JPS5985897A - 電着塗料浴の調整方法および装置 - Google Patents

電着塗料浴の調整方法および装置

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JPS5985897A
JPS5985897A JP57195151A JP19515182A JPS5985897A JP S5985897 A JPS5985897 A JP S5985897A JP 57195151 A JP57195151 A JP 57195151A JP 19515182 A JP19515182 A JP 19515182A JP S5985897 A JPS5985897 A JP S5985897A
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exchange resin
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paint bath
bath
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JP57195151A
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Nobuo Furuno
伸夫 古野
Yoshio Oota
太田 良夫
Masahiro Itai
板井 柾弘
Akio Tokuyama
徳山 昭男
Eiichi Nakano
中野 栄一
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Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D13/00Electrophoretic coating characterised by the process
    • C25D13/22Servicing or operating apparatus or multistep processes
    • C25D13/24Regeneration of process liquids

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  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

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】 本発明は電着塗料浴の調整方法、特に電着#:装糟内で
電着塗料浴をイオン交換樹脂で処理する7111着塗料
浴の中和剤濃度調整方法に関する。
電着塗装において、電着の進行に伴って消費される塗料
の中和剤が残留するため、これらを除去することが電着
浴管理の上で極めて重要である。
この中和剤を除去17、電着塗料を正常に管]ill 
−する技術の一つとして、イオン交換樹脂によって電着
塗料浴を処JI+!する方法がある(例えば、特公昭4
8−23655号)。
しかしながら、従来提案されていたイオン交換樹l旨に
よる処理方法は、電着塗料浴を別に設けたイオン交換蒋
[脂カラムを通すものであり、カラム法の固有の欠点に
悩まされていた。即ち、カラJ、法では通常、一度に多
量のイオン交換椿1脂を充拍する重要があり、従って、
電着塗料浴中の中和剤を過剰に除去してカラム内で塗料
が凝集する危険性があり、その結果、カラムの目詰り、
樹脂の汚損、作業効率の低下等を生じ易い。この様な危
険を防11−するため、電着塗料浴の通液速度を調整す
る等の手段がとられているが、その管理は容易ではない
捷だ、カラム法は理論的には、イオン交換を100%達
成し得るため、その様な目的には特に適した方法である
が、電着塗料では完全な中和剤除去は必要でなく、むし
ろそうしてはならないのであって、カラム法は適した技
術とは云えない。
本発明者らは」1記カラム法の欠点を解決すべく検削を
加えた結果、イオン交換樹脂を電着塗料浴から除去すべ
き中和剤の化学当量以下のイオン交換容量で使用するこ
とによって解決されることを究明した。
捷だ本発明者らは、電着塗料浴の中和剤濃度調整に際し
、同一の電着塗料浴成分が、長時間イオン交換樹脂と接
しないような条件を設定することが重要であることを究
明した。電着塗料浴をイオン交換樹脂を保持した容器を
通して循環させ、イオン交換樹脂を互いに接しないよう
に浮遊させた状態に保持することにより、上記の問題を
解決した。
即ち本発明は、電着塗料浴の中和剤濃度をイオン交換樹
脂を用いて調整する方法において、イオン交換樹脂を電
着塗料浴から除去すべき中和剤の化学当量以下のイオン
交換容量で電着塗料浴系内で浮遊させなからず・、す用
することを特徴とする電着塗料浴の調整方法とその装置
に関する。
本発明において、イオン交換樹脂を浮遊させるとは、カ
ラム法等従来のイオン交換樹脂の使用と異なり、イオン
交換樹脂が互いに密着集積することなく自由に浮遊分散
した状態を云い、下方から上昇流れ速度0.1tM/秒
以上、好ましくけ1備/秒から60備/秒で電着塗料浴
を流すことによって行なえばよい。電着塗料浴系内とは
、第1図に示すごとく電着槽自体にイオン交換樹脂を入
れた保持容器を浸漬した系、および、第2図および第6
図に示すごとく電着槽にパイプによって連結した別の容
器に保持容器を浸漬した糸等をさす。
本発明の具体的態様を第1図に基づいて説明する。図中
、(1)は電着槽、(2)は電着塗料浴、(6)は保持
容器、(4)は衝立、(5)はイオン交換樹脂、(6)
は攪拌機、(ハはイオン交換樹脂補給槽、(8)は添加
調節装置、(9)は電源、(10)は電流計、(11)
は積分計、(12)は入力信号、(16)はpH計、(
14)は電導度計、(15)は被塗物および(16)は
対極をそれぞれ示す。
第1図は、電着(■(1)内の電着塗料浴(2)中に、
イオン交換樹脂(5)が保持された保持容器(6)を浸
漬した態様を示す。電着塗料浴は電着の進行に伴って中
和剤イオンが余剰になる。この電着浴1d二、攪拌機(
6)によって生ずる循蓉流により保持容器(6)を通り
、中和剤イオンがイオン交換樹脂(5)によりイオン交
換除去される。
本発明において用いるイオン交換樹脂保持容器は、イオ
ン交換樹脂は通過しないが電着塗料浴成分は通過する多
孔性の素材、例えば金網や合成繊維で編んだ節、バスケ
ット等であり、液流によって攪拌されたイオン交換樹脂
が1個所に集積しないよう底、側面共多孔性であるのが
好ましい。第1図においてはバスケットをの保持容器を
用いているが、これに限定されるものではなく、弔に網
状の仕切りであってもよい。
イオン交換樹脂を浮遊させるだめの」−昇流は、第1図
においては電着杼1内に設けた攪拌機および適当な形状
の衝立ないし、循環流路を1位成する障壁を設け、電着
塗料浴を攪拌することにより達成している。この場合、
一旦循環流が形成されると、極めて命かな攪拌でイオン
交換樹脂を浮遊させるに十分な上昇流が維持できる。」
二昇流はポンプを用いて行なってもよく、イオン交換樹
脂保持容kg内に攪拌機を設けて生じさせてもよい。保
持容器内に攪拌機を設ける方法は、イオン交換樹脂を損
傷する場合があや、強い攪拌は避けるべきであり、従っ
て補助的な手段として用いるのが好ましい。
第1図の態様では、保持容器中の電着塗料浴と電着槽内
の電着塗料浴とは実質」−同一水平面に維持でき、イオ
ン交換樹脂の局部的な集積を生ぜず、均一な循環流が形
成される。
以上のごとき態様をとることにより、保持容器中のイオ
ン交換樹脂(7)は液流によって上方に運ばれ、かつ自
重によって沈降するので、カラムのごとく底に密に沈積
せず、局部的な中和剤の過剰除去を生じない。その結果
、雫、着塗料の凝集が生じない。捷だ、均一で効率のよ
い中和剤の除去が達成される。′=1:た、保持容器内
の富、着塗料浴にかかる圧力は対応する容器外の電着塗
料浴の圧力と実質上等しいため、イオン交換樹脂が保持
容器壁面に密着して、腋の循環を妨げることがなく、ま
た壁面にイオン交換樹脂の密着した層(これはカラムの
場合と同様に塗料の凝集原因となる)を形成しない。即
ち、イオン交換樹脂は保持容器内で自由に浮遊分散する
イオン交換樹脂は、イオン交換樹脂補給槽から電着塗装
の進行にあわせて所要量を徐々に添加する。添加量は電
着塗料浴から除去すべき中和剤の化学当量以下の範囲で
使用する。化学当量より多く使用すると電着塗装に悪影
響を与え、場合によっては塗料の凝集粒子を生成する。
イオン交換樹脂の添加は積分計(11)の入力信号に基
づき、添加調節装置(8)で自動的に行なってもよい。
積分計(11)の入力信号をもとに設定した添加量に異
常が生じた場合、pH計(16)と電導度計(14)の
入力信号が安全側に作動し、イオン交換樹脂の添加しす
ぎによる事故を防ぐことができる。
反応済イオン交換樹脂は、作業性にあわせて適当な量が
蓄積された時、間歇的に前記p別装置を用いて糸外に除
去十ればよい。
保持容器中のイオン交換樹脂量が増加し、十分な浮遊分
散が困難となったときは、保持容器を引きあげ、使用済
イオン交換樹脂と別途再生処理にかける。
本発明方法とカラム法による電着塗料浴の管理を比較し
たとき以下のごとき差を生ずる。
イオン交換反応は固液の界面反応であり、均一反応の様
に速く進行せず、かなりの反応時間を必要とする。この
ために、カラム法における通液は速すぎると効率が悪く
、一般には長時間を要し生産性は低い。電着塗料浴の調
整として中和剤除去でとりすぎの塗料凝集を防止する策
として通液速度を速くする従来技術は、この低生産性を
利用した事に他ならない。即ち、極めて無駄な作業の上
に〆成立していた技術に他ならない。本発明方法では、
電着塗料浴の循環は無限に継続したとしても、添加され
たイオン交換樹脂の交換容量以上のイオン交換は起こり
得ないから、予め除去すべき量を決めておいて添加され
ている限り、いつまで循環しても凝集の起こる心配はな
い。むしろ循環の長いほど、添加したイオン交換樹脂の
利用効率が高くなり好都合である。
本発明は第2図および第6図にあるように、電着塗料浴
より別の場所に導き、ポンプを用いて電着塗料浴に循環
させて実施してもよい。通常、電着塗料は大気開放で使
用されているので、大気圧の下でイオン交換樹脂を、電
着塗料浴から除去すべき中和剤の化学当量以下のイオン
交換容量でイオン交換樹脂保持容器内へ添加して、電着
塗料浴の中和剤濃度を調整する。このとき、イオン交換
樹脂保持容器内のイオン交換樹脂を互いに接することな
く浮遊させた状態に保つためには、電着塗装槽からイオ
ン交換を行なう場所への液の出入F′11をコントロー
ルすることにより可能である。
以上述べたように、本発明は従来のイオン交換法の常法
を180度くつがえす方法であり、イオン交換樹脂を除
去すべき中和剤の化学当量以下のイオン交換容量でイオ
ン交換反応を行なう点にその特徴が要約できる。
なお、添加するイオン交換樹脂の交換容量は、電、着塗
装により持ち出された塗膜物質の作字組成とその容量で
もって容易に決定でき、この値は通常、塗装面積ないし
は電気量と相関するので、こうした特数を入力して自動
的にこの添加量を設定できるので、電着塗料浴の調整は
自動的に実施可能となった。この結果、電着塗料浴液の
中和剤1)H4度の過剰が未然に防げるシステムとなり
、電着塗料浴のpHの変動は基本的に発生しないシステ
J・になった。この結果、電着塗装の継続維持管即は極
めて容易かつ確実になシ、そのゴス1−低減の効果は絶
大である。
次に実施例をもって本発明を詳述中る。
実施例1 第4図および第5図(第4図I−I断面図)に示すごと
き、20/電着槽(ステンレス容器:38 X 26 
X 23 or (内、有効電着槽の大きさ22X24
X18cm))(1)に、攪拌機(6)、衝立(4)、
保持容器(大きさ6 X 24 X 16 cm、孔径
100メツシユ(6面金網)、把手側き、総孔面積約5
00c婦:表面積の約70%)(3)および対極(16
)を設置した。
カチオン型市着塗料(日本ペイント株式会社製PTU−
’3Qダークグレー、酢酸24meq /100g(固
形分)、固形分20%)201を仕込む。
これにテストピース(冷間圧延鋼板製被塗装物:0.8
X70X1511π) (15)を4枚浸漬する。攪拌
機(6)により電着塗料浴を毎分10〜201循環しな
がら電着する。通電量はテストピース4枚当り50クー
ロンであり、液温28°C1150Vf3分ごとに新し
いテストピースに取り替える。この方法でテストピース
1枚当り固形分0.59(24(11) y /J)が付着する。
テストピース40枚塗装毎にアニオン交換樹脂(アンバ
ーライトIRA−400:孔径0.4〜0.531M、
交換容量0.77meq/膨4り1樹脂1 nnl :
オルガノ株式会社製)をテストピース40枚塗装毎に保
持容器中に5.7ml添加する。この条件でテストピー
ス800枚を電着塗装する。浴固形分は補給塗料(固形
分40%)を用い、400枚塗装毎に20%に調整した
。テクトピース200枚電着塗装毎に塗料を採取して中
和剤濃度(meq/100M固形分))を測定した。結
果を第6図に示す。図中、縦軸は中和剤濃度(meq 
/ 100f(固形分))、横軸はテストピース塗装枚
数、(A)は本発明方法を実施した場合の中和剤濃度、
(I3)はイオン交換樹脂を用いなかった場合の中和剤
濃度変化を示す。
以上の試験結果から、本発明方法によれば、電着塗料浴
の中和剤濃度を適当な範囲に保持し得ることがわかる。
また800枚後でもイオン交換樹脂の凝集、沈積は観察
されなかった。なお、イオ(12) ン交換樹脂を用いない場合は電着の進行に伴って塗膜厚
は減少し、塗膜外観も低下した。
実施例2 本発明方法を自動型の電着塗装ラインで実施した。電着
塗装条件およびイオン交換条件を第1表に、本実施例の
フローシートを第7図に示す。
庄(1)P T U −30:日本ベインl−株式会社
製カチオン型電着塗料 11゛(2)塗装ニヨり塗′$1浴中ニ残ル中和i’i
ll :1t (lf料中含昂、28me(+/100
g(固形分);塗膜中含量、3me(+/100g(固
形分))注(3)  アンバーライ1−IRA−400
:オルガノ株式会社製アニオン型イオン交換樹脂下 第1表に示す条f+2よび第7図に示すフローシートに
従って電着を行なった。′市電ii1’、 1000ク
ーロン毎にイオン交換樹脂保持容器内へイオン交換樹脂
を10rnl添加した。7時間で160台塗1&した場
合、イオン交換樹脂は約32.51使用した。
この時点で、イオン交換樹脂を取り出した。電j:’?
塗料浴中の中和剤濃度は初期値28meQ/100g(
固形分)に対して7時間作業後も23mcq/100g
(固形分)で変化がなかった。7時間作業ごとに補給用
塗料130kq(固形分)を加え、1日3回、月25回
稼動時に」こ記の方法で宙1;’I’塗料浴の中和剤濃
度を管理したが、28mcq /100g(固形分)で
変化がなく、塗11ψの什−1−リ、件名11(。
(15) とも良好であった。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第6図は本発明方法の実施態様図
、第4図および第5図は実施例1の試1険装置の概要図
、世し、第5図は第4図I−I断面図および第6図は実
施例1の試験結果を示すグラフ、第7図は実Mli例2
0電着塗装工程のフローシートである、 図中、(1)は?D″着糟、(2)は電着塗料浴、(6
)はイオン交換樹脂保持容器、(4)は衝立、(5)は
イオン交換樹脂、(6)は纜4°r機、σ)はイオン交
換樹脂補給槽、(8)は添加調節装置、(9)は電源、
(10)は電流計、(11)は積分劇、(12)は入ノ
J信号、(16)はpH計、(14)は電導度計、(1
5)は被塗物および(16)は対極を示す。 (16) 第1図 第3図 1          z / ■ゼ見 第4図 I!5図 第6図 争 倍 口 手続補正書(出光) 1 事件の表示 昭和57年特許願第 195151    号2発明の
名称 電着塗料浴の調整方法および装置 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 4代理人 7補正の内容 (1)明+1rfII害第14頁、表−1中、[クーロ
ン効率=40 meq/Cl とある全[クーロン効率
:40巧/Clに訂正する。 以上 (2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電着塗料浴の中和剤濃度をイオン交換樹脂を用いて
    調整する方法において、イオン交換樹脂を電着塗料浴か
    ら除去すべき中和剤の化学当岱以下のイオン交換容量で
    電着塗料浴系内で浮遊させながら使用することを特徴と
    する電着塗料浴の調整方法。 2、イオン交換樹脂を電着塗装の進行により発生する除
    去すべき中和剤量に比例して系中に加える第1項記載の
    方法。 3、電着塗装面積ないしは電着塗装で使われた電気量に
    比例して、除去すべき中和剤の化学当量を設定する第1
    項記載の方法。 4、浮遊を、電着塗料浴中の」=昇流れ速度を少なくと
    もイオン交換樹脂粒子の終末沈降速度具」−にすること
    により行なう第1項記載の方法。 5、浮遊を、電着塗料浴中の流動状態を臨界レイノルズ
    数以上(乱流)とすることにより行なう第1項記載の方
    法。 6、電着塗料浴の中和剤濃度をイオン交換樹脂を用いて
    調整する方法において、電着塗料浴系内に電着塗料浴成
    分は通過するがイオン交換樹脂は通過しないイオン交換
    樹脂保持容器を設け、該保持容器中に所定量のイオン交
    換樹脂を保持し、大側圧下で保持容器を通して電着塗料
    浴を循環させる第1項記載の方法。 7、 イオン交換樹脂を適宜電着塗料浴から除去する第
    6項記載の方法。 8、電、着槽内オたは電着槽に連結した容器内に電着塗
    料浴成分は通過するがイオン交換樹脂は通過しないイオ
    ン交換樹脂保持容器を設け、該保持容器の下方からイオ
    ン交換樹脂粒子の終末沈降速度以上の上昇流を形成し、
    かつイオン交換樹脂で処理された電、着塗料浴を電着槽
    内に循環させるための手段および電着塗料浴から除去す
    べき中和剤の化学当量用下のイオン交換容量のイオン交
    換樹脂を保持容器に加えるイオン交換樹脂補給槽を備え
    た電着塗料浴の調整装置。 9.保持容器を電着浴内に設けた第8順記戦の装置。
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