JPS61272398A - 電着塗装用隔膜電極装置の隔膜の固定方法 - 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、電着塗装用隔膜の固定方法に係り、とくに、
電極をとり囲むようにして当該電極の外側周囲に隔膜を
配設するとともに、この円筒状に配設される隔膜を堅牢
に係止するための電着塗装用隔膜の固定方法に関する。

〔従来の技術〕

電着塗装には、大別してアニオン型塗料を用いたものと
、カチオン型塗料を用いたものとがあるが、そのいずれ
においても、被塗物における塗膜の均一性および密着性
が優れており且つ公害の発生が少ないことから、昨今に
おいては、特に金属塗装の下塗り若しくは１コート仕上
げ等に好適なものとして、例えば自動車ボディの自動塗
膜処理等に広（応用されている。

このような電着塗装に用いられる塗料の内、前述したア
ニオン型塗料としては、例えば分子量２０００の樹脂に
カルボキシル基を付着せしめて水容性としたものが使用
され、また、前記カオチン型塗料としては、当該塗料の
樹脂成分にアミノ基を付着せしめて水溶性としたものが
使用されている。一方、これらの水溶性塗料であっても
水中に溶解した後の電離度は微弱である。このため、現
在では、アニオ型塗料の場合は例えばトリエチルアミン
等のアルカリ性中和剤を混入し、また、カオチン型塗料
の場合は酢酸等の酸性中和剤を混入し、それぞれ中和せ
しめて水中での電離度の増大を図ったものが使用されて
いる。

このように、各塗料の樹脂成分の性質に応じて電離度の
増大を図るための中和剤が混入されるが、一方、被塗物
の電着処理が進み溶液中の塗料の樹脂成分が減少すると
、前記塗料を外部から順次補給しなければならないため
、前述した溶液中には中和剤としてのアミン又は酢酸が
連続的に蓄積されて塗面の再溶解もしくはピンホールの
発生等の現象が生じ、電着塗装の効率が著しく害される
という事態が生じる。このため、昨今においては、例え
ば特公昭４５−２２２３１号公報にみられるように、一
方の電極としての被塗物および水容液から、イオン交換
膜等によって他方の電極を分離するとともに、当該イオ
ン交換膜等によって前記水溶液中からアミン又は酢酸を
浸透抽出して当該水溶液中の中和剤の増加を防止すると
いう所謂ｐＨ管理が行われ実効が図られている。

一方、電着浴槽内の被塗物をとり囲む水溶液は電着効率
を高めるために常に攪拌されており、また平板状イオン
交換膜で分離された前記他方の電極側の中和剤排出用の
水も外部から微量ながら連続的に給水されるようになっ
ている。このため、前記平板状のイオン交換膜には、常
に両面から不規則な大小の交番圧力が衝撃的に若しくは
ゆるやかに大きく繰り返して印加されている。具体的に
は、前述した電着用水溶液の攪拌のほか、被塗物の浴槽
内への搬入および搬出時は勿論のこと、ラインに懸垂さ
れた被塗物が浴槽内を搬送される過程においても、前述
した交番圧力が発生する。この水圧の変化は、例えば通
常使用されているイオン交換膜（高さ約１ｍ、幅約５０
Ｇ）の場合、仮に０．５ｋｇ／ｃｄの水圧の変化を生じ
たとすると膜全体では２５００　ｋｇの水圧変化となり
、当該膜の取付部には中心線に直角の方向に約８．５ｋ
ｇ／ｃｍの張力となって繰り返して印加されることとな
る（この場合、仮に中心線に対して約１０″の傾゛きで
ふくらみが生じていた場合は、そのふくらみの接線方向
で（８，５／ｓｉｎ　１０　’　）より４８ｋｇ／ｃｍ
の張力となる）。このため、当該イオン交換膜は、常に
その一部又は前部が屈曲される状態下にあり、曲げや引
っ張りが繰り返し印加されるため薄いものは全く使用で
きず、一方、厚いものでも短期間（現実には２日〜３日
間）の内に破損するという不都合が度々生じている。こ
のことは、当該イオン交換膜を短時間に且つ定期的に交
換しなければならないという事態を生じ、その取換え作
業にあってはクレーン等の準備が必要とされ、加えて電
着塗装のライン自体も停止させなければならないという
状況が生じる。

さらに、前記他の電極の周囲には、イオン交換膜を透過
した不純物或いは水中の不純物が付着して分極し、さら
には水の電気分解によって気泡が付着する等の現象が生
じ、従来のたれ流し的給水方法ではこれらの分極粒子や
気泡を完全に除去することができず、従って電着効率が
経時的に低下するという不都合が生じていた。このため
、従来技術における隔膜電極法による電着塗装において
は、その作業能率が極めて悪く従ってコスト高となると
いう不都合があった。

一方、かかる不都合を改善することを目的として、発明
者は、すでに、管状に形成された隔膜電極装置（実願昭
５７−０８２００２号；米国特許出願第４９９８１８号
）を提案している。

これは、一方の電極である被塗物に対応して配設される
他方の電極に関するもので、具体的には、［通水性があ
り且つ絶縁材から成る管状の隔膜支持部材の外面側に隔
膜を巻装するとともに、その隔膜支持部材の内面側には
所定の間隔をおいて管状電極を配設し、この管状電極の
内径側の上方から下方へ、更に当該管状電極の外周面を
通って外部へ流動する純水の通水路を設ける」という構
成を備えた。ものとなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、隔膜を巻装するという上記従来例におけ
る隔膜電極装置においても、電極周囲に配設される隔膜
の取付方法に、いくつかの未解決の課題を含んでいる。

すなわち、前述した隔膜電極装置において、隔膜は、そ
の上下端部がベルト状部材によって前記隔膜支持部材の
外面周囲に締め付けられた状態で装着されている。この
ため、内部及び外部から反復繰り返して不規則に到来し
てくる水圧の変化により、前記隔膜は、その両端部にお
いて経時的に位置づれが発生し、これがため長時間の連
続使用に際しては、当該隔膜の両端部からの極液の漏れ
若しくは隔膜の内側への塗装液の流入等が生じて隔膜本
来の機能が阻害されるという不都合が生じていた。

さらに、例えばオレフィン系若しくはテフロン系の接着
しにくい樹脂から成る隔膜の場合には、当該隔膜を隔膜
支持部材に装着し固定するのに各当接端縁と縫合するか
若しくは他の固定金具等を用いて固着しなければならな
いという煩わしさがあり、又構造が複雑化して加工組立
に手間が掛かるという不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に
接着性の悪い樹脂等材質から成る隔膜であっても極く容
易に且つ堅牢に隔膜支持部材に装着することのできる電
着塗装用隔膜の固定方法を提供することを、その目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、比較的幅が広く且つ帯状に形成さ
れた隔膜を設け、この隔膜の長辺側の端縁に略平行に隔
膜支持部材を配設し、この隔膜支持部材の外周面に前記
隔膜を積層し、その後、当該隔膜の長辺側の各端部を、
その裏面を張り合わせた状態にして前記隔膜支持部材の
側面に引き出すとともに、この引き出した隔膜の端縁部
分を曲折して倒置せしめ、しかるのち当該隔膜を通水性
ある外布にて前記隔膜支持部材に巻回し固定するという
構成を採り、これによって前記目的を達成しようとする
ものである。

〔作　　用〕

隔膜を円筒状隔膜支持部材の外面に積層するとともにそ
の端縁を曲折して係合し、更にその全体を外布によって
螺旋状に巻回したことから、この外布の巻装固着力によ
り前記隔膜の端縁の曲折係合状態が維持され、且つその
一体化が強化される。

このため、と（に接着剤を用いなくても当該隔膜を隔膜
支持部材の外周に堅牢に装着することができる。

〔第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第６図に基づ
いて説明する。

これらの図において、１は、図示しない一方の電極（被
塗物）に対応して電着塗装用水溶液内に配設される他方
の電極としての隔膜電極装置を示す。この隔膜電極装置
１は、本体部２と、電極部３と、この両者間に設定され
た通水機構４とを備えている。

前記本体部２は、同軸上に所定間隔をおいて配設された
第１および第２の絶縁管５，６と、これらの各絶縁管５
，６を連結する比較的硬質の隔膜支持部材７と、この隔
膜支持部材７の外周に第２図に示す如く巻装された隔膜
９と、この隔膜９の外面に後述する如く螺線状に巻装さ
れた外布８とにより構成されている。この外布８は、例
えば化学繊維等から成り且つ張力に対し充分耐久性があ
る通水性を備えたものが使用されている。

前記隔膜支持部材７は、非導電性の綱状部材もしくは通
水性ある多孔質部材によって比較的長い管状に形成され
、前記第１および第２の絶縁管５゜６をその両端部の内
径側にて連結するように配設されている。

また、前記隔膜９は、前記電極部３に吸引されるイオン
に対し、選択的に浸透性あるイオン交換膜によって形成
されている。なお、この隔膜９については、前記イオン
交換膜のほか、中性膜すなわち、選択性を有しないが比
較的大きな分子の流通を阻止し小さい分子を通し易いも
のによって形成してもよい。このイオン交換膜（又は中
性膜）は、隔膜９として隔膜支持部材７に巻回されてい
るため、外圧に対して機械的強度が著しく増強された状
態となっている。

さらに、この隔膜９の外周面には、その全域にわたって
前述した如く外布８・が螺線状に巻装され、これによっ
て内圧に対しても充分な耐圧強度が付加されたものとな
っている。

前記隔膜９および外布８が巻装された隔膜支持部材７０
両端部の外周側には、所定間隔をおいて第１図に示す如
く第１および第２の枠体２０゜２１が配設され、同時に
この枠体２０，２１の内径側にボッティング材１１が充
填され、これによって、前記各絶縁管５，６と隔膜支持
部材７および隔膜９．外布８とが同時に且つ強固に一体
化された構造となっている。この場合、前記第１の枠体
２０は筒状に形成されており、前記ボッティング材１１
の充填に際しては当該固形化前のボアティング材１１が
流出するのを防止するためにリング部材１２が第１の枠
体２０内に配設されている。

また、前記第２の枠体２１は、有底筒状に形成され、そ
の内側に前記隔膜支持部材７および絶縁管６等が挿入さ
れた状態で前述した如くボアティング材１１が充填され
、その全体が同時に一体的に固着された構造となってい
る。

前記ボッティング材１１としては、本実施例ではエポキ
シ樹脂が使用されているが、ウレタン樹脂若しくはフェ
ノール樹脂等であってもよい。

前記第１および第２の絶縁管５．６としては、本実施例
では硬質の塩化ビニール管が使用されている。この内、
第１の絶縁管５には、第１図に示す如（排水部１３が設
けられ、その上方端部にはキャップ１４が着脱自在に装
備されている。５Ａは絶縁管５の上端部内径側に固着さ
れたスペーサを示す。

一方、前記電極部３は、ステンレス製で管状に形成され
た管状電極３０と、この管状電極３ｏの第１図における
上端部に装着された電極垂下採土用の金属製蓋部材３１
と、この蓋部材３１に設けられた電源用接続端子３２お
よび給水部３３とにより構成されている。この内、前記
管状電極３０は、その外径が前述した本体部２の第１お
よび第２の各絶縁管５，６の内径よりも更に小さく形成
されている。このため、前記本体部２に対する当該管状
電極３０の着脱が容易となっており、同時に当該本体部
２と管状電極３０との間に通水機構４の一部が形成され
るようになっている。また、前記金属製の蓋部材３１は
、その外周端縁が管状電極３０から突設されており、こ
れによって管状電極３０が第１図に示すように第１の絶
縁管５により係止されるようになっている。このため、
電極部３は、外部から本体部２内に掻く容易に挿入配設
され、また必要に応じて極く容易に外部へ離脱せしめる
ことができるようになっている。

前記通水機構４は、隔膜９と管状電極３０との間に蓄積
される酢酸などを外部へ排出するためのもので；具体的
には上述した電極部３と本体部２とにより構成されてい
る。すなわち、電極部°３の給水部３３から流入される
水は、第１１図中の矢印にて示すように、管状電極３０
内を流下し、下方から管状電極３０の外周側へ流動して
ゆき、同時に該管状電極３０の外周側を上昇しながら隔
膜９の内側を流動して不純物と共に排出部１３から外部
へ強制的に流出されるようになっている。

前記本体部２の一方の枠体２０部分には、電着塗装に際
し浴槽へ装着するための装着用金具ＩＡが巻装される。

また、前記隔膜９の外面に巻装した外布８は、必ずしも
布状のものに限定されず、同一の補強機能および通水性
を備えたものであれば、他の部材で置き換えてもよい。

さらに前記隔膜９は、接合部を防水することを前提とし
て螺旋状に巻き付けても或いは輪切り状に形成したもの
を装着してもよい。

ここで、前述した本体部２の主要部をなす隔膜９の固定
方法について更に詳述する。

まず、隔膜９を比較的幅の広い帯状に形成する。

次に、この隔膜９の長い方の端縁に略平行に、隔膜支持
部材７を配設し、この隔膜支持部材７に前記隔膜９を積
層する。この隔膜９の長辺部分の端縁９Ａ、９Ｂを前記
隔膜支持部材７から突出させるようにして張り合わせる
（第４図参照）。この各端縁の接着には各々に適合した
接着剤（例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂等）を使用
する。次に、このようにして張り合わされた隔膜９の各
端縁９Ａ、９Ｂを第５図に示す如く２段階にわたっ゛て
巻込むように曲折し、その後、第６図に示す如く外布８
を全体的に螺旋状に巻装する。これによって隔膜支持部
材７と隔膜９との一体化が完了する。次に、このように
して形成された円筒状隔膜部材の両端部に、前述した第
１および第２の絶縁、管５，６を第１図に示す如（嵌合
せしめ、同時にこの各嵌合部の外側には第１および第２
の枠体２０．２１を前述した如く所定間隔をおいて配置
する。そして、この各枠体２０．２１内に各々ボッティ
ング材１１を充填して固形化せしめ、これによって本体
部２の一体化が完了する。

なお、前記第１の枠体２０の第１図における下端部内側
に配設されたシール部材１２は、前述した如く固形化前
のボッティング材１１の流出を防止するためのものであ
り、当該ボッティング材１１が固形化した後は取り除い
てもよい。

次に、この実施例の全体的動作を、カチオン型塗料を用
いた場合について説明する。

まず、酢酸で中和して成るカチオン型塗料の水溶液内に
、被塗物（図示せず）と隔膜電極装置１とを配設し被塗
物を負極とすると共に隔膜電極装置１の管状電極３０を
正極として直流電圧を印加すると、直ちに電極塗装が開
始され、水溶液中で正電荷を有する塗料樹脂成分と顔料
のコロイド分子が負極の被塗物に向かって移動し、被塗
物の表面に付着して放電したのち、塗料の固形物が凝集
して塗膜が形成される。一方、水溶液中には、負　　　
□電荷を有する酢酸が蓄積される状態となるが、この酢
酸は、前述した電着塗装の開始と同時に前記隔膜電極袋
Ｗ１の管状電極３０に向かって移動を開始する。

前記隔膜９は、電着用水溶液にカチオン型塗料が溶解使
用されていることから、負電荷を備えた酢酸分子を容易
に通過せしめるアニオン膜（又は中性膜）が使用されて
いる。このため、前述したように正電位の管状電極３０
に吸引される酢酸分子は、隔膜９を容易に通過して管状
電極３０の周囲から当該管状電極３０に達して放電する
。この場合、前記隔膜９はイオン交換膜であることから
、放電した中和剤に対しては比較的不浸透性を有してお
り、これがため、管状電極３０と隔膜９との間には酢酸
が集積される。一方、この管状電極３０と隔膜９との間
には、前述したように純水が強制的に流通されているた
め、集積された酢酸は純水とともに連続的に外部へ排出
される。

この実施例は、以上のように、一方の電極としての被塗
物に対応して配設される他方の電極を管状電極３０とし
、この管状電極３０の周囲に、絶縁材からなる隔膜支持
部材７を介してイオン交換膜等の隔膜９を積層装備した
ので、前述した外圧の変動に対しては充分これに耐える
ことができ、従って、従来技術による隔膜と同一の隔膜
９を使用しても長時間連続して継Ｖｔ４１用することが
でき、前記隔膜支持部材７部分に下方から上方に向けて
水を強制的に流通せしめるように構成したので、管状電
極３０の周囲に停滞する分極粒子や気泡を、強制的に排
除することができ、このため電着塗装の効率を著しく改
善することができ、さらに隔膜９により抽出される酢酸
等の中和剤を１００％外部へ排出することができ、かか
る点においては従来技術における隔膜電極装置では当該
電極部の周囲に集積された酢酸等の中和剤を単に水で薄
める程度の効果しかなかったのに対し、本実施例ではこ
の点も著しく改善され、従って隔膜９による中和剤の抽
出能率を著しく改善することができる。

また、管状電極３０を本体部２の内部から容易に外部へ
離脱せしめることができるので、保守が至って容易とな
り、クレーン等の付属設備が全く不要となるという利点
がある。

また、本実施例においては前記隔膜９の内外面周囲に通
水性ある外布８を巻回装備したので、前記隔膜９の引っ
張り強度が極端に弱（でも、内圧の変化に対して充分こ
れに耐えることができるという利点がある。

さらに、枠体２０．２１の作用によりポツティング材１
１を均一に充填することができ、これがため強度の均一
性および品質の均一性を得ることができ、組立作業の手
間も軽減されるという利点がある。

また接着性の弱い部材から成る隔膜を使用しても、端縁
の曲折保合部に対する外布の巻装固着作用により、当該
隔膜を隔膜支持部材に堅牢に装着することができるとい
う利点がある。

なお、本実施例では、前述した他方の電極を管状電極３
０としたが、本発明においては必ずしもこれに限定され
ず、通水機構４を確保することを前提として例えば柱状
であっても或いは細長い板状のものであっても良い。

〔第２実施例〕 次に、第２実施例を第７図に基づいて説明する。

この実施例は、前述した第１実施例が隔膜の両端縁を引
き出すとともに重ね合わせて一方の側に曲折し倒置した
のち外布８を巻装するという構成を採っていたのに対し
、第７図に示すように、長辺側の各端縁を各別に各々外
側に向けて曲折するとともに、当該各曲折部９０Ａ、９
０Ｂの相互間に、両端部を内側に曲折した保合用の短冊
状連結片９１を連結せしめ、しかるのち、前記外布８を
巻装して固着したものである。前記連結片９１は、本実
施例では前述した隔膜９と同一の材質のものを使用して
いるが他の合成樹脂もしくは金属材であってもよい。そ
の他の構成は前述した第１実施例と全く同一となってい
る。

このようにしても、前述した第１実施例と同一の作用効
果を有するほか、とくに幅の狭い隔膜部材を有効に使用
し得るという利点があり、また曲折部９０Ａ、９０Ｂの
膨出を小さく抑えることができ、従って組立が容易とな
り取扱い易いという利点がある。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、隔膜を隔
膜支持部材に堅牢に固定することができ、とくに接着性
のない隔膜に対しても接着したのと略同様に前述した隔
膜支持部材に固着することができ、従って、かかる手法
を採用することにより、接着性のない隔膜を使用しても
当該隔膜が剥離することのない耐久性良好な電着塗装用
隔膜電極装置を得ることができるという従来にない優れ
た電着塗装用隔膜の固定方法を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は第
１図のｎ−ｎ線に沿った断面図、第３図は第２図の一部
を拡大した拡大部分説明図、第４図ないし第６図は各々
隔膜の巻装手順を示す説明図、第７図は第２実施例を示
す概略構成図、第８図は第１図の実施例の使用状態を示
す説明図である。 ７・・・・・・隔膜支持部材、８・・・・・・外布、９
・・・・・・隔膜、９Ａ、９Ｂ・・・・・・隔膜の長辺
側の各端部。 特許出願人　　　　株式会社ポリテックス代理人　弁理
士　　　高　　橋　　　　勇第１図　　　　。 第２図 第３図 第４図 第７図 第δ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、比較的幅が広く且つ帯状に形成された隔膜を設
   け、この隔膜の長辺側の端縁に略平行に隔膜支持部材を
   配設し、この隔膜支持部材の外周面に前記隔膜を積層し
   、その後、当該隔膜の長辺側の各端部を、その裏面を張
   り合わせた状態にして前記隔膜支持部材の側面に引き出
   すとともに、この引き出した隔膜の端縁部分を曲折して
   倒置せしめ、しかるのち当該隔膜を通水性ある外布にて
   前記隔膜支持部材に巻回し固定したことを特徴とする電
   着塗装用隔膜の固定方法。