(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後続する水切り乾燥、粉体塗装および焼付け乾燥の前工程で、被処理物の表面に被膜を形成する化成被膜処理システムにおいて、
化成処理室の天井部から流下するように設定された化成処理液と、
一連の前記被処理物を前記天井部の近傍に沿って連続的に移動させる駆動部と、
前記天井部に複数個形成され、前記化成処理液を前記被処理物に流水シャワー状に連続的に自然落下させる吐出孔とを備えたことを特徴とする化成被膜処理システム。
【請求項２】
前記化成処理液は、燐酸亜鉛の水溶液であり、前記被処理物はコイルスプリングであることを特徴とする請求項１に記載の化成被膜処理システム。
【請求項３】
前記被処理物はコイルスプリング、トーションバー、あるいはスタビライザのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の化成被膜処理システム。
【請求項４】
前記天井部の前記吐出孔の直径寸法は、５〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の化成被膜処理システム。
【請求項５】
後続する水切り乾燥、粉体塗装および焼付け乾燥の前工程で、被処理物の表面に被膜を形成する化成被膜処理方法において、
化成処理室内の天井部の下方を所定速度で移動する一連の前記被処理物に、前記天井部に形成した複数の吐出孔から化成処理液を流水シャワー状に連続的に自然落下させるようにしたことを特徴とする化成被膜処理方法。
【請求項６】
前記化成処理液は、燐酸亜鉛の水溶液であり、前記被処理物はコイルスプリングであることを特徴とする請求項５に記載の化成被膜処理方法。
【請求項７】
前記被処理物はコイルスプリング、トーションバー、あるいはスタビライザのいずれか一つであることを特徴とする請求項５に記載の化成被膜処理方法。
【請求項８】
前記天井部の前記吐出孔の直径寸法は、５〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の化成被膜処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燐酸塩系の処理液を用いてコイルスプリングなどの塗装の下塗りを行なう化成被膜処理システムに係り、とりわけ被膜品質の向上およびライン設備管理の簡素化を図るようにした化成被膜処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用のコイルスプリングなどの被処理物に塗装を施すにあたっては、水切り乾燥、粉体塗装および焼付け乾燥に先立って、被処理物の表面に燐酸亜鉛の被膜を形成する化成被膜処理工程がある。
この化成被膜処理工程は、被処理物を燐酸亜鉛の溶液槽に浸漬する浸漬方式（デッピング方式）と、ノズルや枝管（ライザー管）から霧状の燐酸亜鉛溶液を被処理物に吹き掛けるスプレイ方式に大別される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、浸漬方式では、下記の不都合が生じる。
（イ）被処理物の浸漬に所定の時間が必要なため、処理時間が長くなる不都合がある。
（ロ）被処理物を大量に処理する時には、処理ラインが長くなり、ライン効率が悪くなる。
（ハ）また、これの大量処理には、燐酸亜鉛溶液の量を多くする必要があり、燐酸亜鉛溶液が被処理物と反応してスラッジが発生し易く、品質の劣化に繋がり易い。
【０００４】
また、スプレイ方式では、下記の不都合が生じる。
（イ）化成処理液を噴出するノズルが径細のため、ノズルや枝管に目詰まりが生じ易く、メインテナンス工数が増し、ラインの設備管理に手間がかかるようになる。
（ロ）ノズルの条件の変化によって被膜品質が不安定となる。
【０００５】
本発明は、これらの事情を背景になされたもので、その目的は化成処理液を被処理物にシャワー状に連続落下させることにより、メインテナンスが容易で被処理物に短時間で被膜を生成でき、化成処理液が少なくて済みスラッジが発生し難く、被膜品質の劣化が少なく、総じて被膜形成の効率化に寄与できる化成被膜処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、後続する水切り乾燥、粉体塗装および焼付け乾燥の前工程で、被処理物の表面に被膜を形成する化成被膜処理システムにおいて、化成処理室の天井部から流下するように設定された化成処理液と、一連の前記被処理物を前記天井部の近傍に沿って連続的に移動させる駆動部と、前記天井部に複数個形成され、前記化成処理液を前記被処理物に流水シャワー状に連続的に自然落下させる吐出孔とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２によれば、前記化成処理液は、燐酸亜鉛の水溶液であり、前記被処理物はコイルスプリングであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３によれば、前記被処理物はコイルスプリング、トーションバー、あるいはスタビライザのいずれか一つであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４によれば、前記天井部の前記吐出孔の直径寸法は、５〜２０ｍｍであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５によれば、後続する水切り乾燥、粉体塗装および焼付け乾燥の前工程で、被処理物の表面に被膜を形成する化成被膜処理方法において、化成処理室内の天井部の下方を所定速度で移動する一連の前記被処理物に、前記天井部に形成した複数の吐出孔から化成処理液を流水シャワー状に連続的に自然落下させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６では、前記化成処理液は、燐酸亜鉛の水溶液であり、前記被処理物はコイルスプリングであることを特徴とする。
【００１２】
請求項７では、前記被処理物はコイルスプリング、トーションバー、あるいはスタビライザのいずれか一つであることを特徴とする。
【００１３】
請求項８では、前記天井部の前記吐出孔の直径寸法は、５〜２０ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】
請求項１では、化成処理液を被処理物にスプレイで噴霧する程度のかけ方ではなく、化成処理液の供給量がより多くなるシャワー状に被処理物に連続的に垂れ流す方式である。このため、被処理物に対して化成処理液の置換（おきかえ）量を著しく大きく設定できる（スプレイ方式の３倍程度）。すなわち、被処理物の表面層が絶えず新しい化成処理液の供給を受けるため、被膜生成反応が促進され、所望の被膜を短時間で形成することができる。しかも、生成された被膜の結晶粒子が緻密になり、塗装粉体に対する密着性が向上する。
【００１５】
これにより、化成処理液の供給と、化成処理液の濃度管理や被処理物の温度管理といった処理条件を最適に維持でき、被膜形成の効率化を達成することができる。
また、化成処理液の濃度変化が少なく、安定性が高いので、濃度管理を行い易く、安定した被膜品質が得られる。
【００１６】
請求項２では、化成処理液は、燐酸亜鉛の水溶液としているため、被処理物の表面に燐酸亜鉛の被膜を生成することができる。また、コイルスプリングは、一般に円形の断面であるため、これの表面に沿う化成処理液の流れが短時間に生じて被処理物の昇温が素早く達成され、被膜の生成を助長する。
【００１７】
請求項３では、被処理物はコイルスプリング、トーションバー、あるいはスタビライザのいずれか一つであるとし、種々の自動車関連部品に適用している。
【００１８】
請求項４では、天井部に形成する吐出孔の直径寸法が比較的大きな５〜２０ｍｍであるため、吐出孔の目詰まりが生じ難く、目視確認ができるため清掃などのメインテナンスが容易でコスト的にも有利である。
【００１９】
請求項５ないし請求項８は化成被膜処理方法に係るが、それぞれ請求項１ないし請求項４に対応した作用効果を奏する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に各図を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１に示す化成被膜処理システムＳにおいて、１は化成被膜処理ブースで、これは表面調整室２、化成処理室３および水洗室４の三部屋に仕切られている。表面調整室２の内底部２ａは、循環路Ｃ１を介して天井部２ｂへ循環するアルカリ溶液を貯留している。そして、この天井部２ｂは、上下に貫通する吐出孔５を形成し、天井部２ｂに供給されたアルカリ溶液を落下させるようにしている。
【００２１】
また、化成処理室３の内底部３ａは、循環路Ｃ２を介して天井部３ｂへ循環する化成処理液（４３〜４７℃）を貯留している。そして、この天井部３ｂは、上下に貫通する吐出孔６を形成し、天井部３ｂに供給された化成処理液をシャワー状に落下させるようにしている。この化成処理液は、本実施例では燐酸亜鉛の水溶液からなっているが、燐酸鉄、あるいは燐酸マンガンといった他の燐酸塩を主成分としてもよい。
この場合、内底部３ａに貯留した化成処理液を循環路Ｃ２を介して天井部３ｂへ循環する方式ばかりでなく、化成処理室３の外部に所在する処理液槽、貯液槽あるいは多段階的に液処理を行う液溜槽から化成処理液を天井部３ｂへ循環するようにしてもよい。このことは、前述の表面調整室２および後述する水洗室４についても適用できる。
【００２２】
また、水洗室４の内底部４ａは、循環路Ｃ３を介して天井部４ｂへ循環する水洗液を貯留している。そして、この天井部４ｂは、上下に貫通する吐出孔７を形成し、天井部４ｂに供給された水洗液を落下させるようにしている。
この場合、天井部２ｂ、３ｂ、４ｂに設けた各吐出孔５、６、７の直径寸法は、例えば１０ｍｍといったように比較的大きく設定している。これらの吐出孔５、６、７の直径寸法は、後述する被処理物の大きさに応じて任意に設定できるが、本発明では５〜２０ｍｍの範囲内に設定している。
【００２３】
８はワイヤーで、これは天井部２ｂ、３ｂ、４ｂの裏側に配され、駆動部（図示せず）により矢印Ａで示す方向に移動するようになっている。このワイヤー８は、多数のフック部９を等間隔に接続しており、その下端部は図２に示すように天井部２ｂ、３ｂ、４ｂのスリット１０を介して表面調整室２、化成処理室３および水洗室４に垂下している。これらのフック部９は、被処理物（ワークピース）としてコイルスプリング１１を着脱可能に吊り下げている。この被処理物としては、コイルスプリング１１の他、トーションバー、あるいはスタビライザなど種々の自動車関連部品に適用することができる。
【００２４】
化成被膜処理ブース１の水洗室４は、順に水切り乾燥室１２、粉体塗装室１３および焼付け乾燥室１４へと連結されている。
【００２５】
さて、化成被膜処理システムＳの運転時には、駆動部によりワイヤー８が矢印Ａの方向に移動しており、天井部２ｂ、３ｂ、４ｂの吐出孔５、６、７からアルカリ溶液、燐酸亜鉛の水溶液および水洗溶液が表面調整室２、化成処理室３および水洗室４にそれぞれシャワー状に自然落下している。
【００２６】
このため、表面調整室２内のコイルスプリング１１は、図３に示すようにアルカリ溶液のシャワーＨｓを受け（例えば、毎分Ｖ1 リットル）、その表面が一定の状態に維持される（表面状態処理）。
【００２７】
そして、ワイヤー８の矢印Ａ方向の移動に伴い、フック部９に吊るされたコイルスプリング１１が化成処理室３に運ばれ、吐出孔６からシャワー状態に自然落下する燐酸亜鉛の水溶液を連続的に受ける（例えば、毎分Ｖ2 リットル）。この燐酸亜鉛の水溶液のシャワーＨｉは、コイルスプリング１１が化成処理室３を通過するまで行われ、この間にコイルスプリング１１の表面に燐酸亜鉛の被膜が生成する。
【００２８】
この燐酸亜鉛の水溶液は、内底部３ａに滴下した後に回収され、所定の成分管理値に再調整されて循環路Ｃ２を介して天井部３ｂへ供給され、同様なサイクルで繰り返し使用される。
【００２９】
燐酸亜鉛の水溶液による化成処理を受けたコイルスプリング１１は、水洗室４に運ばれ、水洗シャワーを受け（例えば、毎分Ｖ3 リットル）、余剰な燐酸亜鉛の水溶液を洗い落とすべく洗浄される。
【００３０】
このように水洗室４で洗浄されたコイルスプリング１１は、順に水切り乾燥室１２、粉体塗装室１３および焼付け乾燥室１４へと運ばれ、これらの各部屋で所定の処理を受けて製品化される。
【００３１】
このように、本発明の実施例では、燐酸亜鉛の水溶液を化成処理液としてシャワー状にコイルスプリング１１に流下させるようにしたので、燐酸亜鉛の水溶液をコイルスプリング１１に大量かつ効果的に浴びさせることができる。
【００３２】
このため、浸漬方式（デッピング方式）に比べ被膜生成時間を略１／２に短縮できるとともに、化成液処理ラインを２／３程度短くすることができる。
【００３３】
また、短時間に大量の燐酸亜鉛の水溶液をコイルスプリング１１に浴びさせることができるので、少ない化成処理液で済み、熱分解の影響によるスラッジの発生が少なく、被膜品質の劣化が最小限で済む。
【００３４】
燐酸亜鉛の水溶液をシャワー状に自然落下させるために、吐出孔５、６、７の直径寸法を１０ｍｍと比較的大きく設定したので、吐出孔５、６、７の目詰まりが生じ難く、目視確認ができるため清掃などのメインテナンスが容易でコスト的にも有利である。
【００３５】
スラッジの発生が少なくて済むことに伴い、化成処理液の濃度の変化が少なく安定性が高い。このため、化成処理液の濃度管理が行い易く安定した被膜品質が得られる。
【００３６】
ちなみに、表１は化成処理液について薬剤使用量、浴液管理およびスラッジ発生量の観点から本発明の流水シャワー方式をスプレイ方式および浸漬方式に比較した表を示す。この表から上記の観点について本発明の流水シャワー方式がスプレイ方式および浸漬方式に比べて如何に優れているかが分かる。
【００３７】
【表１】
0004526171.tif 000002
【００３８】
また、表２は被膜品質について被膜結晶、物性および塗装性能および総合評価の観点から本発明の流水シャワー方式をスプレイ方式および浸漬方式に比較した表を示す。この表から上記の観点について本発明の流水シャワー方式がスプレイ方式および浸漬方式に比べて如何に優れているかが分かる。
【００３９】
【表２】
0004526171.tif 000003
【００４０】
なお、フック部９に吊るされたコイルスプリング１１の配列間隔や移動速度は、被処理物の大きさや物性により任意に設定できる。被処理物としては、コイルスプリング１１の他、ステアーリングホイール、ホイールシャフトやシフトレバーなど適宜の部品に適用できる。
【００４１】
また、表面調整室２を流下するアルカリ溶液の流量（毎分Ｖ1 リットル）、化成処理室３内を流れる燐酸亜鉛の水溶液量（毎分Ｖ2 リットル）、ならびに水洗室４内を落下する水洗シャワーの流水量（毎分Ｖ3 リットル）は所望に応じてそれぞれ適宜に設定できる。
【００４２】
また、本発明の具体的な実施にあたっては発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る化成被膜処理システムの概略部分断面図でる。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した概略拡大断面図である。
【図３】化成被膜処理システムの入口を示す斜視図である。
【符号の説明】
２ｂ  天井部
３  化成処理室
３ａ  内底部
４  水洗室
５、６、７  吐出孔
１１  コイルスプリング（被処理物）
１２  水切り乾燥室
１３  粉体塗装室
１４  焼付け乾燥室
Ｓ  化成被膜処理システム
【図１】
0004526171.tif 000004
【図２】
0004526171.tif 000005
【図３】
0004526171.tif 000006