DE10132349A1

DE10132349A1 - Vehicle bodywork electrophoretic painting, controls acid removal by dialysis independently, such that anolyte acid can be re-used

Info

Publication number: DE10132349A1
Application number: DE10132349A
Authority: DE
Inventors: Apostolos Katefidis
Original assignee: Eisenmann Foerdertechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: DE10132349B4

Abstract

Acid removal by electrodialysis takes place outside the immersion tank (1) used for painting. The electrodialysis voltage source (24) is independent of that (5) promoting electrophoretic paint deposition in the tank (1). Anolyte used in electrodialysis is held at a sufficiently-high acid concentration, that acid contained in it, can be re-used. An Independent claim is included for the corresponding bodywork painting plant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 5
sowie
eine Anlage zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, nach dem Oberbegriff des Anspruches 9 bzw. des Anspruches 11. The invention relates to a method for electrophoretic, in particular cataphoretic, dip coating of objects, in particular vehicle bodies, according to the preamble of claim 1 and claim 5
such as
A system for electrophoretic, in particular cataphoretic, dip coating of objects, in particular vehicle bodies, according to the preamble of claim 9 and claim 11.

Es ist bekannt, dass beim elektrophoretischen Tauchlackieren Säure frei wird, wenn sich die Lackfestkörper am als Elektrode geschalteten Werkstück entladen. Diese Säure verändert den pH-Wert der Lackflüssigkeit und muss daher kontinuierlich aus dieser entfernt werden. Bei den derzeit bekannten kataphoretisch arbeitenden Verfahren und Anlagen der eingangs genannten Art sind deshalb in das Lacktauchbecken selbst Dialysezellen eingebaut, die innen ständig mit einem Anolyten durchströmt werden. Diese Dialysezellen bestehen aus einem Gehäuse, das eine Austauschermembran trägt, die Anionen permeieren lässt, jedoch für Kationen und Lackfestkörper undurchlässig ist. Die Austauschermembran umgibt die Anoden, die für den kataphoretischen Beschichtungsvorgang verantwortlich sind. Dabei darf auch der Säuregehalt des Anolyten des Elektrodialyseprozesses nicht zu stark anwachsen, da anderenfalls die Anoden wegen der dort vorliegenden hohen Energiedichte einem starken Verschleiß ausgesetzt wären. Daher wird der Leitwert des Anolytkreislaufes je nach verwendetem Lack auf einen Sollwert zwischen 500 und 6000 µS eingestellt. Wenn der ständig überwachte Leitwert einen vorgegebenen Sollwert übersteigt, wird über ein Magnetventil so viel neues vollentsalztes Wasser zugegeben, bis der vorgegebenen Sollwert wieder erreicht ist. Überschüssiger Anolyt läuft dabei der Abwasseraufbereitung zu. It is known that electrophoretic Dip painting acid is released when the paint solids on Unload the workpiece connected as an electrode. This Acid changes the pH value of the paint liquid and must therefore be continuously removed from it. In the currently known cataphoretically working Procedures and systems of the type mentioned are therefore dialysis cells in the paint immersion basin built-in, which constantly flows through with an anolyte inside become. These dialysis cells consist of a housing, which carries an exchange membrane, the anions permeate leaves, but impermeable to cations and paint solids is. The exchange membrane surrounds the anodes, which are used for responsible for the cataphoretic coating process are. The acidity of the anolyte of Electrodialysis process does not grow too much because otherwise the anodes because of the high ones present there Energy density would be exposed to severe wear. Therefore, the conductance of the anolyte cycle depends on used paint to a target value between 500 and 6000 µS set. If the constantly monitored conductance exceeds a predetermined setpoint, is over a Solenoid valve added so much new demineralized water until the specified setpoint is reached again. Excess anolyte runs in the wastewater treatment to.

Neben der Säurekonzentration des Anolyten schreiben die Lackhersteller in den Dialysezellen einen Mindestvolumendurchsatz des Anolyten vor, um dort den Wärmehaushalt beherrschen zu können und an den Anoden das Auftreten von Konzentrationspolarisationen oder Verarmungen zu verhindern. Aufgrund dieser kombinierten Anforderungen war es bisher erforderlich, dem Anolytkreislauf große Mengen vollentsalztem Wasser zuzuführen und entsprechend große Mengen des Anolyts pro Zeiteinheit zu verwerfen. Hiermit waren sowohl für das vollentsalzte Wasser als auch an Abwassergebühren hohe Kosten verbunden. Zudem lag die Konzentration der Säure in dem verworfenen Anolyten so niedrig, dass eine stoffliche Wiederverwertung der an und für sich teuren Säure nicht möglich war. Write next to the acid concentration of the anolyte the paint manufacturers in the dialysis cells Minimum volume flow rate of the anolyte in order to maintain the heat balance there to be able to control and the occurrence at the anodes from concentration polarizations or impoverishments prevent. Because of these combined requirements It was previously necessary to make the anolyte cycle large Add quantities of demineralized water and accordingly discard large amounts of the anolyte per unit of time. Hereby were both for the demineralized water high costs also associated with wastewater charges. moreover the concentration of the acid was in the discarded anolyte so low that material recycling of the in itself expensive acid was not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das kostengünstiger durchgeführt werden kann. The object of the present invention is a method of the type mentioned at the outset to create the less expensive can be carried out.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. A first solution to this problem is in claim 1 specified.

Bei dieser ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Grundgedanke der, die Elektrodialyse aus dem Lacktauchbecken herauszunehmen. Auf diese Weise gelten für sie die strengen, eingangs benannten Anforderungen der Lackhersteller sowohl für den Volumendurchsatz als auch für die Säurekonzentration des Anolyten nicht mehr. Der eigentliche Beschichtungsvorgang ist ja von dem Elektrodialysevorgang entkoppelt. Hierdurch wird es möglich, den Elektrodialysevorgang mit einer Anolytkonzentration zu fahren, die sehr viel höher liegt, als dies von den Lackherstellern bisher bei den herkömmlichen Verfahren vorgeschrieben war. Höhere Konzentration bedeutet zweierlei: Zum einen wird weniger vollentsalztes Wasser benötigt, was sowohl Kosten für dieses Wasser als auch Abwassergebühren einspart; zum anderen kann die Konzentration der Säure in dem Anolyten so hoch gehalten werden, dass nunmehr eine stoffliche Wiederverwertung dieser Säuren wirtschaftlich sinnvoll wird. In this first variant of the invention The basic concept is that of electrodialysis from the Take out the paint dip tank. Apply this way for them the strict requirements mentioned at the beginning the paint manufacturer for both volume throughput and not even for the acid concentration of the anolyte. The actual coating process is of that Electrodialysis process decoupled. This will make it possible the electrodialysis process with a Driving anolyte concentration that is much higher than that of the paint manufacturers so far with the conventional processes was mandatory. Higher concentration means two things: Firstly, less demineralized water is required, which costs both this water as well Saves sewage fees; on the other hand, the concentration of the Acid in the anolyte can be kept so high that now recycling of these acids becomes economically viable.

Die einfachste Ausführungsform dieses Verfahrens besteht darin, dass der Volumenstrom pro Zeiteinheit des vollentsalzten Wassers, der in den Anolyten eingebracht wird, so niedrig gehalten wird, dass die Säurekonzentration des Anolyten bei einem einzigen Durchgang durch den Elektrodialyseprozess die notwendige hohe Konzentration erreicht. Bei dieser Ausführungsform wird also ohne Rücksicht auf den Beschichtungsvorgang im Lacktauchbecken die Zufuhr von vollentsalztem Wasser zur Elektrodialyse soweit gedrosselt, wie dies die Funktionsfähigkeit der Elektrodialyseeinrichtung zulässt. Bereits hierdurch lassen sich in vielen Fällen die gewünschte Einsparung an vollentsalztem Wasser sowie die gewünschte hohe Konzentration der Säure im Anolyten erzielen. The simplest embodiment of this method is in that the volume flow per unit time of the demineralized water that is introduced into the anolyte, is kept so low that the acid concentration of the anolyte in a single pass through the Electrodialysis process the necessary high concentration reached. In this embodiment, therefore, without Consideration of the coating process in the paint immersion pool the supply of deionized water for electrodialysis throttled as far as this affects the functionality of the Allows electrodialysis. Already through this the desired saving can be achieved in many cases of deionized water and the desired high Achieve concentration of acid in the anolyte.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, den Anolyten durch wiederholte Führung im Kreislauf durch den Elektrodialyseprozess auf die notwendige hohe Konzentration zu bringen. In diesem Falle ist eine fast beliebige Aufkonzentration der Säure im Anolyten möglich. Alternatively, however, it is also possible to use the anolyte through repeated circulation in the Electrodialysis process to the necessary high concentration bring to. In this case, it is almost arbitrary Concentration of the acid in the anolyte possible.

Fast jedes elektrophoretische Tauchlackierverfahren verwendet einen Ultrafiltrationsvorgang, wobei das klare Permeat dieser Ultrafiltration den dem Lacktauchbecken nachgeschalteten Spüleinrichtungen als Spülflüssigkeit zugeführt wird, die danach in Kaskade wieder dem Lacktauchbecken zufließt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektrodialyse am Permeat der Ultrafiltration durchgeführt wird. In diesem Permeat steht etwa die gleiche Säurekonzentration zur Verfügung wie im Lackbad selbst. Die Membranen der "ausgelagerten" Elektrodialysezellen, denen das Permeat zugeführt wird, kommen aber nur mit klarem Medium und nicht mit Lackfestkörpern in Berührung. Die Austauschermembranen sind zudem mechanisch außerhalb des Lacktauchbeckens wenig gefährdet. Die Verrohrung der Gesamtanlage wird deutlich einfacher und kostengünstiger. Almost every electrophoretic dip painting process uses an ultrafiltration process, the clear This ultrafiltration permeate the paint basin downstream rinsing devices as rinsing liquid is fed, which is then cascaded back to the Paint dip pool flows in. A particularly beneficial one Embodiment of the method according to the invention is distinguished from the fact that electrodialysis on the permeate of the Ultrafiltration is carried out. In this permeate approximately the same acid concentration is available like in the paint bath itself. The membranes of the "outsourced" Electrodialysis cells to which the permeate is fed but only come with a clear medium and not with Paint solids in contact. The exchange membranes are mechanically outside of the paint immersion basin too little endangered. The piping of the entire system is clear easier and cheaper.

Die oben geschilderte Aufgabe wird auch durch die im Anspruch 5 beschriebene Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst. Bei dieser Variante wird die Abreicherung der Lackflüssigkeit von Säure wie beim Stande der Technik durch einen Elektrodialysevorgang durchgeführt, der im Lacktauchbecken selbst stattfindet und an dem die Elektroden, die die Lackabscheidung bewirken, als Elektroden der Elektrodialyse eine Doppelfunktion übernehmen. Erneut greift in diesem Falle die Überlegung, dass es zur Erzielung eines Anolyten mit hoher Säurekonzentration erforderlich ist, einen Elektrodialysevorgang außerhalb des Lacktauchbeckens durchzuführen. Dies geschieht bei der Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die im Anspruch 5 angegeben ist, dadurch, dass ein zweiter Elektrodialysevorgang außerhalb des Lacktauchbeckens durchgeführt wird, dem der Anolyt des ersten, innerhalb des Lacktauchbeckens ablaufenden Elektrodialysevorganges unterzogen wird. Durch den zweiten Elektrodialysevorgang wird der Anolyt des ersten Elektrodialysevorganges innerhalb desjenigen Säurekonzentrationsbereiches gehalten, den die Lackhersteller fordern. Die Zugabe von vollentsalztem Wasser in diesen ersten Anolytkreislauf ist daher nicht mehr oder nur zum Ausgleich von Verlusten erforderlich. Der Anolyt der zweiten, ausgelagerten Elektrodialyse unterliegt nun nicht mehr den Anforderungen des Lackherstellers, kann also auf konzentriert werden. Erneut stellen sich die kostenmäßigen Vorteile ein, die in der Reduzierung der zugeführten Menge vollentsalzten Wassers, der Einsparung von Abwassergebühren und gegebenenfalls in der Wiedergewinnung von Säure bestehen. The task outlined above is also achieved by the Claim 5 variant of the invention Procedure resolved. In this variant, the Depletion of the paint liquid from acid as in the prior art Technique performed by an electrodialysis process, which takes place in the paint plunge pool itself and on which the electrodes that cause the paint to be deposited as Electrodialysis electrodes have a dual function take. In this case again the consideration applies that it is to achieve an anolyte with high Acid concentration is required, an electrodialysis procedure to be carried out outside the paint immersion tank. this happens in the variant of the method according to the invention, the is specified in claim 5, characterized in that a second Electrodialysis process outside the paint immersion tank is carried out to which the anolyte of the first, within the electrodialysis process taking place is subjected. Through the second electrodialysis process becomes the anolyte of the first electrodialysis process kept within the acid concentration range that the paint manufacturers are demanding. The addition of fully desalinated There is therefore no water in this first anolyte cycle more or only necessary to compensate for losses. The anolyte of the second, outsourced electrodialysis is no longer subject to the requirements of Paint manufacturer, so can be focused on. Ask again the cost benefits that come in the reduction the amount of demineralized water supplied, the Saving wastewater fees and possibly in the Acid recovery exist.

Auch bei der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es grundsätzlich möglich, für die hohe Konzentration des Anolyten des zweiten Elektrodialysevorganges dadurch zu sorgen, dass entweder die Menge des zugeführten vollentsalzten Wassers ausreichend reduziert oder der Anolyt im Kreislauf mehrfach über den Elektrodialyseprozess geführt wird. Also in the second variant of the invention In principle, it is possible for the high procedure Concentration of the anolyte of the second Electrodialysis to ensure that either the amount of the demineralized water supplied is sufficient reduced or the anolyte in the circulation several times over the Electrodialysis process is carried out.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die kostengünstiger betrieben werden kann. The object of the present invention is also a To create a device of the type mentioned at the outset, that can be operated more cost-effectively.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 9 bzw. Anspruch 11 angegebenen Mitteln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage sind im Anspruch 10 bzw. in den Ansprüchen 12 und 13 angeben. This object is achieved with the in claim 9 or claim 11 specified means solved. Advantageous further training of the system according to the invention are in claim 10 or specify in claims 12 and 13.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage stimmen sinngemäß mit den oben geschilderten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens überein. The advantages of the system according to the invention are analogous with the advantages of the invention described above Procedure.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigen Embodiments of the invention are as follows explained in more detail with reference to the drawing; Show it

Fig. 1 schematich ein erster Ausführungsbeispiel einer Anlage zur kataphoretischen Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien; Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a system for cataphoretic dip painting of vehicle bodies;

Fig. 2 ähnlich schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer derartigen Anlage. Fig. 2 similarly schematically shows a second embodiment of such a system.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt ein Lacktauchbecken 1, das bis zu einem bestimmten Spiegel mit Lackflüssigkeit angefüllt ist, eine Spritzspülstation 2 sowie eine Spültauchbecken 3. Die zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 4 werden mit Hilfe eines nicht dargestellten Fördersystemes in der Zeichnung von links nach rechts geführt und dabei zuerst in das Lacktauchbecken 1 eingetaucht, dort in noch zu beschreibender Weise beschichtet, sodann durch die Spritzspülstation 2 geführt, dort in noch zu beschreibender Weise abgesprüht, schließlich in das Spültauchbecken 3 eingetaucht und dann der weiteren Bearbeitung zugeführt. The system shown in FIG. 1 comprises a paint immersion basin 1 , which is filled with lacquer liquid up to a certain level, a spray rinsing station 2 and a rinse immersion basin 3 . The vehicle bodies 4 to be painted are guided from left to right in the drawing with the aid of a conveyor system (not shown) and are first immersed in the paint immersion basin 1 , coated there in a manner to be described, then passed through the spray-flushing station 2 , there in a manner to be described sprayed, finally immersed in the rinse immersion pool 3 and then fed to further processing.

Die kataphoretische Beschichtung im Lacktauchbecken 1 wird mit Hilfe einer Beschichtungsstromquelle 5 durchgeführt, mit deren Minuspol die Fahrzeugkarosserien 4 während der Passage durch die Lackflüssigkeit verbunden sind. Außerdem tauchen in die Lackflüssigkeit des Lacktauchbeckens 1 mehrere Anoden 6 ein, die mit dem Pluspol der Beschichtungsstromquelle 5 verbunden sind. The cataphoretic coating in the paint immersion basin 1 is carried out with the aid of a coating current source 5 , with the negative pole of which the vehicle bodies 4 are connected during the passage through the paint liquid. In addition, a plurality of anodes 6 , which are connected to the positive pole of the coating current source 5 , are immersed in the paint liquid of the paint dip tank 1 .

Ein Teil der Lackflüssigkeit tritt aus dem Lacktauchbecken 1 in einen Überlaufbehälter 7 über, aus dem sie über eine Leitung 8 mit Hilfe einer Pumpe 9 einer Ultrafiltrationseinheit 10 zugeführt wird. Das in der Ultrafiltrationseinheit 10 gewonnene Retentat wird über eine Leitung 11 wieder direkt dem Lacktauchbecken 1 zugeführt, während das Permeat über eine weitere Leitung 12 in einen Arbeitsbehälter 13 gebracht wird. Das sich hier sammelnde Permeat stimmt in seiner ionischen Zusammensetzung, also auch in seinem pH-Wert, mit derjenigen der Lackflüssigkeit im Lacktauchbecken 1 überein, enthält jedoch keine Lackfestkörper. A portion of the paint liquid passes from the paint immersion basin 1 into an overflow tank 7 , from which it is fed to an ultrafiltration unit 10 via a line 8 with the aid of a pump 9 . The retentate obtained in the ultrafiltration unit 10 is fed back directly to the paint immersion basin 1 via a line 11 , while the permeate is brought into a working container 13 via a further line 12 . The permeate collecting here corresponds in its ionic composition, that is also in its pH value, to that of the paint liquid in the paint immersion basin 1 , but does not contain any paint solids.

Das Permeat wird dem Arbeitsbehälter 13 mit Hilfe einer Pumpe 14 entnommen und über eine Leitung 15 als Spülflüssigkeit in das Spültauchbecken 3 eingebracht. Von dort fließt die Spülflüssigkeit im Überlauf in einen Auffangbehälter 16, der sich innerhalb der Spritzsprühzone 2 unterhalb des Bewegungsweges der Fahrzeugkarosserien 4 befindet. Diesem Auffangbehälter 16 wird mit Hilfe einer Pumpe 17 Spülflüssigkeit entnommen und Spritzdüsen 18 zugeführt, die sich oberhalb des Bewegungsweges der Fahrzeugkarosserien 4 befinden und aus denen die vorbeiwandernden Fahrzeugkarosserien 4 mit Spülflüssigkeit besprüht werden. Erneut im Überlauf fließt die sich im Auffangbehälter 16 sammelnde Spülflüssigkeit in den Überlaufbehälter 7 zurück, wodurch der Kreislauf geschlossen ist. The permeate is removed from the working container 13 by means of a pump 14 and introduced into the rinsing immersion basin 3 as a rinsing liquid via a line 15 . From there, the rinsing liquid flows in the overflow into a collecting container 16 , which is located within the spray spray zone 2 below the path of movement of the vehicle bodies 4 . This collecting vessel 16 is removed by means of a pump 17 and washing liquid spray nozzle 18 supplied, which are located above the movement path of the vehicle bodies 4 and from which the past traveling vehicle bodies 4 are sprayed with rinsing liquid. Again in the overflow, the rinsing liquid collecting in the collecting container 16 flows back into the overflow container 7 , as a result of which the circuit is closed.

Die Spritzspülzone 2 und das Spültauchbecken 3 bilden somit in bekannter Weise eine Spülkaskade, die gegensinnig zur Bewegung der Fahrzeugkarosserien 4 von der Spülflüssigkeit durchströmt ist. The spray rinsing zone 2 and the rinsing immersion basin 3 thus form a rinsing cascade in a known manner, through which the rinsing liquid flows in opposite directions to the movement of the vehicle bodies 4 .

Das sich im Arbeitsbehälter 13 sammelnde Permeat der Ultrafiltrationseinheit 10 wird zusätzlich einer Elektrodialysebehandlung unterzogen mit dem Ziel, die Säurekonzentration abzureichern und so den pH-Wert des Permeates und damit letztendlich der Lackflüssigkeit in vorbestimmten Grenzen zu halten. Hierzu ist eine Elektrodialysezelle 19 vorgesehen, welcher mit Hilfe einer Pumpe 20 das sich im Arbeitsbehälter 13 sammelnde Permeat der Ultrafiltrationseinheit 10 zugeführt wird. Der innere Aufbau der Elektrodialysezelle 19 ist in der Zeichnung nur sehr schematisch dargestellt. Sie enthält mindestens eine ionenspezifische Austauschermembran 21 sowie auf gegenüberliegenden Seiten der Austauschermembran 21 angeordnet eine Kathode 22 und eine Anode 23, die an eine Dialysespannungsquelle 24 angeschlossen sind. Das der Elektrodialysezelle 19 durch die Pumpe 20 zugeführte Permeat durchfließt im Inneren der Elektrodialysezelle 19 einen Raum, der zumindest auf einer Seite von der Austauschermembran 21 begrenzt ist. The permeate of the ultrafiltration unit 10 that collects in the working container 13 is additionally subjected to an electrodialysis treatment with the aim of depleting the acid concentration and thus keeping the pH value of the permeate and thus ultimately the paint liquid within predetermined limits. For this purpose, an electrodialysis cell 19 is provided, to which the permeate collecting in the working container 13 is fed to the ultrafiltration unit 10 with the aid of a pump 20 . The internal structure of the electrodialysis cell 19 is shown only very schematically in the drawing. It contains at least one ion-specific exchange membrane 21 and a cathode 22 and an anode 23 arranged on opposite sides of the exchange membrane 21 , which are connected to a dialysis voltage source 24 . The permeate supplied to the electrodialysis cell 19 by the pump 20 flows through a space in the interior of the electrodialysis cell 19 which is delimited at least on one side by the exchange membrane 21 .

Der auf der gegenüberliegenden Seite der Austauschermembran 21 liegende Raum der Elektrodialysezelle 19 wird von einem Anolyten in an und für sich bekannter Weise durchströmt. Bei diesem handelt es sich anfänglich um konditioniertes, vollentsalztes Wasser, das im Laufe der Zeit mit Anionen angereichert wird, die über die Austauschermembran 21 aus dem Permeat übergetreten sind. Hierzu wird dem fraglichen Raum der Elektrodialysezelle 19 über eine Leitung 30 Anolyt entnommen und in einen Vorlagebehälter 31 überführt. Mit Hilfe einer Pumpe 32 wird dieser Anolyt vom Vorlagebehälter 31 über eine Leitung 25 erneut dem Anolytraum der Elektrodialysezelle 19 zugeleitet. Auf diese Weise entsteht also eine Anolyt-Kreisströmung, die über den Vorlagebehälter 31 führt. The space on the opposite side of the exchange membrane 21 of the electrodialysis cell 19 is flowed through by an anolyte in a manner known per se. This is initially conditioned, fully demineralized water which, over time, is enriched with anions which have passed from the permeate via the exchange membrane 21 . For this purpose, anolyte is removed from the space in question of the electrodialysis cell 19 via a line 30 and transferred to a storage container 31 . With the help of a pump 32 , this anolyte is fed again from the reservoir 31 via a line 25 to the anolyte compartment of the electrodialysis cell 19 . In this way, an anolyte circulation flow is created, which leads over the reservoir 31 .

Der Inhalt des Vorlagebehälters 31 kann außerdem über eine Leitung 33 entnommen und einer Entsorgung zugeführt werden. Über eine weitere Leitung 34 schließlich kann in den Vorlagebehälter 31 frisches vollentsalztes Wasser eingebracht werden. The content of the reservoir 31 can also be removed via a line 33 and disposed of. Finally, fresh demineralized water can be introduced into the reservoir 31 via a further line 34 .

Die oben beschriebene Lackieranlage arbeitet wie folgt:
Die Fahrzeugkarosserien 4 werden in die im Lacktauchbecken 1 befindliche Lackflüssigkeit eingetaucht und dort im elektrischen Feld zwischen ihnen und den Anoden 6 kataphoretisch beschichtet. Sie werden sodann aus dem Lacktauchbad 1 wieder ausgehoben und unter den Spritzdüsen 2 der Spritzspülzone 2 hindurchgeführt, wobei anhaftende Lackflüssigkeit abgespült und im Auffangbehälter 16 gesammelt wird. Die Fahrzeugkarosserie 4 wird dann weiter zum Spültauchbecken 3 befördert, dort eingetaucht und so von noch verbliebener Lackflüssigkeit befreit. Nach dem Austritt aus dem Spültauchbecken 3 wird sie, wie schon eingangs erwähnt, der weiteren Bearbeitung zugeführt. The painting system described above works as follows:
The vehicle bodies 4 are immersed in the paint liquid located in the paint immersion pool 1 and there they are cataphoretically coated in the electric field between them and the anodes 6 . They are then lifted out of the paint immersion bath 1 again and passed under the spray nozzles 2 of the spray rinsing zone 2 , adhering paint liquid being rinsed off and collected in the collecting container 16 . The vehicle body 4 is then conveyed further to the rinse immersion pool 3 , immersed there and thus freed from any remaining paint liquid. After exiting the rinsing dip tank 3 , as already mentioned at the beginning, it is fed to further processing.

Der Austrag an Pigmenten aus der Lackflüssigkeit, die sich im Lacktauchbecken 1 befindet, wird durch Zugabe entsprechender Pigmente kompensiert. The discharge of pigments from the paint liquid, which is located in the paint immersion tank 1 , is compensated for by adding appropriate pigments.

Die in der Spülkaskade, welcher die Spritzspülzone 2 und das Spültauchbecken 3 umfaßt, verwendete Spülflüssigkeit wird in der Ultrafiltrationseinheit 10 gewonnen, durch die ständig mit Hilfe der Pumpe 9 Lackflüssigkeit umgewälzt wird. Das so erhaltene Permeat wird über die Leitung 12 dem Arbeitsbehälter 13 und von dort über die Pumpe 14 und die Leitung 15 dem Spültauchbecken 3 zugeführt. The rinsing liquid used in the rinsing cascade, which comprises the spray rinsing zone 2 and the rinsing immersion basin 3 , is obtained in the ultrafiltration unit 10 , through which paint liquid is continuously circulated by means of the pump 9 . The permeate thus obtained is fed via line 12 to the working container 13 and from there via the pump 14 and line 15 to the rinse immersion basin 3 .

Wie ebenfalls weiter oben schon erwähnt, stimmt die Ionenzusammensetzung des in den Arbeitsbehälter 13 eingebrachten Permeats mit der Ionenzusammensetzung der Lackflüssigkeit innerhalb des Lacktauchbeckens 1 überein. Während der kataphoretischen Beschichtung der Fahrzeugkarosserien 4 im Lacktauchbad 1 steigt der Säuregehalt in der Lackflüssigkeit und damit auch in dem die Ultrafiltrationseinheit 10 verlassenden Permeat an. Wird ein vorgegebener Sollwert überstiegen, wird mit Hilfe der Pumpe 20 Permeat über die Elektrodialysezelle 19 umgewälzt. Dabei wird dem Permeat Säure entzogen, der pH-Wert also wieder in den zulässigen Bereich gebracht. Der Grad der Abreicherung kann sowohl durch die Betriebsdauer der Pumpe 20, also die Zeiten der Umwälzung durch die Elektrodialysezelle 19, als auch durch die Ausgangsspannung der Dialysespannungsquelle 24 beeinflußt werden. Das Permeat, welches auf diese Weise in seiner Säurekonzentration reduziert wurde, gelangt über das Spültauchbecken 3 und die Spritzspülzone 2 wieder in das Lacktauchbecken 1 zurück, so daß sich auch dort die in der Elektrodialysezelle 19 vorgenommene Säureabreicherung auswirkt. As also mentioned above, the ion composition of the permeate introduced into the working container 13 corresponds to the ion composition of the paint liquid within the paint immersion basin 1 . During the cataphoretic coating of the vehicle bodies 4 in the paint immersion bath 1 , the acid content in the paint liquid and thus also in the permeate leaving the ultrafiltration unit 10 increases . If a predetermined setpoint is exceeded, permeate 20 is circulated through the electrodialysis cell 19 with the aid of the pump. This removes acid from the permeate, bringing the pH back into the permissible range. The degree of depletion can be influenced both by the operating time of the pump 20 , that is to say the times of circulation by the electrodialysis cell 19 , and by the output voltage of the dialysis voltage source 24 . The permeate, which was reduced in its acid concentration in this way, returns via the rinsing immersion basin 3 and the spray rinsing zone 2 back into the lacquer immersion basin 1 , so that the acid depletion carried out in the electrodialysis cell 19 also has an effect there.

Die Austauschermembranen 21, die sich in der Elektodialysezelle 19 befinden, sind keinen Lackfestkörpern ausgesetzt. Auch mechanische Beschädigungen der Austauschermembranen 21 innerhalb der Elektrodialysezelle 19 sind nicht zu befürchten. The exchange membranes 21 , which are located in the electodialysis cell 19 , are not exposed to paint solids. There is also no need to fear mechanical damage to the exchange membranes 21 within the electrodialysis cell 19 .

Der Anolyt der Elektrodialysezelle 19 wird während deren Betrieb ständig über den oben beschriebenen Kreislauf, d. h. über die Leitung 30, den Vorlagebehälter 31, die Pumpe 32 und Leitung 25 umgewälzt. Dabei steigt die Säurekonzentration in ihm ständig an. Hat diese einen bestimmten Wert, beispielsweise 10 bis 20 Gewichtsprozente erreicht, so wird die Zirkulation des Anolyten unterbrochen. Über die Leitung 33 wird der Inhalt des Vorlagebehälters 31 abgelassen und einer Entsorgung zugeführt. "Entsorgung" kann ein bloßes Verwerfen als Abwasser sein; vorzugsweise erfolgt jedoch eine Wiedergewinnung der in dem Anolyt-Konzentrat enthalten Säuren. The anolyte of the electrodialysis cell 19 is continuously circulated during its operation via the circuit described above, ie via the line 30 , the storage container 31 , the pump 32 and line 25 . The acid concentration in it increases constantly. If this has reached a certain value, for example 10 to 20 percent by weight, the circulation of the anolyte is interrupted. The contents of the storage container 31 are drained off via line 33 and disposed of. "Disposal" can be mere discarding as waste water; however, the acids contained in the anolyte concentrate are preferably recovered.

Der Vorlagebehälter 31 wird sodann über die Leitung 34 wieder mit vollentsalztem Wasser angefüllt; die Rezirkulation des Anolyten über den oben geschilderten Weg wird wieder aufgenommen und es beginnt eine erneute Anreicherung des Anolyten der Elektrodialysezelle 19. The reservoir 31 is then refilled via line 34 with deionized water; the recirculation of the anolyte via the route described above is resumed and the anolyte of the electrodialysis cell 19 begins to be enriched again.

Die oben geschilderte Aufkonzentrierung des Anolyten der Elektrodialysezelle 19 erfolgte im Chargenbetrieb. Es ist jedoch auch möglich, im Anolytkreislauf der Elektrodialysezelle 19 mit im wesentlichen konstanter Konzentration zu arbeiten. Hierzu wird dem Vorlagebehälter 31 über die Leitung 33 ständig Konzentrat entnommen und über die Leitung 34 ein gleiches Volumen an vollentsalztem Wasser zugeführt. The concentration of the anolyte of the electrodialysis cell 19 described above was carried out in batch operation. However, it is also possible to work in the anolyte circuit of the electrodialysis cell 19 with an essentially constant concentration. For this purpose, concentrate is continuously withdrawn from the reservoir 31 via line 33 and an equal volume of deionized water is fed via line 34 .

Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer kataphoretischen Tauchlackieranlage ähnelt stark dem oben anhand der Fig. 1 beschriebenen. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet. Von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 finden sich beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 wieder das Lacktauchbecken 101, die Spritzspülstation 102, das Spültauchbecken 103, die in die Lackflüssigkeit des Lacktauchbeckens 101 eintauchenden Anoden 106, die Beschichtungsstromquelle 105, der Lackflüssigkeitskreislauf, der über den Überlaufbehälter 107, die Leitung 108, die Pumpe 109 und die Ultrafiltrationseinheit 110 sowie die Leitung 111 führt. In ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das Permeat der Ultrafiltrationseinheit 110 über die Leitung 112 in einen Arbeitsbehälter 113 eingebracht, aus diesem mit Hilfe der Pumpe 114 entnommen und über die Leitung 115 in die das Spültauchbecken 103 sowie die Spitzsprühzone 102 umfassende Spülkaskade eingebracht. Auch dieses Permeat fließt letztendlich in den Überlaufbehälter 107 zurück. The second exemplary embodiment of a cataphoretic dip coating system shown in FIG. 2 is very similar to that described above with reference to FIG. 1. Corresponding parts are therefore identified by the same reference number plus 100. From the exemplary embodiment in FIG. 1, in the exemplary embodiment in FIG. 2, there are again the paint immersion basin 101 , the spray rinsing station 102 , the rinse immersion basin 103 , the anodes 106 immersed in the lacquer liquid of the lacquer immersion basin 101 , the coating current source 105 , the paint liquid circuit, which is via the overflow container 107 , the line 108 , the pump 109 and the ultrafiltration unit 110 and line 111 leads. In a manner similar to that in the exemplary embodiment in FIG. 1, the permeate of the ultrafiltration unit 110 is introduced into a working container 113 via the line 112 , is removed therefrom with the aid of the pump 114 and via the line 115 into the rinsing cascade comprising the rinsing immersion basin 103 and the spraying zone 102 brought in. This permeate also ultimately flows back into the overflow tank 107 .

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 fehlen jedoch die Elektrodialysezelle 19 der Fig. 1 sowie die dieser zugeordneten Komponenten. Stattdessen ist in Übereinstimmung mit dem eingangs genannten Stand der Technik beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Elektrodialyse, welche den Säuregehalt der Lackflüssigkeit konstant hält, in das Lacktauchbecken 101 integriert. Die Anoden 106, welche unmittelbar am kataphoretischen Lackiervorgang beteiligt sind, dienen hier gleichzeitig als Anoden der Elektrodialysezelle. Die Anoden 106 sind von einer korbartig ausgestalteten semipermeablen Membran 132 umgeben, welche den Anolytraum, in den die Anoden 106 eintauchen, von dem Katalytraum trennen, der von dem Lackflüssigkeitsbad gebildet wird. Die semipermeablen Membranen 133 haben außerdem die Aufgabe, die Lackfestteile von den Anoden 106 fernzuhalten. In the embodiment of FIG. 2, however, the electrodialysis cell 19 of FIG. 1 and the components assigned to it are missing. Instead, in accordance with the prior art mentioned at the outset, in the exemplary embodiment in FIG. 2, the electrodialysis, which keeps the acid content of the coating liquid constant, is integrated into the coating tank 101 . The anodes 106 , which are directly involved in the cataphoretic painting process, serve here at the same time as anodes of the electrodialysis cell. The anodes 106 are surrounded by a basket-shaped semipermeable membrane 132 which separate the anolyte space into which the anodes 106 are immersed from the catalytic space which is formed by the coating liquid bath. The semipermeable membranes 133 also have the task of keeping the paint resist from the anodes 106 .

Der Anolyt dieses Elektrodialyseprozesses fließt im Kreislauf in folgender Weise: Er strömt aus den Anolyträumen, welche die Anoden 106 umgeben, über eine Leitung 134 zu einem Arbeitsbehälter 135 und wird diesem über eine Leitung 136 entnommen, von der eine weitere Leitung 137 abzweigt. In dieser Leitung 137, die in die Anolyträume nahe den Anoden 106 zurückführt, liegt eine fördernde Pumpe 138. The anolyte of this electrodialysis process flows in the circuit in the following way: it flows from the anolyte spaces surrounding the anodes 106 via a line 134 to a working container 135 and is removed from this via a line 136 , from which a further line 137 branches off. A conveying pump 138 is located in this line 137 , which leads back into the anolyte spaces near the anodes 106 .

Eine weitere Pumpe 139 in der Leitung 136 fördert einen Teil des dem Arbeitsbehälter 135 entnommenen Anolyten in den Katalytraum einer weiteren Elektrodialysezelle 140. Dieser weiteren Elektrodialysezelle 140 ist eine eigenständige Spannungsquelle 141 zugeordnet. Another pump 139 in line 136 conveys part of the anolyte removed from the working container 135 into the catalytic space of a further electrodialysis cell 140 . An independent voltage source 141 is assigned to this further electrodialysis cell 140 .

In den Anolytraum der Elektrodialysezelle 140 wird über die Leitung 142 vollentsalztes Wasser zugegeben. Der mit Säure angereicherte Anolyt verlässt die Elektrodialysezelle 140 über die Leitung 143 und wird hier der Entsorgung zugeführt. Demineralized water is added via line 142 into the anolyte compartment of electrodialysis cell 140 . The acid-enriched anolyte leaves the electrodialysis cell 140 via line 143 and is disposed of here.

Die in Fig. 2 dargestellte kataphoretische Tauchlackieranlage funktioniert, was den eigentlichen Lackiervorgang sowie den Spülvorgang anbelangt, in derselben Weise wie das oben ausführlich beschriebene Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Die mit der Aufrechterhaltung einer bestimmten Säurekonzentration in der Lackflüssigkeit verbundenen Vorgänge spielen sich jedoch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in folgender Weise ab:
Mit Hilfe der Pumpe 138 wird ständig Anolyt in dem oben geschilderten, ersten Kreislauf umgewälzt, der über die die Anoden 106 umgebenden Anolyträume führt. Das Strömungsvolumen pro Zeiteinheit in diesem ersten Kreislauf darf nicht unter einen bestimmten Wert abfallen, um den Wärmehaushalt im Bereich der semipermeablen Membranen 133 sowie der Anoden 106 nicht zu stören. Statt nun diesem Kreislauf, wie dies beim Stande der Technik geschah, zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Säurekonzentration ständig vollentsalztes Wasser zuzuführen und eine entsprechende Menge Anolyt abzuführen und zu verwerfen, wird bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 über die Leitung 136 ein zweiter Kreislauf aufgebaut, der über die zusätzliche Elektrodialysezelle 140 führt. In der Elektrodialysezelle 140 wird dem Anolyt des ersten Kreislaufes Säure entzogen, so dass in dem Arbeitsbehälter 135, in welchen der abgereicherte Anolyt zurückgeführt wird, eine im wesentlichen konstante Säurekonzentration herrscht. Im Prinzip ist also der erste Anolytkreislauf, der den Arbeitsbehälter 135 einschließt, vollständig geschlossen; ohne Leck- und Verdampfungsverluste müsste also diesem Kreislauf kein Wasser zugeführt werden. The cataphoretic immersion painting system shown in FIG. 2 functions, as far as the actual painting process and the rinsing process are concerned, in the same way as the exemplary embodiment of FIG. 1 described in detail above . However, the processes associated with maintaining a specific acid concentration in the lacquer liquid play out in the exemplary embodiment of Figure 2 from in the following manner.:
With the aid of the pump 138 , anolyte is constantly circulated in the first circuit described above, which leads over the anolyte spaces surrounding the anodes 106 . The flow volume per unit of time in this first circuit must not drop below a certain value in order not to disturb the heat balance in the area of the semipermeable membranes 133 and the anodes 106 . Instead of constantly supplying demineralized water to this circuit, as was done in the prior art, in order to maintain a certain acid concentration and removing and discarding a corresponding amount of anolyte, in the exemplary embodiment of FIG. 2 a second circuit is set up via line 136 , which leads via the additional electrodialysis cell 140 . Acid is withdrawn from the anolyte of the first circuit in the electrodialysis cell 140 , so that an essentially constant acid concentration prevails in the working container 135 , into which the depleted anolyte is returned. In principle, therefore, the first anolyte circuit, which includes the working container 135 , is completely closed; Without leakage and evaporation losses, no water would have to be added to this circuit.

In der zweiten Elektrodialysezelle 140 herrschen andere Anforderungen, was den Durchsatz des Anolyten betrifft. Das heißt, hier ist es möglich, die Menge an vollentsalztem Wasser, welches über die Leitung 142 dem Anolytraum der Elektrodialysezelle 140 zugeführt wird, so weit zu reduzieren, dass bei einem einzigen Durchgang durch die Elektrodialysezelle 140 eine erhebliche Aufkonzentration erfolgt. Im Idealfall ist also der Anolyt der zweiten Elektrodialysezelle 140, der über die Leitung 143 abströmt, so hoch aufkonzentiert, dass eine stoffliche Wiederverwertung der in ihm enthaltenen Säure möglich ist. In the second electrodialysis cell 140 there are different requirements with regard to the throughput of the anolyte. That is, here it is possible, the amount of deionized water, which is supplied via line 142 to the anolyte compartment of the electrodialysis cell 140 to reduce such an extent that a significant concentration is carried out at a single pass through the electrodialysis cell 140th In the ideal case, the anolyte of the second electrodialysis cell 140 , which flows out via the line 143 , is so highly concentrated that the acid contained in it can be recycled.

Sollte im Einzelfalle eine noch höhere Aufkonzentrierung des Anolyten gewünscht sein, da beispielsweise zur korrekten Funktion der Elektrodialysezelle 140 die Menge an vollentsalztem zugeführten Wasser nicht weiter reduziert werden kann, so ist es möglich, auch den Anolyten der zweiten Elektrodialysezelle in einem Kreislauf zu führen, ähnlich wie dies bei der Elektrodialysezelle 119 des ersten Ausführungsbeispieles der Fall war. If, in individual cases, an even higher concentration of the anolyte is desired, since, for example, for the correct functioning of the electrodialysis cell 140, the amount of deionized water supplied cannot be further reduced, it is possible to circulate the anolytes of the second electrodialysis cell in a similar way as was the case with the electrodialysis cell 119 of the first exemplary embodiment.

Claims

1. A method for electrophoretic, in particular cataphoretic, dip coating of objects, in particular vehicle bodies, in which

a) the objects are immersed in a paint immersion basin containing paint liquid and, as electrodes, in particular cathodes, connected in the electric field to a counter electrode, in particular anode, which is also immersed in the paint liquid, are coated with paint;

b) the acid that forms during the coating process is removed by an electrodialysis process, so that the acid content in the coating liquid remains within a permissible range,

characterized in that

a) the electrodialysis process takes place outside the paint immersion tank ( 1 ) with a voltage source ( 24 ) which is independent of the voltage source ( 5 ) causing the electrophoretic paint deposition in the paint immersion tank ( 1 );

b) the anolyte used in the electrodialysis is kept at such a high acid concentration that material recycling of the acid contained in the anolyte is possible.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the volume flow per unit of time of the demineralized water that is introduced into the anolyte, is kept so low that the acid concentration of the anolyte in a single pass through the Electrodialysis process the necessary high concentration reached.

3. The method according to claim 1, characterized in that the anolyte through repeated circulation through the electrodialysis process to the necessary high Concentration is brought.

4. The method according to any one of the preceding claims, in which a part of the paint liquid The paint dip tank is removed and subjected to ultrafiltration, the retentate of the ultrafiltration directly to the Lacquer dip tank is recycled while the permeate Ultrafiltration initially as a rinsing liquid for the coated objects used and then in the paint dip is returned characterized in that electrodialysis on the permeate of ultrafiltration is carried out.

5. Process for electrophoretic, in particular cataphoretic, dip coating of objects, in particular vehicle bodies, in which

b) the acid formed during the coating process is removed by a first electrodialysis process, so that the acid content in the coating liquid remains within a permissible range,

characterized in that

a) acid is removed from the anolyte of the first electrodialysis process in a second electrodialysis process taking place outside the paint immersion basin, wherein

b) the anolyte used in the second electrodialysis process is kept at such a high acid concentration that material recycling of the acid contained in the anolyte is possible.

6. The method according to claim 5, characterized in that the volume flow per unit of time of the demineralized water contained in the anolytes of the second Electrodialysis process is introduced, kept so low will that the acid concentration of this anolyte a single pass through the second Electrodialysis process reached the necessary high concentration.

7. The method according to claim 5, characterized in that the anolyte through repeated guidance in Circuit through the second electrodialysis process on the necessary high concentration is brought.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the acid concentration of the anolyte supplied for material recycling is at least ten percent by weight.

9. Plant for electrophoretic, in particular cataphoretic, dip coating of objects, in particular vehicle bodies, with

a) a paint immersion basin filled with a paint liquid into which the objects are immersed;

b) a coating voltage source, with one pole, in particular negative pole, of which the immersed objects can be connected, and the other pole, in particular positive pole, of which is connected to at least one counter electrode, in particular anode, which is immersed in the liquid in the paint immersion tank;

c) an electrodialysis device, with the aid of which the acid which forms during the coating process can be removed from the coating liquid, so that the acid content in the coating liquid remains within a permissible range,

characterized in that

a) electrodialysis device is disposed (1) outside the coating dip tank (1), independent of the coating power source (5) Dialysis current source (24) and by the arranged in the dip tank (1) counter electrode, in particular the anode (6), independent electrodes (22 , 23 );

b) the anolyte removed from the electrodialysis device ( 1 ) has such a high acid concentration that material recycling of the acid contained in the analyte is possible.

10. Plant according to claim 9, characterized in that the electrodialysis device ( 1 ) is assigned a circuit ( 30 , 31 , 32 , 25 ) through which the anolyte can be passed.

12. System for electrophoretic, in particular cataphoretic, dip coating of objects, in particular vehicle bodies, with

b) a coating voltage source, with one pole, in particular negative pole, of which the immersed objects can be connected, and the other pole, in particular positive pole, of which is connected to at least one counterelectrode, in particular anode, which is immersed in the coating liquid in the coating tank;

characterized in that

a) a second electrodialysis device ( 140 ) is provided outside the paint immersion tank ( 101 ), to which the anolyte of the first electrodialysis device ( 106 , 133 ) can be fed, wherein

b) the anolyte taken from the second electrodialysis device ( 140 ) has such a high acid concentration that material recycling of the acid contained in the anolyte is possible.

12. Plant according to claim 11, characterized in that the second electrodialysis device A circuit is assigned, through which the anolyte is passed can.

13. Plant according to one of claims 9 to 12, characterized characterized that the acid concentration of the the material recycling of anolytes is at least ten percent by weight.