JPH03180489A - カチオン電着塗装の浴管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カチオン電着塗装における浴塗料の管理に関
するものであり、塗装の仕上がり性や電気効率（クーロ
ン収率）を良好に保つための浴塗料の管理方法である。

（従来の技術〉 カチオン電着塗料は、基本的には次のようなものである
。

基本樹脂にカチオンを形成するアミン基等を付加し、こ
れに中和剤として、酢酸、乳酸、グリコール酸等を用い
てアンモニューム化によ’）Ｒ水化せしめて、エマルジ
ョン化、コロイド化等により水に分散させ、その他の成
分として顔料、溶剤、界面活性剤等を含む。

塗装方法としては、電着浴槽に設けられた隔膜電極を陽
極とし、被塗装物を陰極として電圧を印加し、陰極に生
ずる塩基により、樹脂に付加したアミン基の中和剤を中
和除去して非親水化させ、被塗装物に樹脂、顔料、溶剤
等を含んだ電着塗膜を凝固させる。

この操作が一般的には電着と呼ばれている。また被塗装
物には電着塗膜の他に浴塗料が物理的に付着しているた
め、回収水洗工程で被塗装物を水洗し塗料を回収する。

水洗を効率よく行うために、浴塗料の半透膜による濾過
の濾液が水洗水として用いられることが多い。

電着塗装はかかる原理に韮づいて行われるため、浴塗料
の管理として、塗料濃度の他に中和剤量、比電導度、Ｐ
Ｈ１浴剤量等を管理幅内におさめるために、測定、濃度
補正等を頻繁に行い、また、電着塗装を続けることによ
り、浴塗料中に、Ｎａ、　Ｋ、　Ｃａ、　Ｆｅ、　ＣＩ
、ｐｏ４．ｓｏ３等の夾雑イオンや水溶化した樹脂分等
が増加し、塗装の仕上がり性能や塗装のクーロン収率を
劣化せしめる等の不都合を生ずるので、これらの不純物
を取り除くことが必要である。これらの不純物を取り除
く方法として、浴塗料の半透膜による濾過が行われ、こ
の濾液には、夾雑イオンや水溶化した樹脂分が含まれる
が、樹脂エマルジョンや、顔料等は含まれないために、
この濾液を電着浴系外に排出することが一部で実施され
ている。また、濾液を電着浴系外に排出する方法として
は、流量計等により、濾液を計量して排出する場合の他
に被塗装物の濾液による回収水洗工程において、被塗装
物に付着して自然に排出される場合もある。

しかし、これら従来の技術では、夾雑イオンや水溶化し
た樹脂分等が増加した場合に、塗装の仕上がり性能や塗
装のクーロン収率を劣化せしめる機構が明らかではなく
、単に浴塗料の分析結果により、比電導度が管理上限よ
り高くなれば一過性的に排出が行われていたに過ぎなか
った。また、中和剤（酸）の添加も行われているが、こ
れも単に浴塗料の分析結果により、管理値下限より低く
なれば添加が行われていたに過ぎなかった。

（発明が解決しようとする問題点） このような、浴塗料の性能劣化に関し、特に夾雑イオン
や水溶化した樹脂分等が増加した場合に塗膜上の不都合
を生ずる機構を検討した結果、下記のような塗料成分の
分散安定性の不良化によることが判明した。即ち、■夾
雑イオンの増加→イオン成分の塩析結果による塗料成分
の凝集作用■水溶化した樹脂分増加→中和剤（酸）のエ
マルジョン樹脂から水溶化樹脂への移行による塗料成分
の凝集作用 ■及び■により、浴塗料の分散安定性か不良となり、塗
料成分の分散粒子が粗大化して肌あれ等の外観不良を来
す機構が明らかとなった。しかし、ｚ１塗料として最も
大切な要素の１つと考えられる塗料成分の分散安定性を
直接測定し、その測定結果に基づき浴塗料の管理を行う
方法が従来技術になかったため、塗料成分の分散安定性
は他の測定結果や塗装状態からの間接的な管理となり、
調整、管理に遅れを生じて、塗装品質の低下を来たして
いた。また、塗装のクーロン収率の低下に関しては、夾
雑イオンの増加、水溶化した樹脂分増加により、浴塗料
の比電導度が高くなること及び分散安定性の悪化を防ぐ
ために行う、中和剤（酸）の添加により、さらに比電導
度が高くなることが原因であることが判明したが、これ
も従来技術では、浴塗料を直接的に測定し、即時的に調
整管理する方法がなく、実施されていない。

本発明は、電着塗装のラインにおいて、浴塗料の分散安
定性及び比電導度を連続的且つ即時的に調整管理の出来
るシステムを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、まず浴塗料の分散安定性
を直接測定する方法について鋭意研究を行った結果、一
定条件下における浴塗料の半透膜濾過での濾液の透過速
度（濾液量）と浴塗料の分散安定性とが高い相関性を有
することを発見するに至った。即ち、浴塗料の分散安定
性が良好な時には、濾液量は高い水準に保たれているか
、分散安定性が悪化すると、悪化の程度に応じて濾液量
が低下する現象であり、かつ分散安定性が良好になれば
、濾液量は再び高い水準に回復することを発見した。そ
こで、半透膜濾過の運転圧力、温度、等を一定に保ち、
濾液量を流量計を用いて連続的に測定し、濾液量が低下
する傾向が見られた時には、濾／＆量が回復するまで中
和剤を加え、また、浴塗料の比電導度を連続的に測定し
、比電導度が管理上限を越えたならば、半透膜濾過の濾
液を設定量、電着浴系外に琲出し、排出量と同量の純水
をＴｉ着着果系内加えることにより、浴塗料の比電導度
を管理幅内に低下せしめる一連の操作を行うシステムを
開発し、問題点を解決することか出来た。即ち、本発明
の要旨は下記のとおりのものである。

カチオン電着塗装において、浴塗料を半透膜で濾過した
濾液量及び浴塗料の比電導度を連続的に検知し、濾液量
が設定値以下となったら、規定量の中和剤を電着浴系内
に補給し、浴塗料の比電導度が設定値以上となったら規
定量の濾液を電着浴系外に排出し、該排出量と同量の純
水を電着浴系内に補給することを特徴としたカチオン電
着塗装の浴管理システム。

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。

図は、電着塗装工程の塗装及び塗料の濾液水洗による回
収工程及び本発明の浴管理システムを小すフローシート
である。電着槽（１）に電着塗料、・夜（浴塗料）（２
）を満たし、これにハンガー（３）に吊るした被塗装物
（４）を浸して、これを陰極として、電着槽の側面、底
部等に設けられた陽極（５）との間に電圧を印可して、
電着させる。さらに被塗装物（４）は水洗槽（，６）（
７）に搬送し、浴塗料を半透膜（８）にて波通した濾／
＆（９）により水洗し、付着している浴塗料を電着槽に
回収する。

本発明で述べる、電着浴系とは、浴塗料−半透膜濾過−
回収水洗のクローズド化された、浴塗料、及び濾液、水
洗水の一連の系のことである。

また、本発明で用いる半透膜とは、孔径０．００１μｍ
〜１μｍのもので、重着塗料を濾過した時に、濾渣側へ
水、水溶化したイオン、溶剤、中和剤、水溶性樹脂等が
透過し、原水側に樹脂エマルジョン粒子、顔料粒子等が
残る分Ｓ膜のことである。

本発明では、半透ｌｌ１（８）での浴塗料の濾過の濾液
量（以下、単に濾液量と称する）を濾液流量計（９′）
にて連続的に測定し、濾液量が低下した場合には、浴塗
料の分散安定性が悪化したものとみなして、分散安定性
の改善のために、中和剤（酸）の補給を行う。中和剤（
酸）の補給量は、酸流量計（１０）により、規定量を添
加する。

さらに、浴塗料の比電導度を比電導度計（１１）により
連続的に測定し、比電導度が設定値を越えるようであれ
ば、濾液の排出を切換弁（１２）を濾イ夜排出側に切換
え、濾液排出流量計（１３）にて設定量の排出を行い、
排出量と同量の純水を純水流量計（１４）を用いて補充
する。（１５）はこれらシステムを全般的にみる制御盤
である。ここで、濾ｆｉ量の低下とは、基準源？＆量の
９７％以下となるような状態を言い、かつ９７％以上で
あっても、経時的に明らかな低下傾向が見られる場合も
含まれる。但し、低下が認められる場合でも、塗料条件
（塗料濃度、温度等）や、半透膜濾過の運転条件等の変
更があった場合は、この限りではなく、それらの条件の
変動により当然変化すべき量を補正した上で低下の判定
をする必要がある。濾Ｍ　ｍの変動の補正値は、実験的
に当該塗料の濃度の変更や、半透１１Ｑ濾過の運転条件
の変更を行い求めることか出来るが、およその目安とし
ては、濃度に反比例、運転圧力に比例と考えられる。ま
た、基準源、ｆｊｊ！は、未使用の塗料（例えば建浴直
接の塗料とか補給学科の純水希釈品）を用いて、実験的
に求めることかできる。

ざらに、酸添加するための、濾液量の設定値は、基準濾
液量の５０％〜９７％の任意の一点に定めることが良い
が、５０％未満となると、酸添加による濾？ｌ　ｆｆｉ
の回復が充分でない場合があるので、好ましくない。添
加する酸の量は、基本的には透過量が回復するまで加え
れば良いが、浴塗料全体の中和剤量の３％〜３０％程度
を目安とすることが良く、３０％を越える添加は、電着
塗装に不都合を生ずる場合かあるので、好ましくない。

次に浴塗料の比電導度の設定値であるが、比電導度の値
が基準値に対して３％〜３０％の程度の増分の任意の一
点に定めることが良い。ここで、比電導度の基準値とし
ては、補給塗料の純水希釈品（濃度は浴塗料に合わせる
）の比電導度の測定値を用いれば良い。

そして、比電導度が設定値となった場合、濾液の排出及
び純水の補充により比′社導度を低下させるが、この目
安としては、浴塗料全体の３％〜３０％程度の１％！戒
を排出し、これと同量の純水を添加するのが良い。また
、濾液抜き出し−純水添加による比定導度の変化はこの
置換率にほぼ比例して起こり、例えば、電着槽内塗料の
１０％にあたる量を濾凍抜き出し一純水添加すれば、１
０％程度比電導度が低くなる。したかって濾液抜き出し
一純水添加の目安としては、浴塗料全体の３％〜３０％
程度で良いことになる。

また、濾液量の低下を検知する半透膜は、定着塗装工程
で回収水洗用に使用する濾渣を得るためのものを併用し
ても良いが、検知専用のものを別に用意しても良い。次
に実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

（実施例） 定着塗料液（浴塗料）として、日本ペイント（株）製Ｐ
ＴＵ−５０−黒を用いた。これを電着槽に３０トン入れ
、鋼板製の自動車部品を比塗装物として、２０万ｍ２／
月の速度で、連続的に電着塗装を行った。当初の浴塗料
の特数値は表１のとうりであった。半透膜は、旭化成工
業（株）製ＫＣＶ−３０１０（限外濾Ａ膜）を１０本使
用した。濾液！迂は２８２／分であった（運転条件：限
外濾過ｌｊｉ人Ｄ２．５ｋｇ／ｃｍ２、同出口０．　５
ｋｇ／ｃｍ２、逆洗条件、３０秒逆洗／３０分濾過、逆
洗圧力２．０ｋｇ／ｃｍ２、温度２８℃）。

本発明の効果を明らかにするために、本発明の浴管理シ
ステムをあえて適用しないで、この条件を保ちつつ３ケ
月間連続で運転したところ、塗装品ｒ’ｔ−ｈ、肌荒れ
現象を生じて外観不良となり、この時の浴塗料の特数値
は表１のとつりてあった。

また限外濾過膜の濾戚辷１１は、２０　Ｑ　７分に代下
した（運転条件：限外ｅＡａ　収入Ｄ　２　、　５　ｋ
　ｇ　７０ｍ２、同出口０．５ｋｇ／ｃｍ２、逆洗条件
、３０秒逆洗／３０分濾過、逆洗圧力２．０ｋｇ／ｃｍ
２．温度２８℃）。

ここで、中和剤（酸）の添加を行った（酢酸６ｋｇ／電
若塗電液塗料液３０ｈンの結果、浴塗料の特数値は表１
のとうりとなった。

限外濾ＡｌＩ３１の濾１星は２５℃／分まて１「ｌ復し
、塗装品質（外観不良）も改冴されたが完全てなく、ク
ーロン収率も２６　ｍ　ｇ／　Ｃと低かった。ぞこで、
限外濾過膜の濾疲を浴塗料３０トンの１５％の４．５ト
ン排出し、純水４．５トンを補給した。その結果浴塗料
の特数値は表１の通りとなった。即ち、濾過膜の濾液量
は２８旦／分まて回復し、塗装品質（外観不良）も完全
に改ぷされクーロン収率も３２　ｍ　ｇ　／　Ｃまで向
上した。

以後、濾液量の下限設定値を２７２／分とし、濾液量が
２７立／分以下となったら自動的に酢酸３ｋｇを添加し
、浴塗料の比電導度が１３５０μｓ　／　ｃ　ｍ以上と
なったら、自動的にＭ７＆１トンを琲出し純水１トンを
補給するシステムを設置した。具体的には、Ｍ　ｌ＆量
の下限検知は、接点付流量計を用い、酸の添加は定流置
引とタイマーを用いた。比定導度の管理は接点付比電導
度計を用い、濾渣の排出と純水の補給は、定流に計とタ
イマーを用いた。その結果、浴塗料の特数値は表１の範
囲内で管理されている。また、限外ＨＡ膜の透過量は２
７〜ｂ 観不良）も完全である。

実施例によって、準料成分の分散安定性は、そのエマル
ション粒子やコロイド粒子の融着性やケル化のし易さに
よって決まるものであり、＊　透ｉ１Ｑ濾過における濾
過抵抗附の生成のし易さとほとんど一致していることが
実験的に確かめられた。

（発明の効果） 本発明の方法を実施することにより、浴塗料の分散安定
性を極めて容易に安定に保つことができる。その結果と
して塗装の仕上がり性の向上、塗料の沈降防止、塗装の
クーロン収率の向上、塗料回収率の向上を極めて容易に
図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、電着塗装ラインの電着塗装及び回収水洗工
程、及び本発明の浴管理システムを示すフローシートで
ある。 １、電着槽　　　　９′、濾液流量計 ２、浴塗料　　　　１０．酸流置引 ３、ハンガー　　　１１．比電導度計 ４、被塗装物　　　１２．切換弁 ５、陽極　　　　　１３．ｆＬ液排出流量計６．７．水
洗槽　　１４．−純水流量計８、半透膜　　　　１５．
制御盤 ９、濾液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カチオン電着塗装において、浴塗料を半透膜で濾過した
   濾液量及び浴塗料の比電導度を連続的に検知し、濾液量
   が設定値以下となったら、規定量の中和剤を電着浴系内
   に補給し、浴塗料の比電導度が設定値以上となったら規
   定量の濾液を電着浴系外に排出し、該排出量と同量の純
   水を電着浴系内に補給することを特徴としたカチオン電
   着塗装の浴管理システム。