JP3923913B2 - Wash water reuse method and reuse system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明は少なくともマグネシウム及び/又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄した際に排出される洗浄水の再利用方法及び再利用システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
少なくともマグネシウム及び/又はアルミニウムを含有する合金製品、例えば、車両用ホイールを塗装するに際し、主塗装と合金との塗装付着性を向上させるため、前処理として該合金の表面にクロメート処理を行い化成被膜を施している。
【0003】
化成被膜の水洗浄においては、従来、使用済み洗浄水を再利用することが行われている。使用済み洗浄水の再利用手段としては、使用済み洗浄水をイオン交換樹脂部材を用いて精製しこれを再利用するというものであり、使用済み洗浄水を、洗浄部とイオン交換樹脂部材との間を循環させ、精製された洗浄水を再利用していた(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
しかしながら、上述した使用済み洗浄水の再利用手段は、イオン交換樹脂部材を通液する洗浄水の精製度を考慮することなくこれを単に循環させ再利用するものであり、イオン交換樹脂の交換容量を越えることによる使用済み洗浄水の汚れに起因する塗装付着性不良や、イオン交換樹脂の交換容量未満での交換による無駄が生じていた。
【0005】
【特許文献1】
特開昭55−54597号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、合金製被塗装物の化成処理後の水洗工程において排出される洗浄水を再利用するに際し、使用済み洗浄水の汚れに起因する塗料付着性不良の発生を抑制することができ、且つイオン交換樹脂を効率的に使用することにより洗浄水の再利用にかかるコストを低減することができる洗浄水の再利用方法および再利用システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、イオン交換樹脂部材により精製される使用済み洗浄水の成分に着目し、本発明を完成するに至ったものである。
【0008】
すなわち、本発明は、洗浄水の再利用方法に係わり、少なくともマグネシウム及び/又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用方法であって、前記使用済み洗浄水を活性炭を充填した活性炭塔に通液する工程と、前記工程で活性炭塔に通液した使用済み洗浄水を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔に通液する工程と、前記2工程を経て精製された使用済み洗浄水のTOC濃度とシリコン含有量とを測定し、該TOC濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する工程とを具備することを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、洗浄水の再利用システムに係わり、少なくともマグネシウム及び/又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用システムであって、活性炭を充填した活性炭塔と、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔と、前記活性炭塔および混床樹脂塔を通過し精製された使用済み洗浄水のTOC濃度とシリコン含有量とを測定する手段と、前記手段により測定されたTOC濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する制御手段とを具備することを特徴とする。
【0010】
本発明において、前記TOC濃度の所定値は10mg/Lであることが好ましく、また前記シリコン含有量の所定値は5mg/Lであることが好ましい。
【0011】
ここで「TOC濃度」とは、全有機炭素量(Total Organic Carbon)の略で、排水(使用済み洗浄水)中の有機成分含有量を示すものである。
【0012】
これまで洗浄水の再利用に関し洗浄水の精製度と塗装付着性不良との関係について詳細に検討されたことはなかったところ、本発明により初めて両者の関係が明確に規定され、これにより化成処理皮膜洗浄水の再利用において被洗浄物の塗装付着性を向上させることが可能となった。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、合金製被塗装物に施された化成被膜の洗浄に使用される洗浄水の再利用に関し、再利用される洗浄水の精製度に着目して開発されたものであり、該洗浄水中のTOC濃度とシリコン含有量とが被塗装物の塗装付着性に極めて重要な影響を及ぼすとの極めて重要な知見に基づき完成された。
【0014】
すなわち、本発明に係る洗浄水の再利用方法は、合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水であって、活性炭塔及び混床樹脂塔に通液され精製された洗浄水のTOC濃度とシリコン含有量とを測定し、該TOC濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用することを特徴とするものである。
【0015】
また、本発明に係る洗浄水の再利用システムは、合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水を精製するための活性炭塔と混床樹脂塔とを具備し、更に該活性炭塔および混床樹脂塔に通液され精製された使用済み洗浄水のTOC濃度とシリコン含有量とを測定する手段と、前記手段により測定されたTOC濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する制御手段とを具備することを特徴とするものである。
【0016】
化成処理前の合金表面は、製造工程で生じる酸化膜、水酸化膜、油膜が付着しており、かかる合金表面の汚れを予め洗浄しておかないと塗装工程において不良率が上がってしまうことから、これらの汚れを除去するために塩素系溶剤、石油系溶剤、界面活性剤等を含有する処理剤が使用される。従って、化成被膜洗浄後の使用済み洗浄水中には、酸化膜、水酸化膜、油膜、塩素系溶剤、石油系溶剤、界面活性剤等の汚染物質が含まれている。
【0017】
このような使用済み洗浄水は、活性炭塔および混床樹脂塔に通液することにより精製されるが、本発明において化成被膜の洗浄水として再利用することができる使用済み洗浄水の精製度の基準は、上述した通り、洗浄水中のTOC濃度とシリコン含有量であり、好ましくはTOC濃度が10mg/L以下で、且つシリコン含有量が5mg/L以下である。活性炭塔および混床樹脂塔を通過して精製された使用済み洗浄水のTOC濃度及びシリコン含有量が前記範囲である限り洗浄水として再利用しても塗料付着性不良の発生を抑制することができ、一方かかる範囲を超えるまで活性炭塔および混床樹脂塔を使用し続けることができるため、交換容量未満での交換による無駄が防止できコストを低減することも可能となる。
【0018】
使用済み洗浄水に含有される有機物成分を除去するために本発明において用いられる活性炭は特に限定されるものではなく、粒状、粉末状、繊維状等任意の形状のものを使用することができる。安価で圧力損失がより少ない観点からは粒状活性炭を好適に使用することができる。
【0019】
また、本発明において用いられる混床樹脂塔についても特に限定されるものではなく、排水汚染物質またはその汚染程度に応じて使い分けることができる。混床樹脂塔としては、一般的に、
1)強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
2)強酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
3)弱酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
4)弱酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
が挙げられる。1)の混床樹脂塔は、高純水を得る場合に最も好ましい。2)の混床樹脂塔は、強酸性陽イオン交換樹脂に通液した後、弱塩基性インイオン交換樹脂に通益する複床式に比べ高い精製度の水が得られる。3)の混床樹脂塔は、弱酸性用イオン交換樹脂に通液した後、強塩基性陰イオン交換樹脂に通液する複床式に比べ高い精製度の水が得られる。4)の混床樹脂塔は、いくらかの脱塩能力を有し、塩を含む排水の場合高い精製度の水が得られる。本発明において、これらの混床塔は、上述の通り、排水汚染物質またはその汚染程度に応じて使い分けることができる。
【0020】
以下、本発明の好適な実施の形態を示した図面を参照しながら、本発明を更に詳細に説明する。
図1において、1は洗浄タンク群を表し、該洗浄タンク群1は主洗浄タンク1−1、副洗浄タンク1−2、ミスト洗浄タンク1−3の順で配置され構成される。化成処理後の化成皮膜が付着した合金はこの順で洗浄され、次工程の塗装工程に移動する。
【0021】
洗浄水は矢印方向の流路で回流する。主洗浄タンク1−1から排出された洗浄液は、流路aを通りポンプ2を経由して流路bを通り活性炭が充填された活性炭塔3に通液される。活性炭塔3では洗浄液に含有される有機物が回収される。次いで洗浄液は流路cを通り陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とが充填された混床樹脂塔4に通液され、ここでは洗浄水中に含有される陽イオン及び陰イオンが吸着除去される。その後、洗浄水は流路dを通り、水質測定器5による水質監視下において流路eを通り、ミスト洗浄部1−3で洗浄水として再利用される。
【0022】
水質測定器5においては、常時TOC濃度とシリコン含有量が測定され、活性炭塔3及び混床樹脂塔4を通過した洗浄水の精製度が監視されている。水質測定器5により洗浄水中のTOC濃度あるいはシリコン含有量のいずれか一方について許容値を超えた値が測定された場合には、バルブ7、8を開け、バルブ9を閉じ、系外の排水処理施設へ洗浄水を排出する。その後、バルブ8、9及び10を閉じ、バルブ7を開け、高純水タンク6に用意した規定量の高純水を系内に導入し、洗浄水の入れ替えを行う。洗浄水の入れ替え後に、バルブ7を閉じ、バルブ9、12及び13を開け、洗浄水を流路hに導くことにより、別系統に準備された活性炭塔14及び混床樹脂塔15に切り替えて操業する。
【0023】
【実施例】
被洗浄物の塗装付着性と、再利用される洗浄水のTOC濃度並びにシリコン含有量との関係について詳細な検討を行った。洗浄水のTOC濃度とシリコン含有量を変えて洗浄した後に、本塗装を施した合金の塗装膜表面状態評価を行った結果を表1に示す。
【0024】
[塗装膜表面状態評価]
表面状態の評価は、JIS K5400(塗料一般試験方法:耐水性テスト)およびJIS K5400(塗料一般試験方法:耐湿性テスト)を実施した結果であり、表中の記号は以下の評価基準を示す。
【0025】
◎:両評価方法のいずれにおいても変化が全く認められなかったもの。
【0026】
○:両評価方法のいずれにおいてもほぼ変化がなかったもの。
【0027】
×:両評価方法のいずれか、または両方において、白化・剥離が見られたもの。
【0028】
耐水性テスト:テストピースを常温で水に200時間浸漬し、基盤目状に傷をつけテーピングテストを行うもの。
【0029】
耐湿性テスト:テストピースを湿度90%、温度45〜50℃の環境に200時間保持し、その後基盤目状に傷をつけテーピングテストを行うもの。
【0030】
【表1】
【0031】
表1の結果より、再利用される洗浄水のTOC濃度が10mg/L以下で、且つシリコン含有量が5mg/L以下である場合に、塗装膜の表面状態が良好であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る洗浄水の再利用システムの好適な一態様を示す説明図。
【符号の説明】
1・・・洗浄タンク群、1−1・・・主洗浄タンク、1−2・・・副洗浄タンク、1−3・・・ミスト洗浄タンク、2・・・ポンプ、3,14・・・活性炭塔、4,15・・・混床樹脂塔、5・・・水質測定器、6・・・高純水タンク、7〜13・・・バルブ、a〜d・・・流路[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a reuse method and a reuse system of cleaning water discharged when a chemical conversion coating applied to an alloy workpiece containing at least magnesium and / or aluminum is washed.
[0002]
[Prior art]
When coating an alloy product containing at least magnesium and / or aluminum, for example, a vehicle wheel, the surface of the alloy is subjected to chromate treatment as a pretreatment to improve the coating adhesion between the main paint and the alloy, and a chemical conversion coating Has been given.
[0003]
In the water cleaning of the chemical conversion film, the used cleaning water has been conventionally reused. As a means for reusing used washing water, the used washing water is purified using an ion exchange resin member and reused. The used washing water is separated from the washing section and the ion exchange resin member. The purified wash water was reused by circulating between them (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
However, the used cleaning water recycling means described above simply circulates and reuses the cleaning water passing through the ion exchange resin member without considering the purity of the cleaning water. Inadequate paint adhesion due to contamination of used washing water due to exceeding the limit, and waste due to replacement below the exchange capacity of the ion exchange resin occurred.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-55-54597
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and in reusing the cleaning water discharged in the water washing step after the chemical conversion treatment of the alloy object, the paint adhesion due to the dirt of the used washing water To provide a reuse method and a reuse system of washing water that can suppress the occurrence of defects and reduce the cost of reuse of washing water by efficiently using an ion exchange resin. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have focused on the components of used washing water purified by the ion exchange resin member and have completed the present invention.
[0008]
That is, the present invention relates to a method for reusing cleaning water, and reuse of used cleaning water discharged from a step of cleaning a chemical conversion coating applied to an alloy article to be coated containing at least magnesium and / or aluminum. A method of passing the used washing water through an activated carbon tower filled with activated carbon, and filling the used washing water passed through the activated carbon tower in the step with a cation exchange resin and an anion exchange resin. The TOC concentration and silicon content of the used washing water purified through the two steps, and the TOC concentration and the silicon content are less than a predetermined value, respectively. In some cases, the method further comprises a step of reusing the used cleaning water as cleaning water for the chemical conversion coating.
[0009]
The present invention also relates to a system for reusing cleaning water, and reuse of used cleaning water discharged from a process of cleaning a chemical conversion coating applied to an alloy article to be coated containing at least magnesium and / or aluminum. An activated carbon tower filled with activated carbon, a mixed bed resin tower filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin, and used washing water purified through the activated carbon tower and the mixed bed resin tower. Means for measuring the TOC concentration and silicon content of the resin, and when the TOC concentration and the silicon content measured by the means are less than a predetermined value, the used cleaning water is reused as cleaning water for the chemical conversion coating. And a control means.
[0010]
In the present invention, the predetermined value of the TOC concentration is preferably 10 mg / L, and the predetermined value of the silicon content is preferably 5 mg / L.
[0011]
Here, the “TOC concentration” is an abbreviation for the total organic carbon (Total Organic Carbon) and indicates the content of organic components in the waste water (used washing water).
[0012]
Until now, the relationship between the degree of purification of cleaning water and poor coating adhesion has not been studied in detail with regard to the reuse of cleaning water, but the relationship between the two is clearly defined for the first time by the present invention. It became possible to improve the paint adhesion of the object to be cleaned in the reuse of the film cleaning water.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to the reuse of cleaning water used for cleaning a chemical conversion coating applied to an alloy coating, and has been developed with a focus on the purity of the cleaning water to be reused. It was completed on the basis of the extremely important knowledge that the TOC concentration in water and the silicon content have a very important influence on the coating adhesion of an object to be coated.
[0014]
That is, the cleaning water recycling method according to the present invention is used cleaning water discharged from the step of cleaning the chemical conversion coating applied to the alloy object, and is passed through the activated carbon tower and the mixed bed resin tower. Measures the TOC concentration and silicon content of the clarified and purified cleaning water, and reuses the used cleaning water as cleaning water for the conversion coating when the TOC concentration and the silicon content are less than the predetermined values, respectively. It is characterized by doing.
[0015]
In addition, the cleaning water reuse system according to the present invention includes an activated carbon tower and a mixed bed resin tower for purifying used cleaning water discharged from the process of cleaning the chemical conversion coating applied to the alloy object. And a means for measuring the TOC concentration and silicon content of the used washing water that has been passed through the activated carbon tower and the mixed bed resin tower and purified, and the TOC concentration and silicon content measured by the means And a control means for reusing the used cleaning water as cleaning water for the chemical conversion coating when each of the above is below a predetermined value.
[0016]
The surface of the alloy before chemical conversion treatment has oxide film, hydroxide film, and oil film that are produced in the manufacturing process, and if the dirt on the surface of the alloy is not washed beforehand, the defective rate will increase in the painting process. In order to remove these stains, a treating agent containing a chlorinated solvent, a petroleum solvent, a surfactant or the like is used. Therefore, the used cleaning water after the chemical conversion film cleaning contains contaminants such as an oxide film, a hydroxide film, an oil film, a chlorinated solvent, a petroleum solvent, and a surfactant.
[0017]
Such used washing water is purified by passing it through an activated carbon tower and a mixed bed resin tower. In the present invention, the degree of purification of the used washing water that can be reused as the washing water for the conversion coating is as follows. As described above, the standard is the TOC concentration and the silicon content in the washing water, and preferably the TOC concentration is 10 mg / L or less and the silicon content is 5 mg / L or less. As long as the TOC concentration and silicon content of the used cleaning water purified through the activated carbon tower and the mixed bed resin tower are within the above ranges, the occurrence of poor paint adhesion can be suppressed even if reused as cleaning water. On the other hand, since the activated carbon tower and the mixed bed resin tower can continue to be used until the above range is exceeded, waste due to replacement below the replacement capacity can be prevented and the cost can be reduced.
[0018]
The activated carbon used in the present invention in order to remove the organic component contained in the used washing water is not particularly limited, and those having any shape such as granular, powdery, and fibrous can be used. From the viewpoint of low cost and less pressure loss, granular activated carbon can be preferably used.
[0019]
Further, the mixed bed resin tower used in the present invention is not particularly limited, and can be properly used depending on the waste water pollutant or the degree of contamination thereof. As a mixed bed resin tower,
1) Combination of strong acidic cation exchange resin and strong basic anion exchange resin 2) Combination of strong acidic cation exchange resin and weak basic anion exchange resin 3) Weak acidic cation exchange resin and strong basicity Combinations with anion exchange resins 4) Combinations of weakly acidic cation exchange resins and weakly basic anion exchange resins. The mixed bed resin tower of 1) is most preferable when high purity water is obtained. In the mixed bed resin tower of 2), after passing through the strongly acidic cation exchange resin, water having a high degree of purification can be obtained as compared with the double bed type beneficial to the weakly basic inion exchange resin. In the mixed bed resin tower of 3), after passing through the weakly acidic ion exchange resin, water having a higher degree of purification can be obtained as compared with the double bed system in which the liquid is passed through the strongly basic anion exchange resin. The mixed bed resin tower of 4) has some desalting ability, and in the case of wastewater containing salt, highly purified water is obtained. In the present invention, these mixed bed towers can be properly used according to the waste water pollutant or its contamination degree as described above.
[0020]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
In FIG. 1, 1 represents a cleaning tank group, and the cleaning tank group 1 is arranged in the order of a main cleaning tank 1-1, a sub-cleaning tank 1-2, and a mist cleaning tank 1-3. The alloy to which the chemical conversion film after the chemical conversion treatment is adhered is washed in this order and moves to the next coating step.
[0021]
Wash water circulates in the flow path in the direction of the arrow. The cleaning liquid discharged from the main cleaning tank 1-1 passes through the flow path a, passes through the
[0022]
In the water
[0023]
【Example】
Detailed studies were made on the relationship between the adhesion of the object to be cleaned, the TOC concentration of the cleaning water to be reused, and the silicon content. Table 1 shows the results of evaluating the coating film surface state of the alloy that was subjected to the main coating after cleaning with different TOC concentrations and silicon contents of the cleaning water.
[0024]
[Evaluation of paint film surface condition]
The evaluation of the surface condition is the result of carrying out JIS K5400 (coating general test method: water resistance test) and JIS K5400 (coating general test method: moisture resistance test), and the symbols in the table indicate the following evaluation criteria.
[0025]
A: No change was observed in any of the two evaluation methods.
[0026]
○: There was almost no change in either evaluation method.
[0027]
X: Whitening / peeling was observed in either or both evaluation methods.
[0028]
Water resistance test: A test piece is immersed in water at room temperature for 200 hours, scratched on the substrate, and subjected to a taping test.
[0029]
Moisture resistance test: A test piece is held in an environment of 90% humidity and a temperature of 45 to 50 ° C. for 200 hours, after which the base mesh is scratched and a taping test is performed.
[0030]
[Table 1]
[0031]
From the results of Table 1, it was confirmed that the surface state of the coating film was good when the TOC concentration of the reused cleaning water was 10 mg / L or less and the silicon content was 5 mg / L or less. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a preferred embodiment of a cleaning water reuse system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Washing tank group, 1-1 ... Main washing tank, 1-2 ... Sub washing tank, 1-3 ... Mist washing tank, 2 ... Pump, 3,14 ... Activated carbon tower, 4, 15 ... Mixed bed resin tower, 5 ... Water quality measuring device, 6 ... High pure water tank, 7-13 ... Valve, ad ... Flow path
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