製品をよりパーソナライズするために、成形された包装製品のほとんどは表面に着色する必要があります。日用品の包装にはさまざまな表面処理プロセスがあります。ここでは、主に化粧品包装業界で一般的な真空コーティング、スプレー塗装、電気めっき、陽極酸化処理などのプロセスを紹介します。
一．噴霧工程について
スプレー塗装とは、スプレーガンやディスクアトマイザーを用いて、圧力や遠心力によって均一で微細な液滴に分散させ、被塗装物の表面に塗布する塗装方法を指します。スプレー塗装は、エアスプレー、エアレススプレー、静電スプレー、およびこれらの基本形態の派生形態である高流量低圧噴霧、熱溶射、自動スプレー、多群スプレーなどに分類されます。
２．噴霧プロセスの特徴
● 保護効果：
金属、木材、石材、プラスチックなどの物体を、光、雨、露、水分などの腐食から保護します。塗装は、最も便利で信頼性の高い保護方法の一つであり、物体を保護し、耐用年数を延ばすことができます。
●装飾効果：
塗装は、物体に輝き、光沢、滑らかさといった美しい「被せ物」を与えることができる。美しく彩られた環境や物体は、人々に美しさと心地よさを感じさせる。
●特殊機能:
対象物に特殊塗料を塗布することで、対象物の表面は、耐火性、防水性、防汚性、温度表示性、保温性、ステルス性、導電性、殺虫性、殺菌性、発光性、反射性などの機能を備えることができる。
三．噴霧プロセスシステムの構成
1. 噴霧室
1) 空調システム：塗装ブースに温度、湿度、粉塵を制御しながら、清潔で新鮮な空気を供給する装置。
2) スプレーブース本体：動圧室、静圧室、スプレー作業室、およびグリル底板で構成されます。
3) 排気および塗料ミスト収集システム：塗料ミスト収集装置、排気ファン、およびエアダクトで構成されます。
4) 廃塗料除去装置：塗装ブース排気洗浄装置から排出される汚水中の廃塗料残渣を適時に除去し、ろ過した水を塗装ブース底部の溝に戻して再利用する。
2. 噴霧ライン
塗装ラインの主要構成要素は主に、前処理装置、粉体噴霧システム、塗装装置、オーブン、熱源システム、電子制御システム、吊り下げコンベアチェーンなどです。
1) 前処理装置
スプレー式多段前処理装置は、表面処理によく用いられる装置です。その原理は、機械的な研磨によって化学反応を促進し、脱脂、リン酸塩処理、水洗などの工程を完了させることです。鋼部品のスプレー前処理の典型的な工程は、前脱脂、脱脂、水洗、水洗、表面調整、リン酸塩処理、水洗、水洗、純水洗です。ショットブラスト洗浄機も前処理に使用できます。これは、構造が単純で、錆がひどく、油分がほとんどない、または全くない鋼部品に適しています。また、水質汚染もありません。
2) 粉体噴霧システム
粉体塗装における小型サイクロン＋フィルターエレメント回収装置は、より高度な粉体回収装置であり、色の変化も迅速です。粉体塗装システムの主要部品には輸入品の使用を推奨しますが、粉体塗装室や電動昇降機などの部品はすべて国内生産です。
3) 噴霧装置
例えば、オイル噴霧室やウォーターカーテン噴霧室などがあり、自転車の表面塗装、自動車のリーフスプリング、大型ローダーなどに広く使用されています。
4) オーブン
オーブンは、塗装生産ラインにおける重要な設備の一つです。その温度均一性は、塗装品質を保証する重要な指標となります。オーブンの加熱方式には、放射加熱、熱風循環加熱、放射加熱＋熱風循環加熱などがあります。生産計画に応じて、単室型や貫通型などに分類でき、設備形態には直通型や橋形型などがあります。熱風循環オーブンは、断熱性に優れ、オーブン内の温度が均一で、熱損失が少ないという特長があります。試験の結果、オーブン内の温度差は±3℃未満であり、先進国の類似製品の性能指標を満たしています。
5) 熱源システム
熱風循環は一般的な加熱方法です。対流伝導の原理を利用して炉内を加熱し、ワークピースの乾燥と硬化を実現します。熱源は、電気、蒸気、ガス、燃料油など、使用者の状況に応じて選択できます。熱源ボックスは、炉の状況に応じて、上部、下部、側面などに設置できます。熱源を生成する循環ファンが特殊な耐高温ファンであれば、長寿命、低エネルギー消費、低騒音、小型といった利点があります。
6) 電気制御システム
塗装および塗装ラインの電気制御には、集中制御と個別制御があります。集中制御では、プログラマブルコントローラ（PLC）を使用してホストを制御し、コンパイルされた制御プログラムに従って各プロセスを自動的に制御し、データを収集してアラームを監視します。個別制御は、塗装生産ラインで最も一般的に使用されている制御方法です。各プロセスは単一の列で制御され、電気制御ボックス（キャビネット）は機器の近くに設置されます。低コストで、直感的な操作が可能で、メンテナンスも容易です。
7) サスペンションコンベヤチェーン
サスペンションコンベヤは、工業用組立ラインや塗装ラインの搬送システムです。蓄積型サスペンションコンベヤは、長さ10～14mの保管棚や、特殊形状の街路灯用合金鋼管塗装ラインに使用されます。ワークピースは専用ハンガー（耐荷重500～600kg）に吊り上げられ、出入りはスムーズです。作業指示書に従って電気制御により出入口が開閉され、各加工ステーションでのワークピースの自動搬送に対応し、強力冷却室と荷降ろしエリアで並行して蓄積・冷却されます。強力冷却エリアには、ハンガー識別および牽引警報停止装置が設置されています。
3. スプレーガン
4. ペイント
塗料は、物体の表面を保護し装飾するために使用される材料です。物体の表面に塗布することで、特定の機能と強い密着性を持つ連続的な塗膜を形成し、物体を保護し装飾する役割を果たします。塗料の役割は、保護、装飾、および特殊機能（防錆、絶縁、マーキング、反射、導電性など）です。
四．基本的なプロセスフロー
対象物によってコーティングのプロセスや手順は異なります。ここでは、一般的なプラスチック部品のコーティングプロセスを例に、全体のプロセスを説明します。
1. 前処理工程
塗装要件に適した良好な下地を提供し、塗膜の優れた防食性と装飾性を確保するためには、塗装前に対象物の表面に付着した様々な異物を処理する必要があります。このようにして行われる作業は、前処理（表面処理）と呼ばれます。これは主に、材料上の汚染物質を除去したり、材料の表面を粗面化して塗膜の密着性を高めたりするために行われます。
事前脱脂：主な機能は、プラスチック部品の表面を部分的に事前脱脂することです。
主な脱脂作用：洗浄剤はプラスチック部品の表面の油分を脱脂します。
水洗浄：きれいな水道水を使用して、部品の表面に残っている化学試薬を洗い流します。水洗浄は2回行い、水温は室温、噴霧圧力は0.06～0.12MPaです。純水洗浄では、新鮮な脱イオン水を使用して部品の表面を徹底的に洗浄します（脱イオン水の純度要件は導電率≤10μm/cmです）。
送風エリア：水洗浄路で純水洗浄を行った後、送風ダクトから強風で部品表面に残った水滴を吹き飛ばします。しかし、製品の構造などの理由により、部品の一部に残った水滴が完全に吹き飛ばされず、乾燥エリアで水滴を乾燥させることができず、部品表面に水が溜まり、製品の塗装に影響を与える場合があります。そのため、火炎処理後にはワークピースの表面を確認する必要があります。上記のような状況が発生した場合は、バンパーの表面を拭き取る必要があります。
乾燥：製品の乾燥時間は20分です。オーブンはガスを使用して循環空気を加熱し、乾燥チャネル内の温度を設定値まで上昇させます。洗浄・乾燥された製品がオーブンチャネルを通過する際、オーブンチャネル内の熱風が製品表面の水分を乾燥させます。焼成温度の設定は、製品表面の水分蒸発だけでなく、製品ごとの耐熱性の違いも考慮する必要があります。現在、第2製造工場のコーティングラインは主にPP素材でできているため、設定温度は95±5℃です。
火炎処理：強力な酸化炎を用いてプラスチック表面を酸化させ、プラスチック基材表面の表面張力を高めることで、塗料が基材表面とより良く結合し、塗料の密着性を向上させます。
プライマー：プライマーには様々な用途があり、種類も豊富です。外からは見えませんが、大きな効果を発揮します。その機能は以下の通りです。接着性の向上、色差の低減、ワークピースの欠陥部分の隠蔽。
中間コーティング：塗装後に現れる塗膜の色であり、最も重要なことは、被塗物を美しくしたり、良好な物理的・化学的特性を持たせることです。
トップコーティング：トップコーティングは、コーティング工程における最後の層であり、その目的は、コーティング膜に高い光沢と優れた物理的・化学的特性を与え、被塗物を保護することです。
5．化粧品包装分野への応用
コーティングプロセスは化粧品パッケージに広く使用されており、さまざまな口紅キットの外部コンポーネントです。ガラス瓶ポンプヘッド、ボトルキャップなど。
主な着色工程の一つ
投稿日時：2024年6月20日