JPH0125396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカチオン電着塗装方法において、塗料
液或いは余剰塗料含有洗浄液の過工程において
使用する超過膜や逆浸透膜等の透過膜の洗浄方
法に関する。

従来技術 一般に電着塗装として、導電性基質から成る被
塗装物品を、塗料液槽内の塗料液中に浸漬し、こ
の塗料液槽内に隔膜電極を設け、該電極を陽極及
び物品を陰極として、隔膜電極と物品との間に電
圧を印加して物品の塗装を行なう。所謂カチオン
電着塗装方法が知られている。

この様な電着塗装方法においては、塗装に際し
て樹脂分解物、中和剤その他の不要物質が蓄積す
るため、塗料液や洗浄排液を超過や逆浸透等の
過操作に供し、不要物質を分離除去すると共に
得られる濃縮塗料液を再使用している。

然しながら、超過や逆浸透等の透過膜を用い
膜分離においては、過操作の進行に伴なつて膜
自体に目詰まりを生じるため、該膜を洗浄する必
要がある。

この膜の目詰まりは、一般に空気中の炭酸ガス
が塗料液中に吸収されて形成される炭酸金属塩に
起因するものと解されており、従来は別途に洗浄
タンクを設け、酢酸等の酸水溶液を透過膜に供給
し、該膜の洗浄を行なつていた（特公昭59−
52240号公報参照）。

而してかかる従来の洗浄法においては、別個に
酢酸溶液を調製して供給するため、濃度管理等の
手間がかかり、またコストがかかるという欠点を
免れない。

発明の目的 即ち、本発明の目的は、格別の濃度コントロー
ル等を必要とせずに極めて容易且つ安価な手段に
より、透過膜の洗浄を行なう方法を提供するにあ
る。

本発明の他の目的は、隔膜電極の極液を透過膜
の洗浄液として使用する洗浄方法を提供するにあ
る。

発明の構成 本発明によれば、(A)導電性の被塗装物品を塗料
液槽中に浸漬し、塗料液槽内に設けられている隔
膜電極と物品との間に電圧を印加し、該物品の塗
装を行なう塗装工程、(B)隔膜電極内の極液を循環
供給する工程、(C)該塗装工程にて形成された塗膜
面に付着する余剰塗料を除去する洗滌工程、(D)前
記塗装工程における塗料液或いは前記洗滌工程に
て回収される余剰塗料含有洗滌液の少くとも一部
を超過膜乃至は逆浸透膜等の透過膜に導いて
過液と濃縮された塗料液とに分離する過工程、
とからなるカチオン電着塗装方法において、前記
隔膜電極内に循環供給する極液の一部を前記透過
膜に供給し、該透過膜の洗浄を行なうことを特徴
とするカチオン電着における透過膜の洗浄方法が
提供される。

発明の好適態様 本発明を以下添付図面に示す具体例に基づいて
詳細に説明する。

カチオン電着塗装を好適に行なうための装置の
一例を示す第１図において、被塗装物品１の搬送
路２に沿つて全体としてＡで示される塗装域と、
全体としてＢで示される洗浄域が設けられる。

かかる被塗装物品１は導電性の物品であり、主
として金属から成る任意の物品が使用される。例
えば、連続した帯状の金属板、金属素線又は撚り
線、或いは棒、板、パイプ等の成形品、車輛、電
気機器、建材、家具等の部品や組立品を使用する
ことができる。

塗装域Ａは、隔膜電極７０を備えた塗料液槽
３、該塗料液槽３内の塗料液４中に被塗装物品１
を浸漬し搬送するための物品支持搬送機構Ｃ、及
び物品と電極との間に電圧を印加するための給電
機構Ｄから成る。

被塗装物品１は、搬送機構Ｃにより絶縁部材５
を介してハンガー６で吊下げられ、電源７のマイ
ナス側に接続された給電レール８上をハンガー６
に取付けられた集電子（図示せず）が摺動してマ
イナスの電圧が印加される。電源７のプラス端子
は、前記隔膜電極７０内の電極７１に接続され
る。

塗料液４としては、例えば第４級アンモニウム
基の様なカチオンを形成する基を有する樹脂、酢
酸、乳酸、グリコール酸等の中和剤乃至安定剤、
その他各種溶剤、顔料、界面活性剤、電解質塩類
等を含んでおり、所謂カチオン塗料と呼ばれるも
のが使用される。

即ち、本発明によれば、塗料液槽３に設けられ
た隔膜電極７０を陽極とし、塗料液４に浸漬され
た導電性被塗装物品１を陰極として電圧が印加さ
れ、カチオン電着塗装が行なわれる。

この場合、前記液槽内の塗料液をポンプ９でラ
イザー１０を介して循環乃至撹拌しながら両極間
に通電が行なわれる。

印加される電圧は一般的に言つて50乃至300ボ
ルトであり、電流は物品の面積1dm²当たり１乃
至15アンペアのオーダーである。物品の浸漬、通
電、搬送は、所謂スリツパー・デイツプ方式で
も、或いはタクト方式の何れでもよく、また連続
した物品の場合には、連続した金属板や金属線
を、塗料液槽３中に連続的に供給する任意の方式
を採用し得る。塗料液槽３に収容される塗料液４
の濃度は、塗装の目的によつても相違するが、一
般的に言つて、10乃至30％であるのがよい。かく
して、物品表面上に、厚さ５乃至100μ電着塗膜
を形成させることができる。

塗料液槽３内に設けられた隔膜電極７０は、極
液の循環工程を示す第２図を参照して、ステンレ
ス、フエライトカーボン等の電極７１と、該電極
７１の周囲に設けられ極液７２が収容された電気
絶縁性の隔膜ボツクス７３と、該隔膜ボツクス７
３の被塗装物品１と対向した開口部に張設され塗
料液４と該電極７１とを仕切るイオン交換膜等の
隔膜７４とから成る。

この隔膜としてはそれ自体公知のイオン交換
膜、例えばポリプロピレン等の繊維にポリスチレ
ンジビニル等のカチオン樹脂をホツトプレスして
一体成形したイオン交換膜等が使用される。

電着塗装の進行に従い、電極７１が極液（隔膜
ボツクス７３および隔膜７４で区画されている区
域内の電極液）７２中に溶解し陽イオンが発生す
るが、上記隔膜７４によつて極液７２と塗料液４
とが仕切られているため、該陽イオンが塗料液中
に侵入して塗装に悪影響を及ぼすことは有効に防
止される。極液７２としては一般に、酢酸、蟻
酸、乳酸、ゲリコール酸等の溶液が使用される。

本発明においては、前記極液７２を循環供給す
る。即ち、極液７２は循環ポンプ７５を介して循
環されるが、電離度計７６により極液７２の電離
度即ち、電気伝導度を測定し、極液７２中の酸濃
度が上昇した場合には、配管７７から純水を極液
タンク７８内に供給して極液７２を稀釈すること
により極液７２中の酢酸等の酸濃度がコントロー
ルされるものである。

塗料液４中には、前述した通り、中和剤乃至は
安定剤として使用されている酢酸、乳酸、グリコ
ール酸等の酸成分が含まれているが、電着塗装の
進行に伴つて塗料が被塗装物品１に付着して塗料
液４中から持出される。この結果として、塗料液
４中の酸濃度が上昇し、塗料液４中の中和剤乃至
安定剤と塗料とのバランスがくずれ、塗装工不良
を招くことになる。

而して、酢酸イオン等は隔膜７４を通過するた
め、カチオン電着塗装の進行に伴つて極液中の酸
濃度が上昇する。

そこで本発明においては上記の如く、極液７２
を循環し、適宜純水を補給してその電気伝導度を
一定に保つことにより酢酸等の酸濃度をコントロ
ールし、塗料液４中の中和剤乃至安定剤と塗料と
のバランスを保つているのである。

この極液中の酸濃度は一般に1000〜2500ppmの
オーダーにコントロールされる。

酢酸等の酸濃度が上記範囲を超える様な場合に
は、適宜水等が補給され、その分増量した極液は
系外へ排出される。排出は通常配管７９から中和
剤を供給混入して中和処理の後に行なわれる。

塗料液槽３には、これに隣接して補助槽１１が
設けられている。即ち、塗料液槽３中の塗料液４
は、両槽の仕切壁１２上から補助槽１１内に溢流
し、塗料液上の泡やカスが補助槽１１で除去され
る様にする。

補助槽１１に溢流した塗料液は、塗料液循環径
路１３を経て、塗料液槽３内に循環される様にす
る。添付図面に示す態様においてはかかる循環径
路は１回路のみ示されているが、一般には複数の
循環径路が採用されよう。

第１図に示す具体例においては、塗料液槽３の
内部の塗料組成を一様にし且つ均一に撹拌を行な
うために、補助槽１１からの塗料液を塗料液槽３
内に循環する循環径路１３が設けられるものであ
り、この循環径路１３には塗料液循環撹拌用ポン
プ９およびライザー１０が設けられている。

循環径路１３の途中には径路を分岐して、塗料
液を補給するための補給槽１４および補給塗料撹
拌ポンプ１４′を設けることができる。塗料液槽
３に補助槽１１を付設する代りに、塗料液を塗料
液槽３の上部から取出し、底部に循環する様にし
ても勿論よい。

このようにして形成される電着塗膜は水に不溶
性のものであるが、前記被塗装物品が電着塗装を
終了して塗料液槽３から出てくるときには、この
電着塗膜の表面に塗料液槽内の塗料が必然的に物
理的に付着する。この電着塗膜表面に物理的に付
着した塗料をそのまゝ加熱すると、色むら、つや
の不均一等の欠点を生じる。

従つて、電着塗膜が形成された被塗装物品１
は、塗料液４から引き掲げた後、洗浄域Ｂにおい
て、電着塗膜に物理的に付着して持出される余剰
塗料液を洗浄により除去する。

洗浄域Ｂは、塗装域Ａの搬出側に近接して且つ
搬送路２に沿つて設けられる。この洗浄域Ｂは、
本実施例の場合、塗装物品の搬送方向に直列に配
置された第一の洗浄域Ｅと第二の洗浄域Ｆとから
成つている。この場合、第一の洗浄域Ｅは、余剰
塗料含有洗浄液１５を収容する液槽１６から成
り、電着塗装域Ａからの電着塗装終了物品は、ハ
ンガー６により支持搬送されて洗浄液１５に浸漬
され、先ず第一次洗浄される。次いで塗装物品は
洗浄液１５からひき上げられ、第二の洗浄域Ｆに
おいて、ノズル１７，１８からのスプレーシヤワ
ーを浴せられて洗浄操作を終了する。液槽１６内
の余剰塗料含有液１５は、その底部から配管１９
を経て抜き出されて、ポンプ２０によりスプレー
管２１から被塗装物品１の予備洗浄のため噴霧さ
れて補助槽１１に循環される。

また塗料液槽３又は補助槽１１に連ねて超過
装置乃至は逆浸透装置２２が、及び余剰塗料含有
洗浄液回収槽１６に連ねて超過装置乃至は逆浸
透装置２３が設けられている。

即ち、電着塗装の進行に伴なつて、塗料液槽３
内の塗料液４は固形分の稀釈化が進み、また洗浄
域Ｂにおいて回収される余剰塗料含有洗浄液には
塗料成分が稀釈された形で含有されている。

従つて本発明においては、塗料液４域いは余剰
塗料含有洗浄液１５の少なくとも一部を超過装
置乃至は逆浸透装置に導いて濃縮された塗料液を
分離回収し、これを再使用に供するものである。

第１図の態様においては、補助槽１１の底部か
ら塗料液４を抜出して超過装置乃至は逆浸透装
置２２に導く配管２４が設けられ、配管２４に接
続されるポンプ２４′により補助槽１１内の塗料
液を超過装置等２２の高圧側に供給する。この
超過装置等２２で分離された過液２５は液溜
２６に貯留され、一方濃縮された塗料液は配管２
７を経て塗料液槽３に循環される。液溜２６内の
過液２５は配管２８及び過液送ポンプ２９を
経て、第二の洗浄液Ｆのスプレーノズル１７に送
られ、塗装物品の第二次洗浄に使用され一部は配
管３０を経てポンプ２４′，２９のシール部のシ
ール液に使用される。

また洗浄液回収槽１６の底部から余剰塗料含有
洗浄液１５を抜き出して、超過装置等２３に導
く配管３１が設けられ、配管３１に接続されるポ
ンプ３２により、余剰塗料含有洗浄液１５を超
過装置等２３の塗料通路側（高圧側）に供給す
る。かくして、洗浄液中に含水される水や塗料中
の低分子成分は超過膜等を透過して、液３３
として、液溜３４に排出される。

一方、洗浄液中の塗料固形分が濃縮された液
は、塗料液と混合すれば十分再使用可能であり、
配管３５を通して補助槽１１に濃縮された形で循
環される。回収された過液３３は、配管３６及
び過液送液ポンプ３７を経て、第二の洗浄域Ｆ
のスプレーノズル１８に送られる。

本発明において、超過装置としては、塩類、
溶剤或いは分解樹脂分子の如き低分子物質を透過
し得る特定の透過膜、即ち厚さ0.1乃至10ミクロ
ンの比較的密度の高いセルロース系、ポリアミド
系又はポリスルフオン系の透過膜層と、これを支
持し且つ浸透性を有する海綿状の厚さ20乃至1000
ミクロンの補助槽とから成る超過透過膜を用い
たチユーブラタイプ又は透過膜と支持層（多孔性
シート）とをスパイラル状に巻込んだスパイラル
タイプ、或いは透過膜を中空糸状に加工した中空
糸タイプ等の任意の超過装置が使用される。例
えば、このような超過透過膜を開放管に成形し
たものや或いは平板状に集積したもの等を使用
し、この透過膜により包囲された通路に塗料液或
いは洗浄液を加圧下に例えば0.5乃至５Kg／cm²ゲ
ージの圧力下に通し、前述した低分子量溶質を含
む過液と塗料固形分が濃縮された塗料液とに分
離するものである。

また、逆浸透装置としては、塗料液の水のみを
透過するような選択透過膜を備えた任意の逆浸透
装置が使用され、この選択透過膜で包囲された通
路に、塗料を含有する液を高圧下、例えば30乃至
100Kg／cm²の加圧下に通すことにより、塩類等の
低分子可溶性成分を含有しない水から成る過液
と塗料分が濃縮された液とに分離する。

本発明において重要な特徴は、隔膜電極７０内
に循環供給される極液７２の一部を前記透過膜の
洗浄液として使用することにある。

即ち、極液７２の循環工程から、ポンプ３８及
び配管３９を介して超過装置乃至は逆浸透装置
２２及び／又は２３の透過膜に極液７２の一部が
供給される。

これら超過装置等において使用される透過膜
は、長時間の電着塗装に際して炭酸鉛等の炭酸塩
が析出して目詰まりを生ずるのである。

而して前記極液７２中には、酢酸等の酸が1000
〜2500ppmのオーダーで含まれているため、上述
した様に該極液の一部を透過膜の洗浄に用いるこ
とによつて、透過膜上に析出した炭酸鉛等が有効
に洗浄除去されるのである。

しかも、この極液７２中の酢酸等の酸濃度は、
塗料とのバランスを保つ様にコントロールされて
いるものであるから、塗料液中に混入したとして
も塗料液の組成が実質上変動したり、また劣化し
たりするという不都合を生じない。

また、洗浄液の酸濃度をコントロールするため
の格別の制御機構や、新たに洗浄液の供給機構を
設ける必要がなく、従来使用されている塗装装置
を簡単な設計変更に賦することにより容易に実施
し得、コスト的にも有利であるという利点が達成
される。

洗浄に際しての極液７２の供給は、透過膜の
過側に供給し、透過膜と接触させるか或いは逆洗
することにより行なうことが好適である。一般に
膜の過側においては、金属の酢酸塩等がカチオ
ン樹脂の回わりでイオン化し、解離安定化してい
るため、金属の炭酸塩は析出せず、膜の液側に
おいて、上記金属塩がカチオン樹脂と分離して不
安定となるため金属の炭酸塩が析出するものと考
えられるからである。

従つて極液７２は液側に供給することが好ま
しいのである。

洗浄に際しての極液７２と透過膜との接触は、
透過膜の目詰まりの状態によつても異なるが、一
般には30分乃至３時間程度でよい。逆洗は、30〜
60分連続廻を行なつた後、0.5〜１分間程度行
なえばよい。

また極液７２は、それ単独で洗浄液として供給
するが、酢酸等の酸濃度が200ppm以上である限
りにおいて配管８０から純水又は超過又は逆浸
透装置からの過液を補給し稀釈して使用するこ
とも可能である。

尚、本発明において洗浄を行なつていない通常
の塗装作業時においては、該極液の一部を各工程
において使用されている各種ポンプ９，１５，２
０，２４′，２９，３２，３７，３８，７５等の
シール部のフラツシング用のシール液として使用
することもできる。

即ち、該極液７２には酢酸等の酸が含まれてい
るため、ポンプの回転軸やシール面等に付着した
塗料の回形分や析出した塩類を溶解除去するとい
う作用を有しており、この様な極液をシール液と
して使用することによつて、塗料液の劣化や塗料
組成の実質的な変動を有効に防止でき、クローズ
ドサーキツトによる電着塗装が可能となるのであ
る。

かくして本発明によれば、格別の濃度コントロ
ールや格別の酸供給槽を必要とせずに、極めて容
易且つ安価な手段によつて、透過膜の洗浄を行な
い得ることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を好適に実施するための
一具体例を示す工程図、第２図は、極液の循環工
程の一例を示す図である。 Ａは塗料域、Ｂは洗浄域、Ｃは搬送機構、Ｄは
給電機構、Ｅは一次洗浄域、Ｆは二次洗浄域、１
は被塗装物品、３は塗料液槽、４は塗料液、１１
は補助槽、１５は余剰塗料含有洗浄液、１６は洗
浄液槽、２２，２３は超過装置又は逆浸透装
置、３８は極液供給ポンプ、３９は極液供給配
管、７０は隔膜電極、７２は極液、７５は極液循
環供給ポンプ、７６は電離度計を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (A) 導電性の被塗装物品を塗料液槽中に浸漬
   し、塗料液槽内に設けられている隔膜電極と物
   品との間に電圧を印加し、該物品の塗装を行な
   う塗装工程 (B) 隔膜電極内の極液を循環供給する工程 (C) 該塗装工程にて形成された塗膜面に付着する
   余剰塗料を除去する洗滌工程 (D) 前記塗装工程における塗料液或いは前記洗滌
   工程にて回収される余剰塗料含有洗滌液の少く
   とも一部を超過膜乃至は逆浸透膜等の透過膜
   に導いて過液と濃縮された塗料液とに分離す
   る過工程 とから成るカチオン電着塗装方法において、 前記隔膜電極内に循環供給する極液の一部を前
   記透過膜に供給し、該透過膜の洗浄を行なうこと
   を特徴とするカチオン電着における透過膜の洗浄
   方法。