JPH059796A - 電着塗装方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動的に塗装条件を判断し制御することによ
って、塗装品質を向上する。 【構成】 コンベア５によって搬送される被塗物４を認
識手段６によって認識し、予め定める時間内の総被塗物
面積を演算手段２８によって算出する。前記予め定める
時間内の電流および電圧と、前記総被塗物面積とから塗
膜固有抵抗を算出し、塗膜固有抵抗とつきまわり性との
関係から電着塗料の制御液温を算出し、電着塗料液温を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電着塗料を用いて塗装
を行う電着塗装方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から塗装方法としては、静電塗装方
法やスプレ塗装方法、エアーレス塗装方法やディッピン
グ塗装方法および電着塗装方法などが行われている。こ
のうち、電着塗装方法は、残余の塗装方法に比較してさ
まざまな面で優れた特徴を有しており、たとえば被塗物
の袋状構造部および被塗物の各部分間の接合部などにお
いても塗装が可能であるという特徴を有している。ま
た、上述のような特徴点に加え、通電量の制御などによ
ってつきまわり性の管理も容易であり、しかも塗装され
た塗料の「タレ」、「ワキ」なども発生せず、作業性が
良好であることが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなつきま
わり性は、一般に通電電圧で制御されるが、他の要因、
たとえば塗膜固有抵抗、塗料液温、被塗物の搬送速度、
塗料内に浸漬されている被塗物数、塗料制御などにも影
響を受ける。すなわち、一定の電圧下で塗装を行ってい
ても、塗装面積が変動したり、塗膜固有抵抗が変動した
り、または塗料性状の変化などによって、塗膜が形成さ
れにくくなる場合があり、このような場合、塗料膜厚が
薄くなってしまい、被塗物の防錆性能が低下し、得られ
た製品が早期に発錆して機械的強度の低下や、外観を損
ねる事態となってしまう。

【０００４】また、前記塗膜がむやみに厚く形成されて
しまう条件となった場合、塗料をむやみに消費して経済
性が悪化してしまう。さらに、塗装膜厚がむやみに増大
することによって、仕上がり外観や品質が悪化してしま
うという問題点がある。

【０００５】この従来技術では、塗料性状の変動および
塗膜固有抵抗の変動などを自動的に検出して、前記電圧
を自動制御するようには構成されていないため、膜厚の
正確な管理ができず、また稼働中の塗装条件の変動に対
応できないという問題点を有している。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
塗装品質が格段に向上されるとともに、そのための制御
を自動的に行うことができる電着塗装方法および装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電着塗料が収
容された電着槽内に被塗物を搬送し、この被塗物と電着
槽内に貯留されている電極との間に直流電源を接続し、
電着塗装を行う電着塗装方法において、前記電源の電流
と電圧と、さらに被塗物の塗装面積とを検出し、前記電
流と電圧と塗装面積との間に演算を施して塗膜固有抵抗
を求め、前記塗膜固有抵抗と予め定めるつきまわり性と
のパラメータに対応する電着塗料の液温を算出し、前記
液温となるように塗料の温度を変化し、これによってつ
きまわり性を制御することを特徴とする電着塗装方法で
ある。

【０００８】また本発明は、前記電着塗料液温は、塗膜
固有抵抗とつきまわり性とをパラメータとする予め定め
た係数を求め、前記係数と電着槽内の電着塗料の温度と
を演算して求めることを特徴とする。

【０００９】また本発明は、電着塗料を収容する電着槽
と、被塗物を電着槽内に搬送して浸漬する搬送手段と、
電着槽内に設けられる電極と、被塗物と電極との間に電
力を供給する電源と、前記電源の電流を検出する電流検
出手段と、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
被塗物の塗装面積を表す信号を導出する塗装面積信号発
生手段と、電流検出手段と電圧検出手段と塗装面積信号
発生手段との各出力に応答し、塗膜固有抵抗を演算する
第１演算手段と、つきまわり性を表す信号を導出するつ
きまわり性信号導出手段と、電着槽内の電着塗料の温度
を検出する温度検出手段と、電着槽内の電着塗料の温度
を上昇または下降する熱交換器と、第１演算手段とつき
まわり性信号導出手段との各出力に応答し、塗膜固有抵
抗とつきまわり性と電着塗料の温度とを演算して目標液
温を求める第２演算手段と、第２演算手段の出力に応答
して電着槽内の電着塗料が前記目標液温になるように、
前記熱交換器を制御する制御手段とを含むことを特徴と
する電着塗装装置である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、電着塗料が収容された電着槽
内に被塗物を搬送し、この被塗物と電着槽内に貯留され
ている電極との間に直流電源を接続し、浸漬して電着塗
装を行う電着塗装方法において、先ず前記電流と電圧
と、さらに被塗物の塗装面積とが検出される。前記電流
と電圧と塗装面積との間に演算を施して塗膜固有抵抗を
求め、塗膜固有抵抗と予め定めるつきまわり性とのパラ
メータに対応する電着塗料の液温が算出される。前記液
温となるように塗料の温度を変化し、これによってつき
まわり性が制御される。

【００１１】また本発明に従えば、塗膜固有抵抗とつき
まわり性とをパラメータとする予め定めた係数を求め、
前記係数と電着槽内の電着塗料の温度とを演算すること
によって、電着塗料の液温が求められる。

【００１２】また本発明に従えば、電着塗装装置は、電
着塗料を収容する電着槽と、被塗物を電着槽内に搬送し
て浸漬する搬送手段と、電着槽内に設けられる電極と、
被塗物と電極との間に電力を供給する電源と、前記電源
の電流を検出する電流検出手段と、前記電源の電圧を検
出する電圧検出手段と、被塗物の塗装面積を表す信号を
導出する塗装面積信号発生手段と、電流検出手段と電圧
検出手段と塗装面積信号発生手段との各出力に応答して
塗膜固有抵抗を演算する第１演算手段と、つきまわり性
を表す信号を導出するつきまわり性信号導出手段と、電
着槽内の電着塗料の温度を検出する温度検出手段と、電
着槽内の電着塗料の温度を上昇または下降する熱交換器
と、第１演算手段とつきまわり性信号導出手段との各出
力に応答し、塗膜固有抵抗とつきまわり性と電着塗料の
温度とを演算して目標液温を求める第２演算手段と、第
２演算手段の出力に応答して電着槽内の電着塗料が前記
目標液温になるように前記熱交換器を制御する制御手段
とを含む。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例である電着塗装装置
１を示す図であり、図２は図１に示される熱交換手段１
７を示す図である。電着槽２に電着塗料３が満たされて
おり、電着槽２上には被塗物４を搬送して電着塗料３に
被塗物４を浸漬できるような搬送手段であるコンベア５
が設置されている。コンベア５上の被塗物４が電着塗料
３に浸漬する前に、被塗物の認識手段６が設置されてい
る。認識手段６は、カメラからの映像信号に応答して被
塗物４の種類と台数とを認識する。被塗物４の種類毎の
塗装面積は、予め入力手段から後述する演算手段２８に
入力されており、認識手段６によって認識された各種被
塗物４に対応した塗装面積と、各種被塗物４毎の台数と
の積の総和によって、電着槽２に浸漬された被塗物４の
表面積の合計値である総被塗物面積Ｓが求められる。

【００１４】顔料主体補給塗料槽９から顔料主体塗料が
ポンプ１０によって流量計１１を介して混合器１２へ、
クリヤ主体補給塗料槽１３からクリヤ主体塗料がポンプ
１４によって流量計１５を介して混合器１２へ流入され
る。顔料主体塗料の主成分は顔料であり、他に樹脂や水
などを含んでいる。またクリヤ主体塗料には顔料は含ま
れておらず、樹脂や水などを含んでいる。

【００１５】混合器１２には、さらに電着塗料３を抜出
して熱交換手段１７で温度調整を行った電着塗料３およ
びポンプ１８によって抜出された電着塗料３が混合され
て電着槽２に投入される。

【００１６】図２は、図１に示される熱交換手段１７を
示す図であり、図２（１）は熱交換を行わない場合の熱
交換手段１７を示し、図２（２）は熱交換を行う場合の
熱交換手段１７を示している。混合器１２と電着槽２と
を結ぶ管路１９と、冷却水が通る流路２０とが熱交換器
２１部分で接触している。流路２０には、熱交換器２１
の入口側と出口側とを結ぶバイパス流路２２が形成され
ており、バイパス流路２２の熱交換器２１出口側には、
三方弁２３が設けられている。三方弁２３は後述するよ
うに演算手段２８に接続されており、演算手段２８は、
三方弁２３を制御して、電着塗料３の液温を降下させる
場合には冷却水を熱交換器２１に通し、降下させない場
合には冷却水をバイパス流路２２に通すことによって温
度調節を行う。

【００１７】電着槽２の電着塗料３中には電極２４が浸
漬されており、電極２４と図示しない被塗物４用電極と
は電流検出手段である電流を時間に対して積算計量する
積算電流計２５および電圧検出手段である電圧計２６を
有する電源である交流電源２７に整流器を含む電源回路
３０および電源調整回路３１を介して接続されている。

【００１８】交流電源２７から供給される交流電力は電
源回路３０で整流化および平滑化された後、電源調整回
路３１で予め定める電流および電圧に調整され、電極２
４が陽極となるように、電極２４と被塗物４に接触して
いる図示しない電極との間に電圧が印加される。

【００１９】電着槽２中の電着塗料３には、電着塗料３
の液温を測定する温度検出手段である温度計２９が浸漬
されている。

【００２０】認識手段６、流量計１１，１５、三方弁２
３、積算電流計２５、電圧計２６および温度計２９は演
算手段２８に接続されている。

【００２１】図３は、電着塗料の液温と塗膜固有抵抗お
よびつきまわり性との関係を示すグラフである。温度と
塗膜固有抵抗との関係は直線Ｌ１で示され、温度とつき
まわり性との関係は直線Ｌ２で示されている。このグラ
フには、温度を上昇させればつきまわり性は向上するけ
れども、塗膜固有抵抗は低下することが示されている。

【００２２】電着塗装を行えば、電着塗料３の組成が変
化し、塗膜固有抵抗が変動する。ａ値の塗膜固有抵抗を
得る際に、塗膜固有抵抗が電着塗料組成変化によってｂ
値まで下がれば、電着塗料液温をｂ値に対応する温度Ｂ
値からＡ値に下降させることによって塗膜固有抵抗とし
てａ値を有する塗膜を得ることができることがわかる。
また、塗膜固有抵抗がｃ値に変動した場合も、電着塗料
の液温をｃ値に対応する温度であるＣ値からＡ値まで上
昇させればよい。

【００２３】任意の塗膜固有抵抗を得るための制御液温
Ｔ１は、数１に示されるように、現在の温度Ｔに係数ｋ
を乗算することによって求めることができる。

【００２４】

【数１】Ｔ１ ＝ Ｔ × ｋ 次に前述の係数ｋの求め方について説明する。図４は、
筒状の被塗物３５に塗膜３６，３７を形成した際の断面
図である。被塗物３５の外側に塗膜３６が形成され、内
側に塗膜３７が形成されている。塗膜３７の厚さをｄと
する。

【００２５】予め定める塗膜固有抵抗とつきまわり性と
を有する電着塗料を用いて電着塗装した際の内側の塗膜
３７の厚さをｄ１とする。前述とは異なる塗膜固有抵抗
を有する電着塗料を用いて電着塗装した際の内側の塗膜
３７の厚さをｄ２とする。係数ｋは数２に示されるよう
に厚さｄ１を厚さｄ２で除算することによって求められ
る。

【００２６】

【数２】

【００２７】この係数ｋは、電着塗料３の組成が変動
し、厚さｄ２が得られるような塗膜固有抵抗を示すよう
になった際に、そのときの温度Ｔから数１を用いて制御
温度Ｔ１を求める際に用いられる。

【００２８】塗膜固有抵抗が低くなれば、厚さｄは厚く
なるため、係数ｋは１未満となり、制御温度Ｔ１は温度
Ｔよりも低くなる。また、塗膜固有抵抗が高くなれば、
厚さｄは薄くなるため、係数ｋは１より大きくなり、制
御液温Ｔ１は液温Ｔより高くなる。

【００２９】係数ｋは、電着塗料３の組成の変化に応じ
て複数の係数ｋを求め、演算手段１８に記憶されてい
る。同様に前述とは異なるつきまわり性を示す電着塗料
についても同様に係数ｋを求め、後述する表１のような
塗膜固有抵抗とつきまわり性とのパラメータに対応する
係数ｋを示す表が作成され、予め演算手段２８に記憶さ
れる。

【００３０】図５は、本発明の一実施例を示すフローチ
ャートである。ステップｓ１では、認識手段６によって
コンベア５が電着槽２に搬入する被塗物４の種類および
数量が認識され、ステップｓ２では、ステップｓ１で認
識された被塗物４の種類および数量が認識手段６から演
算手段２８に出力される。ステップｓ３では、電圧計２
６によって測定された電圧が、演算手段２８に出力され
る。

【００３１】ステップｓ４では、予め定められ、演算手
段２８に入力されている時間Ｗが経過したか否かが演算
手段２８によって判断され、時間Ｗが経過している場合
にはステップｓ５に進み、時間Ｗが経過していない場合
にはステップｓ１に戻る。時間Ｗを作業時間に対応して
設定してもよく、また、被塗物４が認識手段６によって
認識されてから塗装を完了するまでの時間に基づいて設
定してもよい。

【００３２】ステップｓ５では、積算電流計２５によっ
て測定された積算電流Ｉが演算手段２８に出力され、ス
テップｓ６では、演算手段２８によって時間Ｗ経過中に
ステップｓ３で入力された電圧が積算され、さらに時間
Ｗで除算されて平均電圧Ｖが算出される。

【００３３】ステップｓ７では演算手段２８によって、
ステップｓ２で入力された被塗物４の各種類に対応する
塗装面積と、数量との積算値を合計することによって、
総被塗物面積Ｓが算出される。

【００３４】ステップｓ８では、演算手段２８によって
積算電流Ｉと平均電圧Ｅと総被塗物面積Ｓとを用いて、
数３から塗膜固有抵抗が算出される。被塗物４の抵抗
は、塗膜の抵抗に対して非常に小さいので、塗膜固有抵
抗算出時には考慮しなくてよい。

【００３５】

【数３】

【００３６】ステップｓ９では、予め演算手段２８に入
力されている表１から、予め定められ同じく演算手段２
８に入力されているつきまわり性と、ステップｓ８で算
出された塗膜固有抵抗とを用いて係数ｋが求められる。

【００３７】

【表１】

【００３８】ステップｓ１０では、演算手段２８によっ
て温度計２９から演算手段２８に出力されている液温Ｔ
と、ステップｓ９で求められた係数ｋとから数１を用い
て制御液温が算出される。

【００３９】

【数１】Ｔ１ ＝ Ｔ × ｋ ステップｓ１１では、制御液温となるように演算手段２
８によって三方弁２３が制御され、電着槽２内の電着塗
料３の液温が制御される。

【００４０】ステップｓ１２では塗装が終了か否かが判
断され、終了しない場合にはステップｓ１に戻り、終了
する場合には塗装操作を終了する。

【００４１】以上のように本実施例によれば、電着塗装
中に自動的に塗膜固有抵抗を求めることができ、求めら
れた塗膜固有抵抗から予め定めるつきまわり性を得るた
めの制御液温が求められ、電着槽内の電着塗料の液温を
制御することができる。

【００４２】したがって、電着塗装中に電着塗装条件の
制御を自動的に行うことができ、塗装品質を向上するこ
とができる。

【００４３】本実施例においては電極２４と図示しない
被塗物４用電極との間に、電圧を印加したけれども、電
着槽２を金属製にして、被塗物４用電極と電着槽２との
間に電圧を印加しても、同様の効果が得られる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、電流と電圧と塗装面積
とを検出し、電流と電圧と塗装面積との間に演算を施し
て塗膜固有抵抗を求める。塗膜固有抵抗と予め定めるつ
きまわり性とのパラメータに対応する液温を算出し、前
記液温に基づいてつきまわり性を制御することができ
る。

【００４５】したがって、つきまわり性が予め定められ
た値となるように自動的に液温が制御され、塗装品質を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電着塗装装置１を示す
図である。

【図２】図１に示される熱交換手段１７を示す図であ
る。

【図３】電着塗料の液温と塗膜固有抵抗およびつきまわ
り性との関係を示すグラフである。

【図４】筒状の被塗物３５に塗膜３６，３７を形成した
際の断面図である。

【図５】本発明の一実施例を示すフローチャートの一例
である。

【符号の説明】

１ 電着塗装装置 ２ 電着槽 ３ 電着塗料 ４ 被塗物 ５ コンベア ６ 認識手段 １７ 熱交換手段 ２１ 熱交換器 ２４ 電極 ２５ 積算電流計 ２６ 電圧計 ２７ 交流電源 ２８ 演算手段 ２９ 温度計 ３０ 電源回路 ３１ 電流調整回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉波 信男 兵庫県尼崎市南塚口町６丁目10番73号 神 東塗料株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電着塗料が収容された電着槽内に被塗物
   を搬送し、この被塗物と電着槽内に貯留されている電極
   との間に直流電源を接続し、電着塗装を行う電着塗装方
   法において、 前記電源の電流と電圧と、さらに被塗物の塗装面積とを
   検出し、 前記電流と電圧と塗装面積との間に演算を施して塗膜固
   有抵抗を求め、 前記塗膜固有抵抗と予め定めるつきまわり性とのパラメ
   ータに対応する電着塗料の液温を算出し、 前記液温となるように塗料の温度を変化し、これによっ
   てつきまわり性を制御することを特徴とする電着塗装方
   法。
2. 【請求項２】 前記電着塗料液温は、塗膜固有抵抗とつ
   きまわり性とをパラメータとする予め定めた係数を求
   め、 前記係数と電着槽内の電着塗料の温度とを演算して求め
   ることを特徴とする請求項１記載の電着塗装方法。
3. 【請求項３】 電着塗料を収容する電着槽と、 被塗物を電着槽内に搬送して浸漬する搬送手段と、 電着槽内に設けられる電極と、 被塗物と電極との間に電力を供給する電源と、 前記電源の電流を検出する電流検出手段と、 前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、 被塗物の塗装面積を表す信号を導出する塗装面積信号発
   生手段と、 電流検出手段と電圧検出手段と塗装面積信号発生手段と
   の各出力に応答し、塗膜固有抵抗を演算する第１演算手
   段と、 つきまわり性を表す信号を導出するつきまわり性信号導
   出手段と、 電着槽内の電着塗料の温度を検出する温度検出手段と、 電着槽内の電着塗料の温度を上昇または下降する熱交換
   器と、 第１演算手段とつきまわり性信号導出手段との各出力に
   応答し、塗膜固有抵抗とつきまわり性と電着塗料の温度
   とを演算して目標液温を求める第２演算手段と、 第２演算手段の出力に応答して電着槽内の電着塗料が前
   記目標液温になるように、前記熱交換器を制御する制御
   手段とを含むことを特徴とする電着塗装装置。