水配管１８を接続し、工場循環水配管１７の中間に配設された流量調節弁１５と工業用水配管１８の中間に配設された流量調節弁１６を、温度調節器Ｃ１の制御に基づいて同時に調節する構造である。この構造によれば、工業用水の使用を最小限に抑えながら電着液２の温度を所定の管理幅に管理することが可能である。
【特許文献１】特開平６−１１６７９２号公報（図１、３頁〜４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電子部品等に所望な形状の電極膜を形成することを目的として電着法によってレジスト膜を形成するような場合、浸漬される電着液量に対して電子部品等の表面積や体積が非常に小さいため、電着反応による反応熱は非常に小さく、また前工程からの熱の持ち込みもほとんどない。このため、電着処理作業が開始されても電着液の温度が上昇することはほとんどないので、その電着液の温度を所定の管理幅に管理するためには電着液の冷却機能ばかりでなく加熱機能も必要となる。
【０００７】
このように電子部品等の小さい部品を電着処理するために図２に示すような装置を使用した場合、温度調節器Ｃ１の制御に基づいて加熱用のポンプＰ４と冷却用のポンプＰ５を切り替え運転することになる。具体的には、例えば電着液２の温度が設定した管理幅の下限を超えた場合には、これまで運転していたポンプＰ５を停止させると同時にポンプＰ４を運転させ、反対に電着液２の温度が設定した管理幅の上限を超えた場合には、ポンプＰ４を停止させてポンプＰ５を運転させる。
【０００８】
しかしながら、図２に示した従来例では加熱用熱交換器６に工場スチームが挿通されるようになっており、工場スチームは通常１００℃以上であるから電着液２の設定温度に比較して非常に高温であるため、電着液２を過剰に加熱してしまう可能性がある。また、加熱用の電着液配管１３と冷却用の電着液配管１４が互いに独立して配設されているため、電着槽１内においては電着液２の温度分布に不均一を生じる可能性もあり、結果として電着液２全体の温度を均一に所定の管理幅に管理することは非常に難しい。さらに、前述した電子部品等にレジスト膜を形成するような場合には、１０μｍ以下の比較的薄い電着膜を精度よく必要とされる場合が多く、このため、電着液のより精密な温度管理装置が必要となる。
【０００９】
そこで本発明は、前記課題を解決し、電子部品等の小さい部品により適した電着液の精密な温度管理装置、及び温度管理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の温度管理装置は、電着塗装に使用する電着液を貯留する電着槽と、前記電着槽内の電着液を循環して前記電着液を所定温度にするための循環装置とを備えた電着処理装置において、前記循環装置は、前記電着槽から前記電着液を取り出すための１系統の電着液配管と、前記電着液配管を２系統の電着液配管に分岐する分岐部と、分岐した一方の電着液配管に配置された冷却制御用バルブ及び冷却用熱交換器と、分岐した他方の電着液配管に配置された加熱制御用バルブ及び加熱用熱交換器と、前記冷却用熱交換器で温度調整された前記電着液と前記加熱用熱交換器で温度調整された前記電着液を合流させて前記電着槽内に循環する電着液供給配管と、前記電着槽内に配置した温度計の計測温度に基づいて前記冷却制御用バルブの開閉と前記加熱制御用バルブの開閉を制御する制御部とを有することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、電着塗装に使用する電着槽内の電着液を循環する１系統の電着液配管をその途中で２系統に分岐して、その一方の電着液配管は冷却制御用バルブを介して冷却用熱交換器に挿通し、他方の電着液配管は加熱制御用バルブを介して加熱用熱交換器に挿通し、前記冷却用熱交換器から出た電着液配管と前記加熱用熱交換器から出た電着液配管を合流して前記電着槽内に循環し、前記電着槽内に配置した温度計の計測温度に基づいて前記冷却制御用バルブの開閉と前記加熱制御用バルブの開閉を制御することによって前記電着液の温度を管理する方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バルブの開閉を制御することによって電着液の加熱及び冷却を繰り返し行うため、電着液の非常に精密な温度管理が可能であり、特に電子部品等に電着法によってレジスト膜を形成する際の電着液の精密な温度管理装置及びその方法として有効である。また、冷却用熱交換器から出た電着液配管と前記加熱用熱交換器から出た電着液配管を合流して、同一箇所から電着液を電着槽内に供給しているため、電着槽内での電着液の不均一な温度分布を発生させるようなことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の電着液の温度管理装置、及び温度管理方法において、加熱用熱交換器に挿通する温水の温度を電着液の設定温度より約１０℃高い温度とし、冷却用熱交換器に挿通する冷水の温度を前記設定温度より約１０℃低い温度とし、電着槽内に配置した温度計の計測温度に基づいて冷却制御用バルブの開閉と加熱制御用バルブの開閉を制御する温度調節器の精度を前記設定温度±０．１℃とすることによって、電着槽内の電着液の実際の温度を前記設定温度±０．２℃に管理する温度管理装置を実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１に、本発明の一実施例である温度管理装置を備えた電着処理装置の配管系統図を示すが、これは電子部品に所望な形状の電極膜を形成するために、電着法によってレジスト膜を形成することを目的として製作した電着処理装置の例である。以下、この図面に従って説明する。
【００１５】
図１の装置は、電着槽１内の電着液２を循環するために、電着槽１のオーバーフロー槽１ａから取り出された電着液配管３と、この電着液配管３を途中で２系統に分岐する分岐部３ａと、分岐した一方の電着液配管に配置された冷却制御用バルブ５及び冷却用熱交換器７と、分岐した他方の電着液配管に配置された加熱制御用バルブ４及び加熱用熱交換器６と、冷却用熱交換器７から出た電着液配管と加熱用熱交換器６から出た電着液配管を合流させる合流部３ｂと、合流した電着液を電着槽１内に循環する電着液供給配管１０と、電着槽１内に配置した温度計Ｔ１の計測温度に基づいて冷却制御用バルブ５の開閉と加熱制御用バルブ４の開閉を制御する温度調節器Ｃ１を備えている。冷却制御用バルブ５及び加熱制御用バルブ４には、電気的に開閉制御が可能な電磁バルブを使用している。
【００１６】
冷却用熱交換器７には冷水貯槽１２の冷水がポンプＰ３によって挿通、循環され、加熱用熱交換器６には温水貯槽１１の温水がポンプＰ２によって挿通、循環される。冷水貯槽１２内の冷水はチラーユニットＣ３及び温度計Ｔ３によって所定の温度に冷却維持され、温水貯槽１１内の温水はヒーターコンＣ２及び温度計Ｔ２によって所定の温度に加熱維持されている。
【００１７】
電着処理の温度条件は、使用する電着液の種類によってその標準温度に多少の差があるが、通常２５〜３０℃の範囲でその標準温度を推奨しているものが多い。本実施例では、標準温度２５℃のポジ型フォトレジスト用電着液を使用したので、以下、この電着液の温度管理方法について説明する。
【００１８】
通常、電着処理作業前は電着液２の温度が２５℃より低くなっているので、温度調節器Ｃ１の設定温度を２５℃にすることによって加熱制御用バルブ４は開、冷却制御用バルブ５は閉となり、電着液２は加熱用熱交換器６によって加熱された状態になっている。これに先立って、温水循環用のポンプＰ２、及び冷水循環用のポンプＰ３は常に運転状態にあり、また、ヒーターコンＣ２、及びチラーユニットＣ３は、それぞれに設定された温度で運転している。電着液２の温度が徐々に上昇して２５℃を越えると、温度調節器Ｃ１の制御によって加熱制御用バルブ４は閉、冷却制御用バルブ５が開となって、電着液２は、今
度は冷却用熱交換器７に接続された電着液配管を通って循環するようになる。これにより電着液２は徐々に冷却されて、電着液２の温度が２５℃以下となると、温度調節器Ｃ１の制御によって加熱制御用バルブ４が開、冷却制御用バルブ５は閉となり、再び加熱が開始される。以上のような加熱、冷却の繰り返しによって電着液２は設定温度の２５℃に保たれるようになる。
【００１９】
電子部品等の小さい部品を電着処理する場合、その反応熱は非常に小さく、また前工程からの熱の持ち込みもほとんどないので、電着処理作業を継続することによって電着液２の温度が上昇することはほとんどない。従って、電着処理作業が継続している間も前述したような温度調節器Ｃ１の制御によって加熱と冷却が繰り返されることにより、電着液２の温度を一定に保つことができる。
【００２０】
さらに本実施例の詳細を説明すると、まず、ヒーターコンＣ２によって温水貯槽１１内の温水温度を３２〜３５℃に調節し、チラーユニットＣ３によって冷水貯槽１２内の冷水温度を１５〜１８℃に調節した。次に、温度調節器Ｃ１の設定温度を２５．０℃とし、その制御範囲を±０．１℃として電着液の温度管理装置の運転を行った。この場合、電着槽１内の温度計Ｔ１の計測温度が２５．１℃を越えると電着液２は冷却側の電着液配管を循環し、温度計Ｔ１の計測温度が２４．９℃を下回ると電着液２は加熱側の電着液配管を循環することとなる。以上の動作が繰り返されることにより、電着槽１内の電着液２の温度を実測で２５．０±０．２℃の範囲で管理することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の温度管理装置及びその方法は、電着液に限らず、特に室温近傍で精密な温度管理を必要とするメッキ液、エッチング液等にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の温度管理装置の配管系統図である。
【図２】従来の温度管理装置の配管系統図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    電着槽
１ａ  オーバーフロー槽
２    電着液
３    電着液配管
３ａ  分岐部
３ｂ  合流部
４    加熱制御用バルブ
５    冷却制御用バルブ
６    加熱用熱交換器
７    冷却用熱交換器
８    温水配管
９    冷水配管
１０  電着液供給配管
１１  温水貯槽
１２  冷水貯槽
１３、１４  電着液配管  
１５、１６  流量調節弁
１７  工場循環水配管
１８  工業用水配管
１９  工場スチーム配管
２０  工場循環水貯槽
Ｃ１  温度調節器
Ｃ２  ヒーターコン
Ｃ３  チラーユニット
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  温度計
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６  ポンプ
【図１】
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【図２】
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