(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面調整液が満たされた表面処理液槽と、
塗装前の被塗装物を、前記表面調整液中に浸漬した後、該表面調整液から引き上げる駆動機構部と、
前記表面処理液槽内の表面調整液のうち前記被塗装物から離脱した付着物が沈降した後の清浄な表面調整液を吸入する表面調整液吸入手段と、
前記駆動機構部によって前記被塗装物が前記表面調整液から引き上げられる途中又は引き上げられた後の停止時の少なくとも一方で、前記表面調整液から露出した前記被塗装物に、前記表面調整液吸入手段が吸入した表面調整液を吹き付ける表面調整液吹き付け手段とを備え、
前記被塗装物は、前記表面調整液中に浸漬された状態で水平となる水平部を有し、
前記表面調整液吹き付け手段は、前記被塗装物の少なくとも前記水平部に対し前記表面調整液吸入手段が吸入した表面調整液を吹き付ける
ことを特徴とする塗装前処理洗浄装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗装前処理洗浄装置であって、
前記駆動機構部は、前記被塗装物を前記表面調整液から引き上げる際に、前記水平部が傾斜するように前記被塗装物を揺動させる
ことを特徴とする塗装前処理洗浄装置。
【請求項３】
表面調整液が満たされた表面処理液槽に、塗装前の被塗装物を浸漬する工程と、
前記被塗装物を表面調整液中で所定時間静置する工程と、
前記表面処理液槽内の表面調整液のうち前記被塗装物から離脱した付着物が前記静置により沈降した後の清浄な表面調整液を、前記表面調整液から前記被塗装物を前記表面調整液から引き上げる途中又は引き上げた後の停止時の少なくとも一方で、前記表面調整液から露出した前記被塗装物に吹き付けて該表面調整液よりも高比重の付着物を除去する工程とを備え、
前記被塗装物は、前記表面調整液中に浸漬された状態で水平となる水平部を有し、
前記付着物を除去する工程では、前記被塗装物の少なくとも前記水平部に対し前記表面調整液を吹き付ける
ことを特徴とする塗装前処理洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装前の被塗装物に付着するゴミなどの付着物を除去する塗装前処理洗浄装置および洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車車体などの鉄板に電着塗装をする前には、鉄板に付着したゴミ（スパッタ、溶接、切削などにより生ずる金属粉）、異物、油脂などの如き付着物を除去する塗装前処理を行っている。
【０００３】
かかる塗装前処理には、金属表面に付着している防錆油、潤滑剤、切削剤などの油脂成分を取り除く脱脂処理、金属表面に防錆性、塗料付着性などの性能を付与する化成処理、その化成処理の前工程に行う下地処理である表面調整処理、金属表面に付着した金属粉などのゴミ、異物を除去する洗浄（水洗）処理がある。
【０００４】
そして、これまでは、予備洗浄処理、脱脂処理、表面調整処理、化成処理の順で塗装前処理を行い、塗装前に金属表面に付着しているゴミや異物などの付着物を取り除いて、次工程の塗装処理における塗装品質を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各処理を行っても鉄粉などの高比重ゴミや異物などの付着物を全て取り除くことは難しい。このため、塗装被膜中に含まれている付着物を取り除く必要があるが、単に塗膜を削ってしまうと防錆力や見栄えが損なわれ、塗装品質の劣化を招く。
【０００６】
そこで、本発明は、被塗装物に付着するゴミや異物などの付着物を塗装前処理工程で極力除去し、最終的には塗装被膜の品質向上が達成できる塗装前処理洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討したところ、塗装被膜と鉄板の密着力を高めるために行う化成処理の前工程である表面調整処理工程で、被塗装物に付着するゴミや異物などの付着物を除去することで、付着物の除去を大幅に低減することができることを知見し、本発明に到達したものである。
【０００８】
つまり、化成処理工程において、ゴミなどの付着物は、化成被膜中に捉えられる場合が多いため、化成処理工程以降で洗浄したとしても付着物を落とすことは困難である。従って、付着物が化成被膜中に捉えられる前の表面調整処理工程で付着物を除去することが望まれる。これまでの表面調整処理は、単に被塗装物を表面調整液中に浸漬していただけであるが、本発明では、表面調整液中に被塗装物を浸漬し所定時間静置することで付着物を沈降除去した後、付着物の無い綺麗な表面調整液の上澄みを、表面調整液から被塗装物を引き上げた際に、該被塗装物に吹き付けてゴミや異物などの付着物を除去する。
【０００９】
洗浄装置としては、表面調整液が満たされた槽と、その表面調整液中に浸漬及び表面調整液から引き上げる駆動機構部と、表面処理液槽内の表面調整液のうち被塗装物から離脱した付着物が沈降した後の（すなわち、被塗装物から離脱した付着物を沈降除去した）清浄な表面調整液（上澄み）を吸入する手段と、表面調整液から引き上げた被塗装物に上澄みを吹き付ける手段とで構成する。この他、吸入手段で吸入した表面調整液の上澄みを一旦静置させる沈降槽を設ける。
【００１０】
被塗装物を引き上げる駆動機構部としては、特に制限はなくリフターなどによる一般的な機構が採用できる。また、上澄みを吸入する手段には、ポンプなどを使用する。吹き付け手段としては、ノズルより吹き付ける手段が採用できる。吹き付ける形態としては、例えばシャワー（フラッド式）で大量の表面調整液を吹き付ける。また、なるべく、流量を多くして吹き付けることにより付着物を落とす。
【００１１】
また、上澄みを吹き付けるに際しては、駆動機構部に傾斜可動機構を設け、この傾斜可動機構によって被塗装物の天面に付着する除去し難い部分を傾斜させて上澄みを吹き付ける。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、被塗装物として自動車車体に塗装する前の処理工程で使用する洗浄装置及びその洗浄方法に、本発明を適用したものである。
＜塗装前処理洗浄装置＞
図１はキャブを表面調整液に浸漬する前の状態を示す模式図、図２はキャブを表面調整液に浸漬し静置する状態を示す模式図、図３はキャブに付着物が含まれない表面調整液の上澄みを吹き付けている状態を示す模式図である。
【００１３】
本実施形態の塗装前処理洗浄装置は、図１から図３に示すように、表面調整液１が満たされた表面処理液槽２と、塗装前の自動車車体であるキャブ３を、表面調整液１中に浸漬及び表面調整液１から引き上げる駆動機構部と、キャブ３に付着した付着物４を沈降除去した表面調整液１の上澄みを吸入する手段と、表面調整液１に浸漬した後に該表面調整液１から引き上げたキャブ３に、上澄み５（図３を参照）を吹き付ける手段とを備えている。
『表面調整液及び表面処理液槽』
表面調整液１は、チタンコロイド液からなる。この表面調整液１は、分離沈降することが無いため、攪拌が不要であり取り扱いがよい。そして、表面調整液１を収容する表面処理液槽２は、図２に示すように、少なくとも複数個のキャブ３を浸漬させることのできる槽である。かかる表面処理液槽２の底部には、図３に示すように、キャブ３に付着している付着物４が洗浄されて底面に溜まった付着物４を取り除く沈殿物除去手段６が設けられている。
『沈殿物除去手段』
沈殿物除去手段６は、図１に示すように、表面処理液槽２の底面に設けられた排出口に装着自在な沈殿物吸着部材と、底面に溜まった沈殿物を排出口に向けて寄せ集める機構部とからなる。沈殿物吸着部材としては、例えば棒磁石が複数取り付けられた磁石かごが使用できる。沈殿物を寄せ集める機構部としては、複数の孔が所定間隔に設けられたパイプを表面処理液槽２の底部に配置し、第１のポンプ７で吸入した底部の表面調整液１をパイプに供給し前記複数の孔から吹き出せるようにして底部に溜まった金属粉などの沈殿物（付着物４）を排出口に集めるように構成したものである。
【００１４】
この沈殿物除去手段６は、洗浄処理を繰り返して沈殿物が底面に溜まったときに、洗浄処理を行っていない非稼動時に動作させる。ここで溜まる沈殿物は、スパッタ溶接時に発生するスパッタゴミ、溶接部などの研ぎ工程において発生する切削屑や鉄粉などの高比重ゴミであり、マグネットの磁力により吸着される。
『駆動機構部』
キャブ３を表面調整液１中に浸漬及び表面調整液１から引き上げる駆動機構部は、図１に示すように、キャブ３を位置決め固定して載置するリフター８と、このリフター８を上下動させる上下動駆動機構（図示は省略する）と、これらを駆動制御する駆動制御部９とを備えている。
【００１５】
リフター８には、複数個のキャブ３を動かないように位置決め固定する位置固定手段が設けられている。また、このリフター８には、複数本のアーム１０Ａ、Ｂが取り付けられており、各アーム１０Ａ、１０Ｂがそれぞれ独立して駆動制御部９によって上下動するようになっている。このため、リフター８を図１から図３に示すように、水平に上下動することもでき、また、図４に示すようにリフター８を傾けることもできる。
『吸入手段』
キャブ３に付着した付着物４を沈降除去した表面調整液１の上澄み５を吸入する手段は、図１に示すように、表面処理液槽２の開口近傍部に設けられた吸入口１１と、吸入口１１からキャブ３に付着した付着物４を沈降除去した表面調整液１の上澄み５を吸入する第２のポンプ１２とからなる。
【００１６】
吸入口１１が設けられる位置としては、キャブ３を表面調整液１中に浸漬し所定時間静置して当該キャブ３に付着する金属粉や異物などのうち少なくとも高比重の付着物４が表面処理液槽２の底部に沈み、極力付着物４を含まない表面調整液１の上澄み５を吸入することができる位置に設ける。具体的には、付着物４の沈降速度とキャブ３を表面調整液１中に浸漬して静置したときの静置時間により（沈降速度×静置時間）、前記吸入口１１の位置が決まる。
【００１７】
例えば、表面調整液１中から品質上問題となる約６０μｍ以上の粒径の付着物４を除去する場合を考える。約６０μｍの粒径を持つ付着物４の表面調整液１中での沈降速度は約１ｃｍ／秒であり、沈降静置開始から吸入開始までの時間が４分の場合で計算すると表面調整液１の水面にあった付着物４は１ｃｍ／秒×４分×６０秒／分＝２４０ｃｍの深さまで沈降する。この沈降面から付着物４を吸い上げない位置、例えば２００ｃｍ程度の深さに吸入口１１を設置すれば、吸入される上澄み液には６０μｍ未満の品質上問題の無い粒径の付着物４しか存在しない状態となる。この上澄み液を用いて付着物４が残存している部分を洗い流せば付着物４による品質不良を防止出来る。
『吹き付け手段』
上澄み５をキャブ３に吹き付ける手段としては、例えばノズル１３からなる。ノズル１３は、その吹き出し口がキャブ３に対して適正位置に当たるように可変自在とされている。このノズル１３からは、いわゆるホースから大量の表面調整液１の上澄み５が放出されるように吹き付けられる。ある程度の圧力を持って大量に吹き付けることで、キャブ３に付着した付着物４を洗い流す。
＜塗装前処理洗浄方法＞
次に、上述のように構成された塗装前処理洗浄装置を用いた洗浄方法について説明する。ここでは、車体組立（キャブ３の組立）完了後、キャブ３を予備洗浄処理、脱脂処理、水洗処理、表面調整処理、化成処理、水洗処理、電着塗装処理、焼き付け処理、中塗り処理、上塗り処理と順次この順に処理を行う一連の塗装処理の内、塗装前処理である表面調整処理において洗浄を行う。具体的な工程は下記の通りである。
【００１８】
表面調整処理工程では、図１に示すように、表面調整液１が満たされた表面処理液槽２に、リフター８に載置固定したキャブ３を入槽する。そして、図２に示すように、キャブ３を表面調整液１中で所定時間静置させる。すると、表面調整液１であるチタンコロイド液中の核（チタンコロイド）が金属表面に吸着する。ここでは、金属表面に表面調整液１を接触させるだけでよく、しかも表面調整液１は分離沈降することが無いため攪拌が不要であり、取り扱い性に優れる。
【００１９】
所定時間の静置により表面調整処理工程でキャブ３から離脱して表面調整液１内に浮遊する付着物４は、表面処理液槽２の底部に沈降する。そして、付着物４を含まない表面調整液１の上澄み５を第２のポンプ１２で吸入し、その上澄み５を、図３に示すように、駆動制御部９の制御によりリフター８を表面調整液１より引き上げた際に、キャブ３に吹き付ける。
【００２０】
このとき、特に付着物４を洗浄し難いキャブ３の天井面３ａ（水平面）を主体に、ノズル１３から表面調整液１の上澄み５を大量に活きおいよく放出する。上澄み５の吹き付け（シャワー）タイミングは、キャブ３を表面調整液１から引き上げながら行ってもよいし、或いは、表面調整液１からキャブ３を引き上げて停止した状態で行ってもよい。
【００２１】
すると、キャブ３に付着していたゴミ（スパッタ、溶接、切削などにより生ずるゴミ）、異物、油脂などの如き付着物４がこの上澄み５によって洗い流される。したがって、この洗浄工程でキャブ３に付着していた付着物４を除去することができ、特に汚れを落とし難い天井面３ａの付着物４も洗浄される。
【００２２】
なお、表面調整処理工程の前処理においては、予備洗浄処理、脱脂処理、水洗処理と何度も洗浄が行われているため、付着物４の量がかなり低減している。そのため、ここでの洗浄によって付着物４の付着量を、塗装に影響しない程度の極めて少ない量とすることができる。
【００２３】
洗浄によって洗い流された付着物４は、主に表面調整液１よりも高比重の金属粉などであるため、表面処理液槽２の底部に溜まる。このため、付着物４がある程度底部に溜まったところで、非生産時において、沈殿物除去手段を動作させて付着物４を取り除く。これで、常に綺麗な表面調整液１を保つことができる。
【００２４】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００２５】
例えば、上述の実施形態では、キャブ３を引き上げる際に、リフター８を水平に引き上げたが、図４に示すように、リフター８の各アーム１０Ａ、１０Ｂをそれぞれ駆動制御してリフター８を斜めにし、キャブ３の天井面３ａを傾斜させるようにする。
【００２６】
このように、キャブ３の天井面３ａを傾斜させれば、落とし難い天井面３ａの付着物４も簡単に取り除くことができる。この例では、キャブ３を洗浄する場合を例に取って説明したが、キャブ３に限らず塗装前に被塗装物に付着する汚れを落とす場合に、落とし難い部分を傾けてシャワーすることで効率良く洗浄できる。
【００２７】
この他、キャブ３を傾けるのではなく、ノズル１３の放出する向きを変えるようにしても同様の効果がある。もちろん、キャブ３とノズル１３の両方を可動自在として、洗浄すべき部分にシャワーできるように構成してもよい。
【００２８】
また、上述の実施形態では、付着物４を含まない表面調整液１の上澄み５を直接ノズル１３に供給したが、図５に示すように、表面処理液槽２の隣に沈降槽１４を設け、その沈降槽１４に前記上澄み５を一旦溜めた後、第３のポンプ１５によって液面近傍から沈降槽１４内の上澄み５をノズル１３に供給するようにしてもよい。
【００２９】
このようにすれば、例えば前後の他の工程のサイクルタイムとの関係から十分な静置時間を確保できないなどの理由により、仮に上澄み５に付着物４が入っていたとしても、この沈降槽１４で付着物４が底部に沈むため、第３のポンプ１５から吸入される上澄み５はより綺麗な表面調整液１とすることができる。したがって、被塗装物であるキャブ３をより常に綺麗な表面調整液１で洗浄することができる。
【００３０】
なお、上述の実施形態では、キャブ３を被塗装物としたが、これに制限されることはなく、塗装する前に被塗装物に付着する付着部を取り除く必要のあるものであれば本発明を適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３２】
本発明の塗装前処理洗浄装置によれば、塗装前の被塗装物に付着した付着物を沈降除去して付着物を含まない常に綺麗な表面調整液の上澄みを、被塗装物に吹き付けることにより、被塗装物の付着物を確実に落とすことができる。
【００３３】
本発明の洗浄方法によれば、表面調整液に浸漬後、被塗装物を引き上げた際に、沈降させて付着物を含まない常に綺麗な表面調整液を被塗装物に吹き付けて、表面調整液よりも高比重の付着物を除去しているので、当該被塗装物に付着する付着物を取り除くことができ、次工程の塗装処理工程において品質の高い塗装被膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】キャブを表面調整液に浸漬する前の状態を示す模式図である。
【図２】キャブを表面調整液に浸漬し静置する状態を示す模式図である
【図３】キャブに付着物が含まない表面調整液の上澄みを吹き付けている状態を示す模式図である。
【図４】キャブを傾けた状態で上澄みを吹き付けている状態を示す模式図である。
【図５】上澄みを沈降槽に一旦溜めるようにした例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  表面調整液
２  表面処理液槽
３  キャブ（被塗装物）
４  付着物
５  上澄み
６  沈殿物除去手段
７  第１のポンプ
８  リフター
９  駆動制御部
１０Ａ、１０Ｂ  アーム
１１  吸入口
１２  第２のポンプ
１３  ノズル
１４  沈降槽
１５  第３のポンプ
【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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