JP3906989B2

JP3906989B2 - 電着塗料の回収方法

Info

Publication number: JP3906989B2
Application number: JP2002319107A
Authority: JP
Inventors: 紫朗丹宗; 正博平野
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2004149899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や家電製品などの被塗装物を電着塗料によって電着塗装するための電着槽に、前記電着塗料を回収する電着塗料の回収方法に関するもので、さらに詳しく言えば、電着塗料の一部を限外ろ過膜（ＵＦ膜）で限外膜ろ過し、得られた限外膜ろ過液を逆浸透膜（ＲＯ膜）で逆浸透膜ろ過して、逆浸透膜ろ過液と逆浸透濃縮液とに分離し、前記逆浸透膜ろ過液、限外膜ろ過液および逆浸透濃縮液を被塗装物の水洗用に供し、その後純水を前記水洗後の被塗装物の水洗用に供する工程で、水洗に使用した純水の使用量の低減と電着塗料の回収効率の上昇に寄与できる電着塗料の回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平５−１１７８９９号公報（第２頁）
【０００３】
前記特許文献１によれば、自動車や家電製品などの被塗装物には電着塗料による電着塗装が多用されていて、このような電着塗装に用いられる電着塗料にはアニオン塗料とカチオン塗料とがあり、近年は、ポリアミド樹脂塗料のように、塗料成分に、水中で正に帯電するアミノ基を有しているカチオン塗料が、被塗装物の表面を陰極にして塗料成分を析出させて塗装が行え、アニオン塗料のように被塗装物の表面から金属成分の溶出が少ないことから、広く用いられている、とある。
【０００４】
このような電着塗装は、図２に示したように、電着塗料を有効に利用するために、電着槽３から電着塗料の一部を限外膜ろ過装置１に供給し、この限外膜ろ過装置１で限外膜ろ過して得られた限外膜ろ過液を第１水洗槽４に供給し、この第１水洗槽４によって電着後の被塗装物を第一次水洗し、この第一次水洗に使用した第一次使用済水洗水と限外膜ろ過装置１で分離された限外濃縮液とを前記電着槽３に回収するとともに、前記限外膜ろ過液を逆浸透膜ろ過装置２に供給し、この逆浸透膜ろ過装置２で逆浸透膜ろ過して得られた逆浸透膜ろ過液を第２水洗槽５に供給し、この第２水洗槽５によって第一次水洗後の被塗装物を第二次水洗し、この第二次水洗に使用した第二次使用済水洗水と逆浸透膜ろ過装置２で分離された逆浸透濃縮液とを前記電着槽３に回収し、さらに純水水洗槽６で第二次水洗後の被塗装物を純水で水洗するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した電着塗料の回収方法は、電着後の被塗装物の水洗を、限外膜ろ過液および逆浸透膜ろ過液によって行い、水洗に使用した使用済水洗水を限外濃縮液および逆浸透濃縮液とともに電着槽３に回収しているので、電着塗料の回収効率が向上できる、といった長所はあるが、このような長所を生かすために、逆浸透膜ろ過装置を、その塩排除率が８０％〜９０％、逆浸透膜ろ過液の回収率が５０％〜９０％になるように、１ＭＰａ以上の高圧で運転されている。
【０００６】
そのため、高圧に耐える逆浸透膜が必要になることや高圧を得るための装置を設ける必要性から運転コストが増大するといった問題があるだけでなく、逆浸透濃縮液を通じて電着槽３に戻される夾雑イオンの量が増加し、その量が、電着槽３から被塗装物を介して流出する夾雑イオンの量と限外膜ろ過装置１の被ろ過液とともに流出する夾雑イオンの量の総計を上回ると、電着槽３中の夾雑イオンの量が増加して電着塗料が凝集し、電着塗装に支障をきたすという問題があった。そのため、このような電着塗料の回収方法は、広く実用化されるには至っていない、というのが現状であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような問題を解決するためになされるものであって、その目的は電着塗料の回収効率を高めるとともに、回収した電着塗料中に夾雑イオンの蓄積がなく、長期間にわたって電着塗料の回収が安定して行うことができる方法を提供することにある。すなわち、被塗装物を電着塗料によって電着塗装するための電着槽と、電着塗装後の被塗装物を水洗する水洗手段とを有し、前記電着槽に電着塗料を回収する電着塗料の回収方法において、電着塗料の一部を限外ろ過膜で限外膜ろ過して、限外膜ろ過液と限外濃縮液とに分離する工程と、前記限外膜ろ過液を塩排除率が５０〜７０％になるように逆浸透膜で逆浸透膜ろ過して、逆浸透膜ろ過液と逆浸透濃縮液とに分離する工程とを設け、前記水洗手段は、少なくとも、前記逆浸透濃縮液によって水洗を行う逆浸透濃縮液水洗手段、前記限外膜ろ過液による水洗を行う限外膜ろ過液水洗手段および前記逆浸透膜ろ過液による水洗を行う逆浸透膜ろ過液水洗手段で構成され、前記逆浸透濃縮液水洗手段で水洗に使用された逆浸透濃縮液と前記限外膜ろ過液水洗手段で水洗に使用された限外膜ろ過液とは前記限外濃縮液とともに前記電着槽に回収されることを特徴とする電着塗料の回収方法である。
【０００８】
上記した電着塗料の回収方法は、限外濃縮液が限外膜ろ過液に対して１．５倍以下の濃縮率になるようにし、かつ逆浸透膜ろ過に供される限外膜ろ過液の液量が逆浸透膜ろ過液の液量の３倍以上になるようにすることが好ましい。
【０００９】
また、上記した電着塗料の回収方法は、逆浸透膜ろ過する膜間差圧を０．５ｋＰａ以下にすることが好ましい。
【００１１】
また、上記した電着塗料の回収方法において、水洗手段は、さらに純水によって行う純水水洗手段を有し、この純水水洗手段で使用した後の純水を逆浸透膜ろ過液水洗手段に供給することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その実施の形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態に係る電着塗料の回収方法を説明するためのフロー図である。
【００１４】
すなわち、本発明の実施の形態に係る電着塗料の回収方法の特徴は、被塗装物を電着塗料で電着塗装するための電着槽３を有し、この電着槽３からの電着塗料の一部を限外膜ろ過装置１によって限外膜ろ過して、限外膜ろ過液と限外濃縮液とに分離する工程と、前記限外膜ろ過液を塩排除率が５０〜７０％になるように逆浸透膜ろ過装置２によって逆浸透膜ろ過して、逆浸透膜ろ過液と逆浸透濃縮液とに分離する工程とを設け、前記水洗手段は、少なくとも、前記逆浸透濃縮液によって水洗を行う逆浸透濃縮液水洗手段、前記限外膜ろ過液による水洗を行う限外膜ろ過液水洗手段および前記逆浸透膜ろ過液による水洗を行う逆浸透膜ろ過液水洗手段で構成され、前記逆浸透濃縮液水洗手段で水洗に使用された逆浸透濃縮液と前記限外膜ろ過液水洗手段で水洗に使用された限外膜ろ過液とは前記限外濃縮液とともに前記電着槽に回収されることを特徴とする電着塗料の回収方法である。
【００１５】
前述した５０〜７０％の塩排除率を実現する手段としては、このような性能の逆浸透膜を選択するのがよいが、所定の雰囲気温度下において、逆浸透膜の塩排除率は一定の膜間差圧を維持すれば、ほぼ一定であることに基づいて、それを０．５ｋＰａ以下にしてもよい。また、所定の雰囲気温度下において、電着塗料の一部を限外膜ろ過して得る限外膜ろ過液の液量に対し、前述した逆浸透膜の膜間差圧を維持して、必要な逆浸透膜ろ過液の液量を確保するということに基づくと、逆浸透膜ろ過に供される限外膜ろ過液の液量を逆浸透膜ろ過液の液量の３倍以上にするのがよい。また、限外膜ろ過装置の膜面積の増大を抑えつつ、最少低限必要な限外膜ろ過液の液量を確保するということに基づくと、限外濃縮液の濃縮率を１．５倍以下にするのがよい。
【００１６】
前述した水洗手段は、たとえば、電着塗装後の被塗装物を水洗する第１水洗槽７１、この第１水洗槽７１で水洗された被塗装物を水洗する第２水洗槽７２、この第２水洗槽７２で水洗された被塗装物を水洗する第３水洗槽７３、この第３水洗槽７３で水洗された被塗装物を水洗する第４水洗槽７４、この第４水洗槽７４で水洗された被塗装物を水洗する第５水洗槽７５、この第５水洗槽７５で水洗された被塗装物を純水で水洗する純水水洗槽７６からなり、前記第５水洗槽７５を逆浸透膜ろ過液による水洗を行う逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａとし、前記第４水洗槽７４を限外膜ろ過液による水洗を行う限外膜ろ過液水洗手段７ｂとし、前記第３水洗槽７３を逆浸透濃縮液によって水洗を行う逆浸透濃縮液水洗手段７ｃとし、純水水洗槽７６を純水水洗手段７ｄとしている。
【００１７】
前記逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）では、たとえば膜間差圧を０．５ｋＰａ以下にして、塩排除率が５０〜７０％になるように逆浸透膜ろ過装置２で逆浸透膜ろ過し、得られた逆浸透膜ろ過液を、逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）の内外でポンプ８によって循環させながら被塗装物を水洗するようにしている。また、前記限外膜ろ過液水洗手段７ｂ（第４水洗槽７４）では、たとえば限外膜ろ過液に対する限外濃縮液の濃縮率を１．５倍以下にし、かつ前記逆浸透膜ろ過に供される限外膜ろ過液の液量が逆浸透膜ろ過液の液量の３倍以上にして、必要とする逆浸透膜ろ過液の液量を確保しつつ、逆浸透膜の膜間差圧を０．５ｋＰａ以下にして限外膜ろ過装置１で限外膜ろ過して得た限外膜ろ過液を供給して被塗装物を水洗するようにしている。また、前記逆浸透濃縮液水洗手段７ｃ（第３水洗槽７３）では、前記限外膜ろ過液水洗手段７ｂ（第４水洗槽７４）で使用された後の水洗水と逆浸透膜ろ過装置２で逆浸透膜ろ過して得た逆浸透濃縮液とを供給して被塗装物を水洗するようにし、さらに前記第２水洗槽７２では、前記逆浸透濃縮液水洗手段７ｃ（第３水洗槽７３）で使用された後の水洗水を供給して被塗装物を水洗するようにし、前記第１水洗槽７１では、前記第２水洗槽７２で使用された後の水洗水を供給して被塗装物を水洗するようにし、この第１水洗槽７１で使用された後の水洗水は濃縮して電着槽３に回収するようにしている。このため、上記した塩排除率を設定することにより、電着槽３に戻される夾雑イオンの量を、電着塗装に支障をきたすことがない程度に減少させることができ、水洗効果を高めかつ電着塗料成分を有効に回収することができる。
【００１８】
なお、この実施の形態のものでは、さらに、前述した逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）に続いて純水水洗手段７ｄ（純水水洗槽７６）を設け、前記逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａによる水洗後の被塗装物を純水によって水洗し、水洗に使用した後の純水を逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）に戻して純水の使用量を節減するとともに、各水洗手段からの排水量が少なくなるようにしている。
【００１９】
【実施例】
次に、上記した実施の形態のものを、具体的な実施例で説明する。
【００２０】
（実施例）
電着塗料として、そのＮＶ（電着塗料の成分である水、溶剤、有機酸、顔料、樹脂および無機物質のうち、顔料、樹脂および無機物質の成分を言い、電着槽３に回収すべき成分の比）が１８．５％のものを使用し、電着槽３から限外膜ろ過装置１に６５リットル／分で供給してＮＶが０．４％の限外膜ろ過液を得、この限外膜ろ過液を逆浸透膜ろ過装置２に６０リットル／分で供給し、２０リットル／分で逆浸透膜ろ過して、ＮＶが０．０５％の逆浸透膜ろ過液とＮＶが０．７５％の逆浸透濃縮液を得、前記逆浸透膜ろ過液を逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａの内外で循環させながら被塗装物を水洗すると逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ内の水洗水のＮＶは０．２６％になった。また、前記逆浸透濃縮液と限外膜ろ過液水洗手段７ｂで使用された後の水洗水とを前記逆浸透濃縮液水洗手段７ｃに供給して被塗装物を水洗すると逆浸透濃縮液水洗手段７ｃ内の水洗水のＮＶは０．８％になり、この水洗水を第２水洗槽７２、第１水洗槽７１を介して電着槽３に供給して、電着塗料を回収すようにすると、その回収率は９９．７％であった。
【００２１】
（比較例）
これに対し、逆浸透膜ろ過装置２を設けずに、電着槽３から限外膜ろ過装置１に６５リットル／分で供給してＮＶが０．４％の限外膜ろ過液を得、そのすべてを限外膜ろ過液水洗手段７ｂに供給して被塗装物を水洗し、この水洗水を第３水洗槽７３、第２水洗槽７２および第１水洗槽７１を介して電着槽３に供給して、電着塗料を回収すようにすると、第３水洗槽７３内の水洗水のＮＶは０．８％、電着槽３に回収される電着塗料の回収率は９７．８％であった。
【００２２】
このことから、電着塗料の回収率を２％程度上昇させるのに、従来は、逆浸透膜ろ過装置２を設けて、その塩排除率を８０％〜９０％にしていたが、このようにすると、運転コストが増大するといった問題があったが、実施例のように、運転条件を定めることにより、運転コストが増大することなく、その効果が得られることがわかる。
【００２３】
上記した電着塗料の回収方法では、第１水洗槽７１において電着塗装された直後の被塗装物が水洗され、これに続く第２、第３、第４および第５水洗槽７２、７３、７４および７５を順に移動しながら水洗されて、被塗装物から電着塗料が洗い流され、第１、第２、第３および第４水洗槽７１、７２、７３および７４において使用された後の水洗水は第４、第３、第２および第１水洗槽７４、７３、７２および７１の順に移動しながら電着槽３に電着塗料が回収される。この際、前述した逆浸透膜ろ過装置２における逆浸透膜は、その塩排除率が５０〜７０％の性能のものを使用しているので、逆浸透膜ろ過液中には、ナトリウムイオンなどの夾雑イオンの約８０％が存在することになるが、このような夾雑イオンが存在する逆浸透膜ろ過液中を、逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａに供給して被塗装物の水洗用に供しても、必要に応じて純水水洗手段７ｄを設けることによって、容易に夾雑イオンを被塗装物から除去することができる。
【００２４】
なお、このような純水水洗手段７ｄは、逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａだけで被塗装物から十分に夾雑イオンを除去することができる場合は、必ずしも設ける必要はないが、逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）に続いて純水水洗手段７ｄ（純水水洗槽７６）を設けたものにし、逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）で水洗した後の被塗装物を純水で水洗し、水洗に使用した後の純水を逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ（第５水洗槽７５）に回収するようにすれば、純水を回収しないものに比較して、その使用量が半減でき、それに伴う排水量も半減できる、という効果もある。
【００２５】
なお、このような電着塗料の回収方法を効率よく行うためには、逆浸透膜ろ過する膜間差圧を０．５ＭＰａ以下にし、限外膜ろ過装置１による限外濃縮液が限外膜ろ過液に対して１．５倍以下の濃縮率になるようにし、かつ逆浸透膜ろ過装置２に供給される限外膜ろ過液の液量が逆浸透膜ろ過液の液量の３倍以上になるようにするのがよい。すなわち、上記した如く、逆浸透膜ろ過時の膜間差圧を０．５ＭＰａ以下にすると、塩排除率を５０〜７０％にして逆浸透膜ろ過でき、結果として、夾雑イオンの約８０％が逆浸透膜を透過し、逆浸透濃縮液を電着槽３に回収しても、夾雑イオンによって電着塗装が支障をきたすことはなく、逆浸透膜の表面に電着塗料成分のケーキ層が蓄積して圧密化して、その回収が困難になるだけでなく、逆浸透膜の長寿命化にも寄与することができる。また、逆浸透膜の膜間差圧を維持して、必要な逆浸透膜ろ過液の液量を確保するということに基づくと、逆浸透膜ろ過に供される限外膜ろ過液の液量を逆浸透膜ろ過液の液量の３倍以上にするのがよい。また、限外膜ろ過装置の膜面積の増大を抑えつつ、最少低限必要な限外膜ろ過液の液量を確保するということに基づくと、限外濃縮液の濃縮率１．５倍以下の濃縮率になるようにするのがよい。
【００２６】
上記した実施の形態および実施例では、第１水洗槽７１と、これに続く第２、第３、第４および第５水洗槽７２、７３、７４および７５の水洗方法は特に限定していないが、洗い流すべき電着塗料の質や量に応じてシャワー方式やディップ方式を適宜組み合わせて行うことができる。
【００２７】
また、上記した実施の形態および実施例では、第５水洗槽７５を逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａとし、第４水洗槽を限外膜ろ過液水洗手段７ｂとし、第３水洗槽７３を逆浸透濃縮液水洗手段７ｃとしたが、このような形態に限定されるものではなく、必要に応じて水洗槽を増減させて、逆浸透膜ろ過液水洗手段７ａ、限外膜ろ過液水洗手段７ｂおよび逆浸透濃縮液水洗手段７ｃの少なくとも一つを複数の水洗槽で構成したり、逆浸透濃縮液水洗手段７ｃと電着槽３との間に設ける水洗槽の数を変更するなど、の多様な変形例が考えられる。
【００２８】
【発明の効果】
上記した如く、本発明に係る電着塗料の回収方法は、塩排除率が５０〜７０％になるように逆浸透膜ろ過しているから、電着槽３に戻される夾雑イオンの量を、電着塗装に支障をきたすことがない程度に減少させることができ、水洗効果を高めかつ電着塗料成分を有効に回収することができる。また、限外膜ろ過装置の膜面積の増大を抑えることができるとともに、適正な膜間差圧で逆浸透膜ろ過装置を運転することができるから、逆浸透膜ろ過装置に使用する膜の長寿命化に寄与することができ、限外膜ろ過装置や逆浸透膜ろ過装置の運転コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電着塗料の回収方法を説明するためのフロー図である。
【図２】従来の電着塗料の回収方法を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１限外膜ろ過装置
２逆浸透膜ろ過装置
３電着槽
７水洗手段
７ａ逆浸透膜ろ過液水洗手段
７ｂ限外膜ろ過液水洗手段
７ｃ逆浸透濃縮液水洗手段
７ｄ純水水洗手段

Claims

被塗装物を電着塗料によって電着塗装するための電着槽と、電着塗装後の被塗装物を水洗する水洗手段とを有し、前記電着槽に電着塗料を回収する電着塗料の回収方法において、電着塗料の一部を限外ろ過膜で限外膜ろ過して、限外膜ろ過液と限外濃縮液とに分離する工程と、前記限外膜ろ過液を塩排除率が５０〜７０％になるように逆浸透膜で逆浸透膜ろ過して、逆浸透膜ろ過液と逆浸透濃縮液とに分離する工程とを設け、前記水洗手段は、少なくとも、前記逆浸透濃縮液によって水洗を行う逆浸透濃縮液水洗手段、前記限外膜ろ過液による水洗を行う限外膜ろ過液水洗手段および前記逆浸透膜ろ過液による水洗を行う逆浸透膜ろ過液水洗手段で構成され、前記逆浸透濃縮液水洗手段で水洗に使用された逆浸透濃縮液と前記限外膜ろ過液水洗手段で水洗に使用された限外膜ろ過液とは前記限外濃縮液とともに前記電着槽に回収されることを特徴とする電着塗料の回収方法。