電気塗装の異常条件と解決策 (23号) - III

I. 概要

電着塗装システムにおける多くの異常は、浴液の日常的および定期的なモニタリングと分析を通じて原因を特定し、塗膜の異常を解決することで対処できます。各電着塗装ラインの実際の状況は異なるため、通常、問題解決には排除法が採用されます。以下の分析と対策の提案は、一般的な運用ガイドラインとして役立ちます。

II. 異常状態への対処方法

(I) 問題の明確化

1. 問題がシステム内で発生しているのか、関連する表面で発生しているのかを区別する。
2. 問題の種類を特定し、すべてのワークピースに影響があるかどうかを判断する。
3. 問題がワークピース全体に影響を与えるのか、それとも常に同じ場所で発生するのかを特定する。
4. 問題の発生時期を特定する。
5. 問題の持続性を理解する。頻繁に発生するのか、時々発生するのか、特定の要因の変化に関連しているのか。

(II) 故障の原因の特定

1. 故障の一般的な原因を分析し、生産ラインに変更がないか確認する。
2. 浴液のパラメータと問題の症状との間に相関関係があるかどうかを判断する。
3. 機械的な側面を検査し、機器、計器、電気泳動生産ラインのデバイスが正常に動作しているかどうかをテストする。
4. プロセスの遵守を確認する。プロセスまたは手順に違反する操作がないか確認する。
5. 前処理の品質に変化がないか確認する。

(III) 調整措置の決定

1. ラインで迅速に測定できる変数を明確にする。
2. 生産への影響を最小限に抑えて測定できる変数を特定する。
3. ラボで測定する必要がある変数を把握する。
4. パラメータ測定にサプライヤーからの技術サポートが必要かどうかを判断する。

(IV) 調整措置の実施

各変数をテストして、潜在的な解決策を排除または確認する必要があります。複数の解決策が存在する場合は、それらを1つずつ検証する必要があります。解決策が見つからない場合は、さらなる処理の前に問題を再確認してください。

(V) フォローアップ

問題の再発を防ぐために、一定の変数を決定します。詳細な記録を維持することで、将来の同様の問題に迅速に対応できます。

(VI) 予防措置

1. 電着塗装設備の正常な動作を確保し、毎年定期的なメンテナンスまたは清掃を実施する。
2. 安定した前処理プロセスを維持し、前処理の品質を管理する。
3. 電気泳動浴液のすべてのパラメータをプロセスで指定された範囲内に保つ。

III. 具体的な異常状態と解決策

13. クレーターとディンプル

• 前処理中のワークピースの脱脂不良、または洗浄後の油/埃による再汚染：ワークピースの脱脂プロセスを強化し、リン酸塩皮膜が二次的に汚染されていないことを確認する。
• 浴液中の油汚染、液面に浮遊または浴液に乳化：浴液循環システムにオイル除去フィルターバッグを設置し、汚染源を特定する。
• 電着後洗浄液中の油汚染：後洗浄水の品質を改善し、ろ過を強化し、必要に応じてきれいな水と交換する。
• 循環空気中の油による乾燥室の汚染：乾燥室と循環熱風を清潔に保つ。
• クレーターの問題がある塗料の補充、または樹脂の溶解/中和不良：補充塗料の管理を強化する。規格外の塗料をタンクに添加せず、補充塗料が十分に溶解、中和、ろ過されていることを確認する。
• 水吹きステーションの圧縮空気中の油 圧縮空気のバッファータンクを換気する。
• オーバーヘッドチェーンからの油滴下：オイル収集装置を設置する。
• 浴液中の顔料対バインダー比が低く、塗膜のレベリングが悪く、クレーターが発生しやすくなる：浴液の顔料対バインダー比を調整し、カラーペーストを適切に添加して顔料含有量を増やす。
• 浴液中の溶剤含有量が低く、塗膜のレベリングが悪い：溶剤を補充して塗膜のレベリングを改善する。

注記： 湿潤塗膜では見えないが、乾燥した塗膜表面にクレーター状のくぼみ（直径0.5〜3.0 mm）が現れる。基材を露出しないくぼみを「ディンプル」と呼び、基材を露出するものを「クレーター」と呼び、中心に粒子があるものを「魚眼」と呼ぶ。これらの欠陥は主に、埃、油、または電気泳動塗料と相容れない物質が湿潤電気泳動塗膜上または内部に存在し、ディンプル形成の中心として作用し、乾燥中の不均一なレベリングを引き起こすために発生する。

14. ピンホール

• 浴液中の顔料対バインダー比が低すぎるか高すぎる：塗料を補充して、顔料対バインダー比をプロセス範囲内に調整する。
• 浴液のpH値が低い：アノード液を排出し、浴液のpH値を上げる。
• 浴液中の不純物イオンの含有量が過度に高く、激しい電解反応とワークピース表面での過剰なガス発生を引き起こす：UF液を排出し、純水を加えて不純物イオンの含有量を減らす。
• セグメント電圧の電気泳動タンクでは、ワークピース間の間隔が狭いと、後部と前部のワークピース間に電位差が生じ、後部のワークピースがアノードとして作用し、反応によってピンホールが発生する：溶剤を補充して塗膜のレベリングを改善する。
• アノード液の導電率が高く、電解反応が激化し、ワークピース表面での気泡発生が増加する：アノード液を排出し、純水を補充する。アノードチューブの戻りパイプラインが詰まっている場合は、速やかに詰まりを取り除く。
• 浴液の温度が高すぎるか低すぎる：浴液の温度をプロセス範囲内に調整する。
• 電着後のワークピースの後洗浄が遅れ、湿潤塗膜が再溶解する：浴から取り出した後（1分以内）に、UF液または純水でワークピースを速やかに洗浄する。
• リン酸塩皮膜の多孔性と粗さが高い：リン酸塩処理液のパラメータを調整して、均一で緻密なリン酸塩皮膜を確保する。
• 循環が悪く、湿潤塗膜の消泡が不十分：浴液の攪拌強度を上げて、ワークピース表面から気泡を除去する。
• 浴液中の溶剤含有量が低く、塗膜のレベリングが悪い：溶剤を補充して塗膜のレベリングを改善する。
• ワークピースの入口端での浴液の流量が低く、泡が蓄積する：入口端での泡の蓄積をなくすために、液面流速を0.2 m/s以上に維持する。
• メインタンクと補助タンクの液面差が大きすぎて、循環後にメインタンクに気泡が混入する：純水または塗料を補充して、メインタンクと補助タンクの液面差を約10 cmに制御する。

注記： 乾燥した電着塗膜に形成される小さなピンホール状のくぼみまたは穴は「ピンホール」と呼ばれる。クレーター（くぼみ）とは異なり、直径が小さく、中心に異物がない、周囲に塗料の蓄積がない。湿潤塗膜の再溶解によって生じるピンホールは「再溶解ピンホール」と呼ばれ、電着中のガス発生または湿潤塗膜の消泡不足によって生じるものは「帯電タンク入口からの段階的ピンホール」と呼ばれ、一般的にワークピースの下部に発生する。

15. ウォーターステイン

• 浴液中の溶剤含有量が高い：ウルトラフィルトレートを排出し、純水を補充して溶剤含有量を減らす。
• 乾燥前に揮発または吹き飛ばされていない湿潤電着塗膜の表面の水滴またはビーズ 水滴/ビーズを圧縮空気またはファンで吹き飛ばして水分を除去する。
• ハンガーとオーバーヘッドチェーンからの水滴：ワークピースへの水滴の落下を防ぐ対策を講じる。
• ワークピースへの水の蓄積：ワークピースから蓄積した水を排出する手順を実行する。
• 湿潤塗膜の耐水性と電気浸透性が低い：使用する電着塗料の耐水性を改善する。
• 乾燥室への進入後の温度上昇が急激すぎる：急激な温度上昇を避け、予熱段階を追加する（低温ゾーンを設置する）。
• 純水洗浄が不十分：純水洗浄の強度を強化する。

注記： 電着塗膜を乾燥させた後、塗膜表面の局所的な領域に不均一な水滴状の斑点が現れ、塗膜の平坦性に影響を与える。この欠陥は「ウォーターステイン」と呼ばれる。これは、水滴または蓄積した水が湿潤塗膜に残り、乾燥中に沸騰し、水滴の位置に不均一な塗膜表面を形成することによって発生する。

16. 二次フローマーク

• 複雑なワークピース構造で、多数の隙間がある：可能であれば構造を改善し、適切なプロセス穴を開ける。
• 電着前後の洗浄プロセスの選択が不適切：複雑なワークピース（例：パイプ）の場合、浸漬スプレー洗浄プロセスを組み合わせるか、水洗と圧縮空気を使用して隙間から浴液を吹き飛ばす。
• 乾燥室への進入時の急激な温度上昇：排水と空気乾燥機能を強化し、乾燥前に予熱段階を追加する。

注記： 後洗浄後、湿潤電着塗膜の表面は正常に見えるが、乾燥後、ワークピースの隙間構造にフローマークが形成される。この塗膜欠陥は「二次フローマーク」と呼ばれる。

17. オレンジピール

• 塗膜が薄すぎるか厚すぎる：塗膜の厚さをプロセスで指定された範囲に調整する。
• 浴液中の顔料対バインダー比が低い：カラーペーストを補充して、顔料対バインダー比を上げる。
• 浴液中の溶剤含有量が低すぎるか高すぎる：ウルトラろ過システムと塗料供給を通じて溶剤含有量を制御する。
• 乾燥トンネルでの急激な温度上昇により、上層の塗膜が速すぎる：乾燥トンネルの温度曲線と調整し、低温焼成ゾーンを設定する。

注記： 電着塗膜の表面に現れるしわは、主に浴液パラメータの不均衡または不適切な適用条件によって引き起こされる。この欠陥は、オレンジの皮の質感に似ているため、「オレンジピール」と呼ばれる。

18. 塗膜表面の汚れ

• 脱脂効果が悪い、局所的な油残渣が残っている：脱脂効果を強化する。
• 脱脂後の水洗効果が悪い：水質を維持し、水洗タンクの表面に油汚染がないことを確認する。
• まだら模様の青みがかったリン酸塩皮膜またはリン酸塩皮膜のフローマーク：水洗を強化し、リン酸塩処理液のパラメータを調整して、均一で細かいリン酸塩皮膜を確保する。
• リン酸塩処理後の水洗の水の質が悪い：リン酸塩処理後の洗浄の水質管理を強化する。純水洗浄後の滴下水の導電率は30 μs/cmを超えないようにする。
• リン酸塩処理された表面の再汚染：処理された表面の二次汚染を防ぎ、清潔な環境を維持し、ハンガーからの水滴を防ぐ。

注記： 基材表面またはリン酸塩皮膜の汚染により、電着塗装後、乾燥した塗膜表面に縞模様または地図状の汚れが残る。この欠陥は「塗膜表面の汚れ」と呼ばれる。ウォーターステインやペイントマークとは異なり、塗膜表面は平坦なままだが、塗膜の耐水性と耐食性が影響を受ける。