JPH08291395A - 金属成型物の洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属成型物の表面に付着した金属粉を有効に
脱離除去する。 【解決手段】 洗浄槽１に供給される洗浄処理用原水に
加圧タンク２で空気を強制溶解し、これを洗浄槽１に供
給することによって洗浄槽１内の洗浄液に気泡を発生さ
せ、金属成型物の表面に付着した金属粉に気泡を付着さ
せて金属成型物から金属粉を脱離し除去することを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属成型物を洗浄
する方法及び洗浄装置に関するものであり、詳細には、
自動車車体のように成型工程において金属粉がその表面
に付着する金属成型物を洗浄する洗浄方法及び洗浄装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体等の金属成型物は、鉄、亜
鉛、アルミニウム及びそれらの合金材の１種または２種
以上を組み合わせて成型されている。従って、これらの
成型物には、成型に伴う溶接処理や研削処理がなされる
ため、金属成型物の表面には加工油及び防錆油ととも
に、各種金属粉が付着している。自動車車体は、成型
後、脱脂洗浄処理がなされ、次いで燐酸亜鉛被膜処理等
の化成処理がなされた後、電着塗装が施される。

【０００３】従来の脱脂洗浄処理においては、酸やアル
カリを主体とするビルダーと非イオン系または陰イオン
系界面活性剤を主成分とする脱脂洗浄液に、自動車車体
を浸漬処理するか、あるいは脱脂洗浄液を自動車車体の
表面に噴霧処理する方法が採用されている。このような
脱脂洗浄処理を行った後、電着塗装がなされるが、この
ような電着塗装においては、自動車車体表面に付着した
金属粉の影響により、塗膜の表面にブツが発生し、電着
塗膜の外観不良を生じるという問題があった。

【０００４】このようなブツの原因となる金属粉を洗浄
工程において除去するため、例えば、５ｋｇ／ｃｍ² の
高圧で洗浄液を自動車車体の表面に噴霧し、その表面に
付着した金属粉を除去する方法が提案されている。

【０００５】また、特開平６−２３３３２号公報、特開
平５−３３９７６６号公報、特開平５−１１０２３２号
公報、及び特開平６−１７９９８７号公報においては、
洗浄槽内の洗浄液にエアーブローにより気泡を吹き込み
洗浄効果を向上させる方法が提案されている。これらの
エアーブローによる方法では、洗浄する対象物に気泡を
衝突させることによって洗浄効果を高めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、除去できる金属粉が自動車車体の外部表
面に付着した金属粉のみであり、自動車車体内部に付着
した金属粉を除去することができないという問題があっ
た。従って、このような洗浄液の高圧噴霧による方法や
エアーブローによる方法であっても、自動車車体に付着
した金属粉を完全に除去することができず、やはり電着
塗膜のブツなどの外観不良を生じていた。

【０００７】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消し、金属成型物の表面に付着した金属粉を有効に
脱離除去することができる洗浄方法及び洗浄装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の洗浄方法は、金
属成型物を洗浄槽内の洗浄液中に浸漬して洗浄する方法
であり、洗浄槽に供給される洗浄処理用原水に加圧下で
空気を強制溶解し、これを洗浄槽に供給することによっ
て洗浄槽内の洗浄液に気泡を発生させ、金属成型物の表
面に付着した金属粉に気泡を付着させて金属成型物から
金属粉を脱離し除去することを特徴としている。

【０００９】本発明において、洗浄液中に発生させる気
泡の大きさとしては、０．１〜２００μｍが好ましく、
さらに好ましくは１０〜１００μｍである。気泡の粒径
が小さすぎると、金属粉に付着しても、金属粉を金属成
型物の表面から脱離し除去する効果が小さくなる。また
気泡の粒径が大きすぎると、金属粉への吸着能力が小さ
くなり、金属成型物表面からの金属粉の脱離除去の効果
が小さくなる。

【００１０】本発明において、気泡を発生させる洗浄液
の表面張力は、４０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上であることが好
ましい。表面張力が小さいと、金属粉に対する気泡の吸
着が十分になされず、金属粉の脱離除去が効果的になさ
れない場合がある。

【００１１】本発明において、気泡を発生させる洗浄液
には、ポリカルボン酸塩が含有されていることが好まし
い。ポリカルボン酸塩を含有することにより、発生する
気泡を安定化することができ、気泡の破壊を生じにくく
することができる。またポリカルボン酸塩の添加によ
り、水不溶性物質を凝集する作用を高めることができ
る。また金属粉に気泡が付着され易くなる。この結果、
気泡付着による金属粉の脱離及び浮上の効果を高めるこ
とができ、金属成型物、特に金属成型物の袋構造の部分
に付着した金属粉の除去効果を高めることができる。

【００１２】ポリカルボン酸塩としては、０℃以上の水
に０．０１ｇ／ｌ以上溶解する水溶性を有するものが好
ましい。また、ポリカルボン酸塩の重量平均分子量は、
５，０００〜１００，０００の範囲内であることが好ま
しく、さらに好ましくは１０，０００〜１００，０００
の範囲内である。重量平均分子量が５，０００未満の場
合には、親油性が不十分であるため、油雰囲気の金属粉
への気泡の付着及び脱離効果が低下する傾向にある。ま
た重量平均分子量が１００，０００を超えると、一般に
水への溶解性が低下するため、水溶液中に分散しにくく
なり、気泡の付着による金属粉の脱離効果が不十分にな
る傾向にある。

【００１３】洗浄液におけるポリカルボン酸塩の濃度
は、特に限定されるものではないが、０．０１〜１０ｇ
／ｌの範囲内が好ましい。濃度が０．０１ｇ／ｌ未満で
あると、気泡を安定化する効果が十分に得られず、また
金属粉に対する付着が不十分となり易い。また濃度が１
０ｇ／ｌより大きくなると、気泡の付着及び金属粉の脱
離効果が濃度に比例して増大せず、経済的に不利なもの
となり、場合によっては表面張力が４０ｄｙｎｅ／ｃｍ
以下になり、金属粉の脱離除去効果が十分に発揮されな
い場合がある。

【００１４】本発明において用いられるポリカルボン酸
塩は、一般に、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
などの重合性二重結合を有する不飽和カルボン酸類の単
独重合体及び共重合体などであり、そのカルボキシル基
が、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属で中和さ
れた塩が一般的に用いられる。これらのポリカルボン酸
塩の市販品としては、下記のものが挙げられる。

【００１５】ＢＡＳＦ社製 ・「ソカランＣＰ−５」（重量平均分子量７０，０００
のマレイン酸−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を４
０重量％含む樹脂液） ・「ソカランＣＰ−７」（重量平均分子量５０，０００
のマレイン酸−アクリル酸共重合体のナトリウム塩を４
０重量％含む樹脂液） ・「ソカランＰＡ−４０」（重量平均分子量１５，００
０のポリアクリル酸ソーダを４０重量％含む樹脂液）

【００１６】花王社製 ・「ポイズ５２０」（特殊ポリカルボン酸塩を４０重量
％含む樹脂液） ・「ポイズ５２１」（特殊ポリカルボン酸塩を４０重量
％含む樹脂液） ・「ポイズ５３１」（特殊ポリカルボン酸塩を４０重量
％含む樹脂液）

【００１７】旭電化工業社製 ・「アデカコールＷ−１９３」（ジイソブチレン／オレ
フィン／無水マレイン酸共重合体のソーダ塩を２５重量
％含む樹脂液） ・「アデカコールＷ−３０４」（ポリアクリル酸ソーダ
を４０重量％含む樹脂液） ・「アデカコールＷ−３７０」（マレイン酸−アクリル
酸共重合体のナトリウム塩を４０重量％含む樹脂液）

【００１８】本発明に従う好ましい局面の１つでは、金
属成型物を前段洗浄工程で洗浄槽内の洗浄液に浸漬して
洗浄した後、後段洗浄工程で浸漬処理または噴霧処理に
より洗浄し、洗浄槽に供給する洗浄処理用原水に加圧下
で空気を強制溶解し、これを前段洗浄工程の洗浄槽に供
給することによって洗浄槽内の洗浄液に気泡を発生さ
せ、金属粉を脱離除去する。

【００１９】本発明に従う他の局面では、金属成型物を
前段洗浄工程で洗浄槽内の洗浄液に浸漬して洗浄した
後、後段洗浄工程で浸漬処理または噴霧処理により洗浄
し、次いでリンス工程で金属成型物の表面を水洗する。
この実施態様では、洗浄槽に供給する洗浄処理用原水に
加圧下で空気を強制溶解し、これを前段洗浄工程の洗浄
槽に供給することによって洗浄槽内の洗浄液に気泡を発
生させ、金属粉を脱離除去する。

【００２０】また、この局面において、好ましくは、リ
ンス工程の洗浄後の洗浄水を、洗浄処理用原水として前
段洗浄工程の洗浄槽に供給する。また後段洗浄工程は、
金属成型物の脱脂処理を主とする洗浄工程であることが
好ましい。上記のように、リンス工程の洗浄後の洗浄水
を、洗浄処理用原水として前段洗浄工程の洗浄槽に供給
する場合には、後段洗浄工程における脱脂洗浄液とし
て、ポリカルボン酸塩をビルダーとして含む脱脂洗浄液
を用いることが好ましい。これにより、リンス工程の洗
浄後の洗浄水中に脱脂洗浄液のポリカルボン酸塩が溶解
し、ポリカルボン酸塩を含有した洗浄処理用原水を前段
洗浄工程に供給することができる。

【００２１】本発明のより限定された局面においては、
このようなリンス工程の洗浄後の洗浄水を前段洗浄工程
の洗浄槽に供給する洗浄水フィードバック工程を備えて
いる。

【００２２】本発明の洗浄装置は、金属成型物を洗浄液
中に浸漬して洗浄するための装置であり、洗浄液が収容
され洗浄処理がなされる洗浄槽と、洗浄槽に供給される
洗浄処理用原水に加圧下で空気を強制溶解する空気加圧
溶解手段と、空気加圧溶解手段によって空気を溶解させ
た洗浄処理用原水を洗浄槽に供給する手段とを備えてい
る。

【００２３】また、本発明の洗浄装置における好ましい
局面の１つにおいては、さらに洗浄槽内の洗浄液を空気
加圧溶解手段に洗浄処理用原水として戻す手段を備えて
いる。

【００２４】本発明の他の局面に従う洗浄装置において
は、リンス工程の洗浄後の洗浄水を、洗浄処理用原水と
して前段洗浄工程である予備洗浄の工程に供給してい
る。すなわち、本局面の洗浄装置は、金属成型物を予備
洗浄するための予備洗浄液が収容された予備洗浄槽と、
予備洗浄後の金属成型物を脱脂処理するための脱脂洗浄
液が収容された脱脂洗浄槽と、脱脂処理後の金属成型物
を水洗するための水洗槽と、水洗槽からのオーバーフロ
ー水に加圧下で空気を強制溶解するための空気加圧溶解
手段と、空気加圧溶解手段によって空気を溶解させたオ
ーバーフロー水を予備洗浄槽に供給する手段とを備えて
いる。

【００２５】本発明の洗浄方法では、洗浄槽に供給され
る洗浄処理用原水に加圧下で空気を強制溶解し、これを
洗浄槽に供給することによって洗浄槽内の洗浄液に気泡
を発生させ、この気泡を金属粉の表面に付着させること
により、金属粉を脱離除去している。このような方法に
よれば、金属成型物の外部表面のみならず、内部表面に
付着している、高圧噴霧等により除去しにくい金属粉を
も除去することができる。

【００２６】本発明の洗浄方法に従えば、加圧下で空気
を強制溶解した洗浄処理用原水を洗浄槽内に供給する直
前または供給と同時に大気圧に減圧することによって洗
浄槽内の洗浄液に気泡を発生させている。このため洗浄
液中に発生する気泡は非常に微細な気泡であり、金属粉
に付着し易い大きさの気泡となる。また洗浄槽内全体に
おいて均一に気泡が発生するため、例えば自動車車体等
の袋構造内部に付着している金属粉にも気泡が付着し、
金属粉を除去することができる。

【００２７】従来の技術において説明したエアーブロー
による方法では、洗浄液中にコンプレッサーなどからの
エアーを吹き込み、洗浄対象物に気泡を衝突させてい
る。従って、自動車車体等のように袋構造を有する洗浄
対象物においては、袋構造内部に気泡が侵入せず、十分
な洗浄効果が得られない。従って、これらの先行技術に
開示されたエアーブローによる洗浄方法と本発明の洗浄
方法とは、共に気泡を利用するものであるが、明らかに
異なる作用効果に基づくものである。

【００２８】図２は、自動車車体等の金属成型物を脱脂
洗浄処理した後、化成処理し、電着塗装する一連の工程
を示す図である。図２に示すように、湯洗スプレー槽１
１及び／または湯洗浸漬槽１０において湯洗された後、
脱脂スプレー槽１３及び／または脱脂浸漬槽１４におい
て脱脂処理がなされ、次いで水洗スプレー槽１５及び／
または水洗浸漬槽１６においてリンス処理がなされる。
次に表面調整槽１７において浸漬し表面調整がなされた
後、化成処理槽１８で浸漬し、化成処理が施される。次
に水洗スプレー槽１９及び／または水洗浸漬槽２０によ
りリンス工程が施された後、純水洗スプレー槽２１で水
洗された後、電着塗料槽２２中に浸漬されて電着塗装が
なされる。

【００２９】このような一連の工程において、本発明者
らは、金属粉の各工程での残留率を検討した。その結
果、湯洗工程で全体の３５％、脱脂工程までで全体の６
５％の金属粉が除去され、さらに電着塗料槽２２の前の
水洗工程までの間に全体の９０％の金属粉が除去される
ことがわかった。従って、電着塗料槽２２までの間で９
０重量％の金属粉が除去され、電着塗料槽２２に持ち込
まれる金属粉は約１０重量％であることがわかった。そ
して、このような金属粉は比較的大きな粒径の８０〜２
００μｍの金属粉であった。従って、８０μｍ以下の比
較的粒径の小さな金属粉は電着塗料槽２２までの工程に
おいて除去されていることがわかった。すなわち、これ
らの比較的小さな粒径の金属粉は、電着塗料槽２２まで
の間の浸漬処理等の際に、金属成型物の表面から脱離し
除去されている。

【００３０】これに対して、比較的粒径の大きな８０〜
２００μｍの金属粉は、このような浸漬処理によって完
全には除去されず、金属成型物の内部に残留し、このよ
うな金属粉が、比較的比重の高い液組成である電着塗料
槽２２内に浸漬された際に、金属成型物の表面から脱離
して電着塗料液中を浮遊し、これが電着塗膜の表面に付
着することによってブツの原因になるものと思われる。

【００３１】従って、電着塗装におけるブツの発生を防
止するためには、比較的大きな粒径である８０〜２００
μｍの金属粉を、電着塗料槽までの工程において除去す
る必要がある。本発明の洗浄方法によれば、金属粉の表
面に気泡を吸着させて、金属粉の見かけの比重を低下さ
せ、金属粉を脱離除去する方法であるので、このような
比較的大きな粒径の金属粉を脱離除去することができ
る。従って、本発明の洗浄方法を電着塗装前の洗浄工程
において採用することにより、比較的大きな粒径の金属
粉を脱離除去することができ、電着塗装等におけるブツ
の発生を防止することができる。

【００３２】また、金属粉を脱離除去する洗浄槽の洗浄
液中に、上述のようにポリカルボン酸塩を含有させるこ
とにより金属粉への気泡の付着を促進させることがで
き、気泡付着による金属粉の脱離浮上効果を高めること
ができる。このため、袋構造内部に付着した金属粉も、
より容易に除去することができる。

【００３３】また脱脂処理後の金属成型物を水洗する水
洗槽からのオーバーフロー水をフィードバックして金属
粉を脱離除去する洗浄槽に供給する場合に、脱脂洗浄液
として、ポリカルボン酸塩をビルダーとして含有する脱
脂洗浄液を用いれば、水洗槽での水洗でポリカルボン酸
塩が水洗槽の水中に溶解され、このポリカルボン酸塩を
溶解した水が、オーバーフロー水として洗浄槽にフィー
ドバックされるので、金属粉を脱離除去する洗浄槽中の
洗浄液にポリカルボン酸塩を含ませることができる。従
って、金属粉の脱離除去効果を一層高めることができ
る。

【００３４】

【実施例】被験材の調製 油を塗布した冷延鋼板（７ｃｍ×１５ｃｍ×０．８ｃ
ｍ）に、分級した２種類の鉄粉（５０〜１００μｍ，１
００〜２００μｍ）を一様にふりかけて、各々の鉄粉を
付着させた２種類の被験材を用意した。

【００３５】気泡発生浸漬処理槽 気泡を発生させる浸漬処理槽としては、図１に示すよう
な装置を用いた。洗浄処理用原水は、原水槽３に蓄えら
れており、原水槽３からの原水を加圧タンク２に送り、
空気圧縮機４によって３ｋｇ／ｃｍ³ に加圧した空気
を、洗浄処理用原水３に強制溶解させる。このようにし
て空気を強制溶解した洗浄処理用原水を浸漬処理槽１に
供給する。浸漬処理槽１では、流量調整弁から空気を強
制溶解した洗浄処理用原水が供給され、ここで大気圧に
減圧されるので気泡が発生する。このようにして気泡を
発生する浸漬処理槽１を用いて本発明に従う洗浄処理を
行う。浸漬処理槽１からオーバーフローした洗浄水は、
洗浄処理用原水として原水槽３に戻される。

【００３６】実施例１〜３ 図１に示すような気泡発生浸漬処理槽を用い、表１に示
す洗浄液を用いて、上記２種類の被験材を表１に示す条
件で洗浄処理した。

【００３７】表１に示すサーフクリーナー（商品名；日
本ペイント社製）は、下記に示す組成を有する脱脂洗浄
液である。またサーフクリーナー水溶液は、このサーフ
クリーナーを、１０重量％に希釈した水溶液である。サ
ーフクリーナーの表面張力は、３２ｄｙｎｅ／ｃｍであ
り、サーフクリーナー水溶液の表面張力は４５ｄｙｎｅ
／ｃｍであった。また工業用水の表面張力は７０ｄｙｎ
ｅ／ｃｍであった。

【００３８】また浸漬処理槽内に発生した気泡の大きさ
は３０〜６０μｍであり、微細な気泡であるため洗浄液
が乳白状態になった。なお、気泡の大きさは、マイクロ
スコープにより測定した。

【００３９】脱脂洗浄液「サーフクリーナー」の組成 メタ硅酸ソーダ５水塩 ２ｇ／リットル 無水第３燐酸ソーダ ８ｇ／リットル ソーダ灰 ５ｇ／リットル 亜硝酸ソーダ ２ｇ／リットル 非イオン系界面活性剤 ２ｇ／リットル

【００４０】（ノニルフェノールのアルキレンオキサイ
ド付加物）以上のようにして得られた洗浄処理後の被験
材の鉄粉残留状態を、以下の判断基準で判定し、鉄粉除
去性とした。また水道水の圧力の水洗スプレーを行な
い、鉄粉除去後の水濡れ性を以下の判断基準で判定し、
脱脂水濡れ性とした。脱脂水濡れ性は、鉄粉が除去され
表面が露出することによる脱脂洗浄効果の向上を評価す
るため行った。

【００４１】・鉄粉除去性 ○：鉄粉残留が認められない程度に除去されている △：鉄粉の残留が認められる ×：鉄粉の残留が著しい ・脱脂水濡れ性 ○：ほぼ全面水濡れしている △：水はじきが認められる ×：水はじきが著しく水濡れしない

【００４２】比較例１〜３ 図７に示すような攪拌機付き浸漬槽３４を使用し、表１
に示す洗浄液を用いて、上記２種類の被験材を表１に示
す条件で洗浄処理した。洗浄処理後の被験材について、
上記実施例と同様に鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性を評価
した。結果を表１に示す。

【００４３】比較例４ 図９に示すような浸漬処理槽を使用し、洗浄液として工
業用水を用いて洗浄処理した。図９に示すように、この
浸漬処理槽１においては、空気圧縮機４からのエアーが
調整弁を通して供給され、これによって気泡を発生させ
ている。気泡の大きさは１〜５ｍｍであった。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示すように、本発明に従い気泡発生
しながら洗浄した実施例１〜３は、気泡を発生させずに
洗浄処理した比較例１〜３に比べ、鉄粉除去性において
優れていることがわかる。特に、洗浄液として工業用水
及びサーフクリーナー水溶液のような表面張力の高い洗
浄液を用いた場合に鉄粉除去性が優れていることがわか
る。これは、表面張力の高い洗浄液を用いることによ
り、発生した気泡が鉄粉に付着し易くなるためと思われ
る。

【００４６】また比較例４から明らかなように、空気圧
縮機などから空気を洗浄液内に吹き込み気泡を発生させ
た場合には、気泡の大きさが大きくなり、付着鉄粉を充
分に除去できないことがわかる。

【００４７】以下の実施例及び比較例では、洗浄工程と
して、前段洗浄工程→後段洗浄工程→水洗工程を行な
い、水洗工程後に、上記実施例と同様にして鉄粉除去性
及び脱脂水濡れ性を評価した。

【００４８】実施例４ 図３に示すように、前段洗浄工程の洗浄液として工業用
水を用い、前段洗浄槽３１として図１に示すような気泡
発生浸漬処理槽を用い、気泡を発生させながら洗浄処理
した。後段洗浄槽３２としては、図７に示すような攪拌
機付き浸漬槽３４を使用した。水洗槽３３としては、図
８に示すような水洗槽３５を用いた。

【００４９】実施例５ 図４に示すように、水洗槽３３からのオーバーフロー水
を前段洗浄工程における洗浄槽３１の洗浄液とした用い
た。その結果、表２に示すように、前段洗浄工程におけ
る洗浄液はサーフクリーナー水溶液となる。後段洗浄工
程における洗浄液はサーフクリーナーである。上記の実
施例と同様にして鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性を評価
し、表２にその結果を示した。

【００５０】実施例６ 図５に示すように、後段洗浄工程におけるサーフクリー
ナーの液を前段洗浄工程に供給し、気泡を発生させなが
ら前段洗浄工程で洗浄処理した。上記実施例と同様にし
て鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性を評価し、その結果を表
２に示した。

【００５１】比較例５〜７ 前段洗浄工程における気泡発生の洗浄処理を行わない以
外は、上述の実施例４〜６と同様にして洗浄処理を行っ
た。鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性の評価結果を表２に示
した。

【００５２】実施例７ 表２に示すように前段洗浄工程における洗浄液としてサ
ーフクリーナーを用い、後段洗浄工程における洗浄液と
して工業用水を用い、後段洗浄工程において気泡を発生
させ洗浄処理を行った。従って、図３に示す前段洗浄工
程と後段洗浄工程を入れ換えた洗浄処理工程となる。鉄
粉除去性及び脱脂水濡れ性の評価結果を表２に示す。

【００５３】実施例８〜１０ 図６に示すように、後段洗浄工程において気泡を発生さ
せ洗浄処理を行った。前段洗浄工程及び後段洗浄工程に
おける洗浄液としては、表２に示す洗浄液を用いた。鉄
粉除去性及び脱脂水濡れ性の評価結果を表２に示した。

【００５４】

【表２】

【００５５】実施例４〜６と比較例５〜７の比較から明
らかなように、前段洗浄工程おいて気泡発生による洗浄
処理を行うことにより、鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性が
良好になる。特に１００〜２００μｍの大きな鉄粉が付
着している場合に、鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性が一層
改善される。

【００５６】また実施例７〜１０と実施例４〜６との比
較から明らかなように、後段洗浄工程において気泡発生
による鉄粉除去を行うよりも、前段洗浄工程において気
泡発生による鉄粉除去を行うほうが有効であることがわ
かる。

【００５７】実施例１１〜１７及び比較例８〜１０ 次に、気泡発生による洗浄処理の洗浄液中にポリカルボ
ン酸塩を添加する効果について検討した。まず、表３に
示すような種類の洗浄液を調製した。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３において、ａ−１は工業用水にポリカ
ルボン酸塩を０．１ｇ／ｌの濃度となるように添加した
ものであり、ａ−２は工業用水をそのまま用いた洗浄液
である。またｃ−１はポリカルボン酸塩をビルダーとし
て用いた脱脂洗浄液であり、ｃ−２はリン酸塩をビルダ
ーとして用いた、ポリカルボン酸塩を含有しない、上述
の「サーフクリーナー」の脱脂洗浄液である。ｂ−１
は、ｃ−１を工業用水で１０倍に希釈した洗浄液であ
り、ｂ−２は、ｃ−２を工業用水で１０倍に希釈した洗
浄液である。またｂ−３は、ｂ−２にポリカルボン酸塩
を０．１ｇ／ｌとなるように添加した洗浄液である。ポ
リカルボン酸塩としては、「ソカランＣＰ−５」（商品
名：ＢＡＳＦ社製、重量平均分子量７０，０００）を用
いた。

【００６０】上記の各洗浄液を用い、図１に示す気泡発
生浸漬処理槽を用いて、洗浄処理を行った。被験材とし
ては、油を塗布した冷延鋼板（７ｃｍ×１５ｃｍ×０．
８ｃｍ）に、分級した鉄粉（８０〜２００μｍ）を一様
にふりかけたものを用いた。

【００６１】鉄粉除去性の評価は、「外部表面」と「袋
構造部」に分けて行った。外部表面については、上記実
施例１〜３と同様に、図１１に示すような状態で鉄粉を
付着した被験材４０を気泡発生浸漬処理槽中に浸漬して
洗浄処理した。また袋構造部については、図１０に示す
ように、鉄粉を付着した被験材４０の付着面を内側に
し、図１２に示すような枠材４１の両側に取り付け、バ
ンド４２で結んだ状態で、気泡発生浸漬処理槽内に浸漬
して洗浄処理した。

【００６２】洗浄処理後被験材を取り出し、その鉄粉残
留状態を、上記実施例１〜３と同様の判断基準で判定
し、鉄粉除去性とした。結果を表４に示す。

【００６３】

【表４】

【００６４】表４から明らかなように、ポリカルボン酸
塩を含有する洗浄液ａ−１、ｂ−１、ｂ−３及びｃ−１
の洗浄液を用いた実施例１１〜１４は、ポリカルボン酸
塩を含有しない洗浄液ａ−２、ｂ−２及びｃ−２の洗浄
液を用いた実施例１５〜１７とそれぞれ比較して、鉄粉
除去性において優れている。特に、袋構造部内の鉄粉除
去性において優れていることがわかる。

【００６５】なお、比較例８〜１０は、洗浄槽内に気泡
を発生せずに洗浄処理を行ったものであるが、ポリカル
ボン酸塩を含有しない洗浄液を用いた実施例１５〜１７
はこれらの比較例８〜１０よりは良好な鉄粉除去性を示
している。

【００６６】実施例１８〜２２及び比較例９〜１０ 次に、表３のａ−１〜ｂ−３の洗浄液を用い、前段洗浄
工程である予備洗浄工程で気泡を発生させながら洗浄処
理した後、表３に示すｃ−１またはｃ−２の脱脂洗浄液
を用いて、後段洗浄工程である脱脂洗浄工程で脱脂洗浄
を行い、脱脂処理後の鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性につ
いて評価した。鉄粉除去性及び脱脂水濡れ性は、それぞ
れ「外部表面」と「袋構造部」について行った。被験材
としては、上記実施例１１〜１７と同様のものを用い、
外部表面及び袋構造部の評価は、上記実施例１〜３と同
様の判断基準で行った。結果を表５に示す。

【００６７】

【表５】

【００６８】表５から明らかなように、ポリカルボン酸
塩を含有した洗浄液ａ−１、ｂ−１、及びｂ−３を用い
た実施例１８〜２０は、ポリカルボン酸塩を含有してい
ない洗浄液ａ−２及びｂ−２を用いた実施例２１及び２
２に比べ、袋構造部における鉄粉除去性及び脱脂水濡れ
性に優れていることがわかる。従って、気泡付着による
金属粉除去処理の洗浄液にポリカルボン酸塩を含有させ
ることにより、特に袋構造部における金属粉除去に効果
があることがわかる。なお、実施例１８〜２０におい
て、袋構造部における脱脂水濡れ性が、実施例２１及び
２２に比べ向上しているのは、予備洗浄工程で鉄粉が除
去され、被験材の表面が露出したため、次の脱脂洗浄工
程において脱脂処理の効果が向上したことによるもので
ある。

【００６９】以上のことから明らかなように、気泡発生
により金属粉を脱離除去する予備洗浄工程においては、
ポリカルボン酸塩が含有されていることが好ましい。従
って、図４に示す実施例５のように、脱脂洗浄工程後の
リンス工程における水洗槽からのオーバーフロー水を前
段洗浄工程である予備洗浄工程にフィードバックする場
合には、後段洗浄工程における脱脂洗浄液として、ポリ
カルボン酸塩をビルダーとして含有する脱脂洗浄液を用
いることが好ましい。このような脱脂洗浄液は、環境保
護を考慮した無リン系の脱脂洗浄液として知られてい
る。従って、リンス工程における洗浄液をフィードバッ
クするシステムにおいては、無リン系の脱脂洗浄液を用
いることが好ましい。

【００７０】図１３は、このようなリンス工程の洗浄後
の洗浄水をフィードバックするシステムの一例を示す構
成図である。図１３に示すように、前段洗浄工程である
予備洗浄工程を行うための予備洗浄槽５１、後段洗浄工
程である脱脂洗浄工程を行うための脱脂洗浄槽５３、脱
脂処理後のリンス工程を行うための第１水洗槽５５及び
第２水洗槽５７がそれぞれ設けられている。予備洗浄槽
５１には予備洗浄液５２が収容され、脱脂洗浄槽５３に
は脱脂洗浄液５４が収容され、第１水洗槽５５及び第２
水洗槽５７には、それぞれ水洗液５６及び５８が収容さ
れている。本システムでは、第２水洗槽５７のオーバー
フロー水が第１水洗槽５５に送られ、第１水洗槽５５の
オーバーフロー水が加圧タンク５９に送られている。加
圧タンク５９には、図１に示すような空気圧縮機及び圧
力センサー等が接続されており、この加圧タンク５９
で、オーバーフロー水に強制的に空気を加圧溶解してい
る。空気を加圧溶解したオーバーフロー水は、次に減圧
弁６０及び流量調整弁６１を通り、予備洗浄槽５１内に
供給される。予備洗浄槽５１内に供給されたオーバーフ
ロー水は大気圧に減圧されるため、気泡が発生し、発生
した気泡により金属粉の脱離除去処理が行われる。

【００７１】脱脂洗浄液５４として、無リン系のポリカ
ルボン酸塩をビルダーとして含有する脱脂洗浄液を用い
ると、この脱脂洗浄液はリンス工程の第１水洗槽５５及
び第２水洗槽５７に持ち込まれる。この結果、第１水洗
槽５５からのオーバーフロー水にポリカルボン酸塩が含
まれ、このポリカルボン酸塩を含むオーバーフロー水が
予備洗浄槽５１に供給されることになる。従って、予備
洗浄液５２中にポリカルボン酸塩が含まれることにな
り、より効率よく金属粉の脱離除去を行うことができ
る。

【００７２】

【発明の効果】本発明の洗浄方法では、洗浄槽に供給さ
れる洗浄処理用原水に加圧下で空気を強制溶解し、これ
を洗浄槽に供給することによって洗浄槽内の洗浄液に気
泡を発生させている。このようにして発生する気泡は非
常に微細な気泡であり、このような気泡を金属成型物の
表面に付着した金属粉に付着させることにより、金属粉
を金属成型物から脱離し除去することができる。

【００７３】また本発明に従えば、洗浄槽内の洗浄液全
体に気泡を均一に発生させることができ、例えば自動車
車体のような袋構造内部を有するような金属成型物の内
部に付着した金属粉も除去することができる。

【００７４】また金属粉の脱離除去の洗浄液中にポリカ
ルボン酸塩を含有させることにより、さらに効率よく金
属粉を脱離除去することができる。脱離除去後のリンス
工程の洗浄後の水洗液を気泡発生による洗浄槽にフィー
ドバックさせる場合には、脱脂洗浄液としてポリカルボ
ン酸塩をビルダーとして含有する洗浄液を用いることに
より、気泡発生による洗浄液中にフィードバックしてポ
リカルボン酸塩を含有させることができる。従って、鉄
粉の脱離除去に優れた有用な脱脂洗浄システムとするこ
とができる。

【００７５】本発明に従えば、従来は除去が困難であっ
た金属成型物の表面に付着した金属粉を容易に除去する
ことができる。従って、本発明に従う洗浄方法を、例え
ば電着塗装前の洗浄工程に適用することにより、電着塗
装における金属粉付着によるブツ等の発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施例における洗浄装置を示す模
式図。

【図２】自動車車体などの金属成型物に対する電着塗装
工程までの一例の洗浄工程を示す模式図。

【図３】本発明における実施例４の洗浄工程を説明する
ための図。

【図４】本発明における実施例５の洗浄工程を説明する
ための図。

【図５】本発明における実施例６の洗浄工程を説明する
ための図。

【図６】本発明における実施例８〜１０の洗浄工程を説
明するための図。

【図７】本発明の実施例において用いた攪拌機付き洗浄
槽を示す図。

【図８】本発明における実施例において用いた水洗槽を
示す図。

【図９】比較例４において用いた浸漬処理槽を示す図。

【図１０】本発明の実施例において袋構造部の鉄粉除去
性及び脱脂水濡れ性を評価する方法を説明するための斜
視図。

【図１１】本発明の実施例において外部表面の鉄粉除去
性及び脱脂水濡れ性を評価する方法を説明するための斜
視図。

【図１２】図１０に示す評価方法で用いる枠材を示す斜
視図。

【図１３】脱脂洗浄後のリンス工程の水洗後のオーバー
フロー水を予備洗浄槽にフィードバックするシステムを
示す構成図。

【符号の説明】

１…気泡を発生させる浸漬処理槽 ２…洗浄処理用原水に空気を強制溶解するための加圧タ
ンク ３…洗浄処理用原水槽 ４…空気圧縮機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 禎治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佃 規夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 傍田 保 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 白石 正司 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属成型物を洗浄槽内の洗浄液中に浸漬
   して洗浄する方法において、 前記洗浄槽に供給される洗浄処理用原水に加圧下で空気
   を強制溶解し、これを洗浄槽に供給することによって洗
   浄槽内の洗浄液に気泡を発生させ、前記金属成型物の表
   面に付着した金属粉に気泡を付着させて金属成型物から
   金属粉を脱離し除去することを特徴とする金属成型物の
   洗浄方法。
2. 【請求項２】 金属成型物を前段洗浄工程で洗浄槽内の
   洗浄液に浸漬して洗浄した後、後段洗浄工程で浸漬処理
   または噴霧処理により洗浄する金属成型物の洗浄方法に
   おいて、 前記洗浄槽に供給される洗浄処理用原水に加圧下で空気
   を強制溶解し、これを洗浄槽に供給することによって洗
   浄槽内の洗浄液に気泡を発生させ、前記金属成型物の表
   面に付着した金属粉に気泡を付着させて金属成型物から
   金属粉を脱離し除去することを特徴とする金属成型物の
   洗浄方法。
3. 【請求項３】 金属成型物を前段洗浄工程で洗浄槽内の
   洗浄液に浸漬して洗浄した後、後段洗浄工程で浸漬処理
   または噴霧処理により洗浄し、次いでリンス工程で金属
   成型物の表面を水洗する金属成型物の洗浄方法におい
   て、 前記洗浄槽に供給される洗浄処理用原水に加圧下で空気
   を強制溶解し、これを洗浄槽に供給することによって洗
   浄槽内の洗浄液に気泡を発生させ、前記金属成型物の表
   面に付着した金属粉に気泡を付着させて金属成型物から
   金属粉を脱離し除去することを特徴とする金属成型物の
   洗浄方法。
4. 【請求項４】 前記洗浄液中の気泡が０．１〜２００μ
   ｍの大きさである請求項１〜３のいずれか１項に記載の
   金属成型物の洗浄方法。
5. 【請求項５】 前記洗浄液の表面張力が４０ｄｙｎｅ／
   ｃｍ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の金
   属成型物の洗浄方法。
6. 【請求項６】 前記洗浄液がポリカルボン酸塩を含有す
   る請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属成型物の洗
   浄方法。
7. 【請求項７】 前記前段洗浄工程が金属粉の除去を主と
   する洗浄工程であり、前記後段洗浄工程が金属成型物の
   脱脂処理を主とする洗浄工程である請求項２〜６のいず
   れか１項に記載の金属成型物の洗浄方法。
8. 【請求項８】 前記前段洗浄工程の洗浄槽に前記リンス
   工程の洗浄後の洗浄水が洗浄処理用原水として供給され
   る請求項３〜７のいずれか１項に記載の金属成型物の洗
   浄方法。
9. 【請求項９】 加圧下で空気を強制溶解した洗浄処理用
   原水を洗浄槽に供給することによって洗浄槽内の洗浄液
   に気泡を発生させ、該洗浄液中に浸漬した金属成型物の
   表面を洗浄液によって洗浄処理するとともに、該金属成
   型物の表面に付着した金属粉に前記気泡を付着させ、該
   金属成型物から金属粉を脱離し除去する前段洗浄工程
   と、 前記前段洗浄工程後の金属成型物を浸漬処理または噴霧
   処理により脱脂処理する後段洗浄工程と、 前記後段洗浄工程後の金属成型物の表面を水洗するリン
   ス工程と、 前記リンス工程の洗浄後の洗浄水を前記洗浄処理用原水
   として前記前段洗浄工程の洗浄槽に供給し、その途中に
   おいて前記加圧下での空気の強制溶解を行う洗浄水フィ
   ードバック工程とを備える金属成型物の洗浄方法。
10. 【請求項１０】 前記後段洗浄工程における脱脂処理に
    用いる脱脂洗浄液がポリカルボン酸塩をビルダーとして
    含む脱脂洗浄液である請求項２〜９のいずれか１項に記
    載の金属成型物の洗浄方法。
11. 【請求項１１】 金属成型物を洗浄液中に浸漬して洗浄
    するための装置であって、 前記洗浄液が収容され、洗浄処理がなされる洗浄槽と、 前記洗浄槽に供給される洗浄処理用原水に加圧下で空気
    を強制溶解する空気加圧溶解手段と、 前記空気加圧溶解手段によって空気を溶解させた洗浄処
    理用原水を前記洗浄槽に供給する手段とを備える金属成
    型物の洗浄装置。
12. 【請求項１２】 さらに前記洗浄槽内の洗浄液を前記空
    気加圧溶解手段に前記洗浄処理用原水として戻す手段を
    備える請求項１１に記載の金属成型物の洗浄装置。
13. 【請求項１３】 金属成型物を脱脂処理して洗浄するた
    めの装置であって、 前記金属成型物を予備洗浄するための予備洗浄液が収容
    された予備洗浄槽と、 前記予備洗浄後の金属成型物を脱脂処理するための脱脂
    洗浄液が収容された脱脂洗浄槽と、 前記脱脂処理後の金属成型物を水洗するための水洗槽
    と、 前記水洗槽からのオーバーフロー水に加圧下で空気を強
    制溶解するための空気加圧溶解手段と、 前記空気加圧溶解手段によって空気を溶解させた前記オ
    ーバーフロー水を前記予備洗浄槽に供給する手段とを備
    える金属成型物の洗浄装置。