JPS6260896A - カチオン電着塗装方法 - 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 本発明はカチオン電着塗装方法に関し、より詳細には、
該塗装において循環、供給或いは攪拌用として用いられ
るポンプのシールを有効に行なうことかり能なカチオン
電着塗装方法に関する。

従来技術 一般に電着塗装として、導電性基質から成る被塗装物品
を、塗料液槽内の塗料液中に浸清し、この塗料液槽内に
隔膜電極を設け、該電極を陽極及び物品を陰極として、
隔膜電極と物品との間に電圧を印加して物品の塗装を行
なう、所謂カチオン電着塗装方法が知られている。

この様な電着塗装方法においては、塗装、洗浄７３Ｂ；
ｎＡ’：ｔ、ｎ）ＡｒＰ、ｊＬ＝ｗｔ、５−ｒ−１９ｉ
ＴＦ〒石上−へシ七ｌ／ＩＪ攪拌用として各種のポンプ
が使用されており、このグランド部のシールはグランド
バッキングや種々のメカニカルシールによっている。

然しながら、電着用の塗装液中には、多量の水、樹脂、
溶剤の外に着色乃至は防錆の目的でカーボンブラック、
酸化鉄等の着色顔料や種々のクロム酸塩系防錆顔料算が
含有されており、これらの顔料粒子等の固形分がシール
材やポンプのシャフトを傷つけ、前記グランド部のシー
ルを困難にし、またポンプの寿命を著しく短かくしてい
る。従って、電着塗装の分野においては、このようなシ
ール材或いはポンプ・シャフトの損耗を防止するために
、格別の保守を必要としたり、或いはグランド部の損耗
によって、塗料液が漏洩して損失する等、改りされるべ
き問題点が多い。

この様な電着塗装方法におけるポンプのシール方法とし
て、本出願人は、」過工程における塗料液のろ液を該ポ
ンプのシール液として用いることを先に提案したが（特
公昭５７−１３６３９号公報参照）、所謂カチオン電着
塗装方法においては、隔膜電極内において循環供給され
る極液の一部をポンプのシール液として使用する場合に
は。

更に優れた効果が得られることを見出した。

発明の目的 即ち本発明の目的は、カチオン電着塗装方法において、
各工程において使用されるポンプのシールが有効に行な
われる電着塗装方法を提供するにある。

本発明の他の目的は、主著塗料液の劣化や急激な組成変
化を実質的にもたらすことなしに、電着塗装において使
用される各種ポンプにおけるシール材やシャフトの損耗
或いは塗料液の漏洩が有効に解消し得るカチオン電着塗
装方法を提供するにある。

本発明の更に他の目的は、隔膜電極内に循環供給される
極液の−・部を各種ポンプのシール液として使用するカ
チオン電着塗装方法を提供するにある。

発１月の構成 本発明によれば、（Ａ）導電性の被塗装物品を塗料液槽
中に侵漬し、塗料液槽内に設けられている隔膜電極と物
品との間に電圧を印加し、前記液槽内の塗料をポンプで
循環乃至攪拌させながら物品の塗装を行なう塗装工程、
　（Ｂ）隔膜電極内の極液を循環供給する工程、　（Ｃ
）該塗装工程にて形成された塗膜面に付着する余剰塗料
を除去する洗浄工程、（Ｄ）前記塗装工程における塗料
液或いは前記洗浄工程にて回収余剰塗料含有洗浄液の少
なくとも一部を超ｊ過膜乃至は逆浸透膜等の透過膜に導
いてψ過液とＣ縮された塗料液とに分離するデ過工程、
とから成るカチオン電着塗装方法において、前記各工程
において循環、供給若しくは攪拌用として用いられてい
る少なくとも何れかのポンプに、前記隔膜電極内に循環
供給する極液の一部を、グランドシール或いはメカニカ
ルシールのフラッシングに使用するシール液として供給
することを特徴とするカチオン電Ｘ塗装方法が提供され
る。

発明の好適態様 本発明方法において、導電性の被塗装物品としては全屈
から成る任意の物品が使用される。かかる物品としては
、連続した帯状の金属板；金属素線又は撚り線７或いは
、棒、板、パイプ等の成形品：車輌、電気機器、建材、
家具等の部品や組立品を使用することができる。

また本発明方法において使用する塗料液としては、例え
ば第４級アンモニウム基の様なカチオンを形成する基を
有する樹脂、酢酸、ギ酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ
酸等の中和剤乃至安定剤、その他各種溶剤、顔料、界面
活性剤、電解質塩類等を含み、所謂カチオン塗料と呼ば
れているものが使用される。

本発明によれば、塗料液槽中に隔１ｔ！２電極を設け、
該液槽中に前述した導電性被塗装物品を浸清し、隔膜電
極を陽極とし、被塗装物品を陰極として電圧を印加して
カチオン電着塗装を行なう、この場合、前記液槽内の塗
料液をポンプで循環乃至攪拌しながら両極間に通電が行
なわれる。

印加される電圧は一般的に茸って５０乃至３００ポルト
であり、電流は物品の面ｉ１ｄ謙２当たりｌ乃至１５ア
ンペアのオーダーである。

物品の浸漬、通電、搬送は、所謂スリッパ−争ディップ
方式でも、或いはタクト方式の何れでもよく、また連続
した物品の場合には、連続した金属板や金属線を、塗料
液槽中に連続的に供給する任意の方式を採用し得る。塗
料液槽に収容される塗料液の濃度は、塗装の目的によっ
ても相違するが、一般的に言って、１０乃至３０％であ
るのがよい。かくして、物品表面上に、厚さ５乃至１０
０ルの電着塗膜を形成させることができる。

工程（Ｂ） 本発明においては、前述した通り、塗料液槽中に隔膜電
極を設ける。

この隔膜電極は、ステンレス、フェライトカーボン等を
電極とし、この電極を開口部を有する電気絶縁性の隔膜
ボックス内に収納し、且つその開口部にイオン交換膜等
の隔膜を張設し、更に隔膜ボックス内に極液を注入した
ものである。

この場合、電″Ｂ塗装の進行に従い、電極の溶解に′よ
り極液中に陽イオンが発生するが、前記イオン交換膜の
存在によって該陽イオンが塗料液中に侵入することなく
塗装に悪影響を及ぼすことは防止される。

極液としては一般に、酢酸、蟻酸、乳酸、グリコール酸
等の溶液が使用される。

また塗料液中には、前述した通り、中和剤乃至は安定剤
として使用されている酢酸等の酸成分が存在するが、電
着塗装の進行に伴って塗料が被塗装物品に付着して塗料
液中から持出される。従って相対的に塗料液中の酢酸等
の濃度が上昇し、塗料液槽中の中和剤等と塗料とのバラ
ンスがくずれ、塗装不良を招くことになる。

而して、酢酸イオン等のアニオンはカチオンイオン交換
膜を通過するため、電着塗装の進行に伴なって極液（半
透膜で区画された隔膜ボックス内部の電極液）中の酢酸
濃度が上昇する。

そこで本発明においては、該極液を循環供給し、その電
気伝導度を測定し、極液中の酸濃度が上昇した場合には
適宜純水を補給して極液を稀釈することにより酢酸等の
酸濃度を約１０００〜２５００ｐｐｍのオーダにコント
ロールし、塗料液中の酢酸（中和剤乃至安定剤）とのバ
ランスを保っている。

酢ｍ等の酸濃度が上記範囲を超えた場合には。

適宜水等が補給され、その分増量した極液は系外へ排出
される。排出は、通常中和処理の後行なわれる。

ニーａ担拉 このようにして形成される電着塗膜は水に不溶性のもの
であるが、前記被塗装物品が電Ｒ塗装を終了して塗料液
槽から出てくるときには、この電着塗膜の表面に塗料液
槽内の塗料が必然的に物理的に付着する。この主著塗膜
表面に物理的に付着した塗料をそのまま加熱すると、色
むら、つやの不均一等の欠点を生じる。

従って、電着塗膜が形成された被塗装物品は、塗料液か
ら引き揚げた後、洗滌域において、電着塗膜に物理的に
付着して持出される余剰塗料液を件？ａＬ？ヒ１１艶土
＋ス　ル銚Ｉ４　　ル遺繍出Ｌ（曹玲鯖物品を浸漬する
ろ、或いは洗滌液の噴霧に被塗装物品を曝すことにより
行われる。被塗装物品に付着して洗滌域に持ち去られる
塗料の１は、゛物品の。

譲状によっても著しく相違するが、構造の単純な　−物
品から複雑な物品にわたって、一般に新鮮な塗料を使用
し、消費する量の１０乃至５０％にも達−する。本発明
によれば、この被塗装物品と共に持出される余剰塗料の
殆んど全てを洗滌により除去する。

工程（Ｄ） しかして、この洗滌工程にて回収される余剰塗料含有洗
滌液には塗料成分が稀釈された形で含有されており、一
方、塗料液槽内の塗料液も電着塗装の進行に伴なって、
塗料液の固形分の稀釈化が進むことになる。

本発明においては、この様な電Ｍ塗装工程における塗料
液或いは前記洗浄工程において回収される余剰塗料含有
洗浄液の少なくとも一部をａＪ過膜乃至は逆浸透膜等を
用いた装置に導いて濾過液と濃縮された塗料液とに分離
する。

濃縮された塗料液は再使用に供せられる。

本発明において、超ｆ過膜を用いた装置としては、塩類
、溶剤或いは分解樹脂分子の如き低分子物質を透過し得
る特定の透過膜、即ち厚さ０．１乃至１０ミクロンの比
較的密度の高いセルロース系、ポリアミド系又はポリス
ルフォン系等の透過一層と、これを支持し且つ高い浸透
性を有する海綿状の厚さ２０乃至１ｏｏｏミクロンの補
助層とから成る超テ過透過膜を用いたチューブラタイプ
又は透過膜と支持層（多孔性シート）とをスパイラル状
に巻き込んだスパイラルタイプ、或いは透過膜を中空系
状に加工した中空系タイプ等の任意の超ｆ過装置が使用
される０例えば、このような超ｊ過透過膜を開放管に成
形したものや或いは平板状に集積したもの等を使用し、
この透過膜により包囲された通路に塗料液或いは洗滌液
を加圧下に例えば０．５乃至５　Ｋｇ／ｃｍ２ゲージの
圧力化に通し、前述した低分子量溶質を含むか過液と塗
料固形分が濃縮された塗料液とに分離するものである。

また、逆浸透膜を用いた装置としては、塗料液の水のみ
を透過するような選択透過膜を備えた任意の逆浸透装置
が使用され、この選択透過膜で包囲された通路に、塗料
を含有する液を高圧下１例えば３０乃至１００　Ｋｇ／
ｃｍ２の加圧下に通すことにより、塩類等の低分子可溶
性成分を含有しない水から成る濾過液と塗料分が濃縮さ
れた液とに分離する。

本発明において重要な特徴は、前述した工程（Ｂ）にお
いて循環供給されている極液の一部をシール液として、
各工程において使用されている循環、供給若しくは攪拌
用の各種ポンプの少なくとも何れかに供給することにあ
る。

この極液の供給は、それ単独でもよいが、水或いは前記
工程（Ｄ）におけるｊ液で稀釈してポンプに供給するこ
とも可能である。

発明の効果 二の様に極液の一部をメカニカルシールのフラッシング
に用いると、シール面が該極液で満たされることになり
、塗料中の固形分でシール面が損傷を受けることがなく
、ポンプの消耗やシール部からの塗料液漏れを防止して
円滑な電着操作が可能となる。

更に本発明方法の最も顕著な利点は、前記極液中には一
般に酢酸イオンが１０００〜２５００ｐｐｍのオーダー
で含有されているため、ポンプの回転軸やシール面等に
付着した塗料固形分等を溶解除去するという作用を有し
ており、かくしてシール面の損傷やポンプの消耗が極め
て有効に防止されるのである。

更にこの様な極液をシール液として使用することによっ
て、塗料液の劣化や塗料組成の実質的な変動を有効に防
止できると共に、所謂クローズドサーキットによる電着
塗装が可能となる。

即ち、シール部から塗料液中に混入する極液の量は極〈
少量であり、又、極液は排出と純水の補給の繰返しによ
り常に濃度が管理されているので、塗料中に混入する極
液中には金属の陽イオン等が塗料液に悪影響を及ぼす程
度には含有されて訟以−ｊ″　ｋ４−、融ノ＋ソ鳥、に
面纜紳女鵬纜Ｗ竺ｒｒｓｌギム子物質が水溶液の形で含
有されているにすぎない、のみならず、これらの酢酸イ
オン等は、むしろ塗料液の安定性を増加させるものであ
るから、−この極液が塗料液中に混入しても塗料液を劣
化させたり、或いは液組成を実質的に変動させることは
ない。

従って、安定したカチオン電着塗装が可能となる。

本発明において、塗料液循環乃至攪拌用ポンプとしては
、グランドシール或いはメカニカルシール等の軸封部を
備えた任意のポンプ、例えば種々のうず巻きポンプや、
回転羽根ポンプ、尚車ポンプ、ねじポンプ等の回転ポン
プ或いはパイプラインミキサー等の循環攪拌ポンプ等が
使用され、且つその軸封の適当な例は、特許庁編産業別
審査基準「メカニカルシール」　（発明協会発行）に記
載されている。

本発明を以下添付図面に示す具体例に基づいて詳廁に説
明する。

実施例 本発明の塗装方法を好適に実施するだめの装置を示す第
１図において、被塗装物品１の搬送路２に沿って全体と
してＡで示される塗装域と、全体としてＢで示される洗
浄域が設けられる。

塗装域Ａは、隔膜電極７０を備えた塗料液槽３、該塗料
液槽３内の塗料液４中に被塗装物品１を浸漬し搬送する
ための物品支持搬送機構Ｃ１及び物品と電極との間に電
圧を印加するための給電機構りから成る。被塗装物品１
は、搬送機構Ｃにより絶縁部材５を介してハンガー６で
吊下げられ、電源７のマイナス側に接続された給電レー
ル８ｋをハンガー６に取付けられた集電子（図示せず）
が摺動してマイナスの電圧が印加される。、電源７のプ
ラス端子は、前記隔膜電極７０内の電極７１に接続され
る。

好適には、塗料液槽３に隣接して、補助槽９を設け、塗
料液槽３の塗料液４は、両槽の仕切壁１０Ｌを補助槽内
に溢流し、塗料液上の泡やガスが補助槽９で除去される
ようにする。補助槽９に溢流した塗料液は、塗料液循環
経蕗１１を経て、塗料液槽３内に′ｆＪ環される様にす
る。添付図面に示す４Ｊｉｉ様においてはかかる循環経
路は１回路のみ示されているが、一般には複数の循環経
路が採用されよう。

第１図に示す具体例においては、塗料液槽３の内部の塗
料組成を一様にし且つ平均に攪拌を行なうために、補助
槽９からの塗料液を塗料液槽３内に循環する循環経路１
１が設けられるものであり、この循環経路１１には塗料
液循環攪拌用ポンプ１２およびライザー１３が設けられ
ている。

循環経路１１の途中には経路を分岐して、塗料液を補給
するための補給槽１４および補給塗料攪拌ポンプ１５を
設けることができる。塗料液槽３に補助槽９を付設する
代りに、塗料液を塗料液槽１３の上部から取り出し、底
部に循環する様にしても勿論よい。

塗装域Ａの搬出側に近接して且つ搬送路２に沿って、被
塗装物品の電着塗装面に付着する余剰塗料を除去するた
めの洗滌域Ｂが設けられる。第１図において、この洗滌
域Ｂは、本実施例の場合。

塗装物品の搬送方向に直列に配置された第一の洗滌域Ｅ
と第二の洗滌域Ｆとから成っている。この場合、第一の
洗滌域Ｅは、余剰塗料含有洗滌液１６を収容する液槽１
７から成り、電着塗装域Ａからの電着塗装終了物品は、
ハンガー６により支持搬送されて洗滌液１６に浸漬され
、先ず第一次洗滌される。次いで塗装物品は洗滌液１６
からひきＥげられ、第二の洗滌域Ｆにおいて、ノズル１
８．１９からのスプレーシャワーを浴せられて洗滌操作
を終了する。液槽１７内の余剰塗料含有液１６は、その
底部から配管２０を経て抜き出されて、ポンプ２１によ
りスプレー管２２から被塗装物品１の予備洗浄のため噴
霧されて補助槽９に循環される。

塗料液槽３又は補助槽９に連なる超−過装置２３が設け
られる。即ち、補助槽９の底部から塗料を抜き出して超
ろ過装置２３に導く配管２４が設けられ、配管２４に接
続されるポンプ２５により補助槽９内の塗料液を超が過
装置２３の高圧側にイＩＦｊへす六−　、−の、ｔｉＪ
　Ｓｎ　′Ａ枯署２３で４峯嘘七台ト譬過液２６は液溜
２７に貯留され、一方濃縮された塗料液は配管２８を経
て塗料液槽３に循環される。液溜２７内の濾過液２６は
配管２９及び−過−−液送ボンプ３−０を経て、第二の
洗浄域Ｆのスプレーノズル１８に送られ、被塗装物品の
第二次洗浄に使用される。

また余剰塗料含有洗浄液回収槽１７には、これに連なる
ａ７過装置３１が設けられる。

即ち、洗浄液回収槽１７の底部から余剰塗料含有洗浄液
１６を抜き出して、超ｊ過装置３１に導く配管３２が設
けられ、配管３２に接続されるポンプ３３により、余剰
塗料含有洗浄液１６を超か過装置３１の塗料通路側（高
圧側）に供給する。

かくして、洗浄液中の含水される水や塗料中の低分子成
分はａＺ過膜を透過して、」液３４として、液溜３５に
排出される。

一方、洗浄液中の塗料固形分が濃縮された液は、塗料液
と混合すればヒ分再使用可能であり、配管３６を通して
補助槽９に濃縮された形で循環される０回収された濾過
液３４は、配管３７及びデ過液送液ポンプ３８を経て、
第二の洗浄域Ｆのスプレーノズル１９に送られる。

塗料液槽３内に設けられた隔膜電極の循環工程を示す第
２図を参照して、ステンレス、フェライトカーボン等の
電極７１と、該電極７１を収納し、且つ極液７２が注入
される電気絶縁性の隔膜ボックス７３と、該隔膜ボック
ス７３の被塗装物１と対向した開口部に張設され塗料液
４と電極７１とを区切るイオン交換膜等あ隔膜７４とか
ら成る。この隔Ｊｌ！７４としては、それ自体公知のイ
オン交換膜１例えばポリプロピレン等の繊維にポリスチ
レンジビニル等のカチオン樹脂をホットプレスして一体
成形したイオン交換ＩＩ！等が使用される。

本発明において、隔膜電極７０内の極液７２は、循環ポ
ンプ７５を介して循環供給されるが、電離変針７６によ
り極液７２の電離度、即ち電気伝導度を測定し、極液７
２中の酸濃度が上昇した場合には配管７７から純水を極
液タンク７８内に供給して極液７２を稀釈することによ
り極液７２中の酢酸等の中和剤の濃度がコントロールさ
れる。酢酸濃度が一定値以丘となった時には、適宜純水
が補給され、その分増量した極液は配管７９から中和剤
を供給混入して中和処理されて系外へ排出される。この
酪酸濃度は、前述した通り、一般に１０００〜２５００
ｐｐｍｃ７）オーダーに濃度コントロールされる。

本発明において重要な特徴は、この極液７２の一部が各
工程において使用するポンプのフラッシングに使用する
シール液として使用されることである。

即ち、ポンプ３９及び配管４０を介して、１核極液の一
部はシール液として各工程の循環乃至攪拌用ポンプ１２
，１５，２１，２５，３０，３３゜３８．３９に供給さ
れる。前述した様に極液中にはｉ　ｏｏｏ〜２５００　
ｐｐｍの酢酸が含まれているため、これをシール液とし
て用いることにより、ポンプの回転軸等に付着した塗料
固形分を有効に洗浄除去することができ、シール面の損
傷やポンプの消耗が有効に防止される。しかもこの様な
効果は、塗料液の組成変化や劣化を生ずることなく達成
されるものである。

尚、第１図においては、１個の隔膜電極７０についての
み極液の循環を行なっているが、これは全ての隔膜電極
７０について行なわれているものである。

またこの極液は純水を配管８０から補給し、稀釈してシ
ール液として用いることもでき、更に超か過装置２３．
３１におけるか液２６．３４を補給し稀釈して用いるこ
ともできる。

尚、ポンプのフラッシングに必要なシール液の量は、ポ
ンプの種類や容量によっても相違するが、一般的に言っ
て、ポンプ１基当り約１７／ｓｉｎのオーダーで上ので
ある。

かくして本発明によれば、カチオン電着塗装が閉回路で
円滑に行ない得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明方法を好適に実施するための一具体例
を示す工程図。 ｒｉＳ２［ｍｌ±、縄妨の循信丁尺の−、碗ル云すＶｌ
１ｗ弧る。 Ａは塗装域、Ｂは洗浄域、Ｃは搬送機構、Ｄは給電機構
、Ｅは−・次洗浄域、Ｆは二次洗浄域、−１は被塗装物
偏、３は塗料液槽、４は塗料液、９は補助槽、１２は塗
料液循環攪拌用ポンプ。 １５は補給塗料攪拌ポンプ、１６は余剰塗料含有洗ｎ１
液、１７は洗浄液槽、２３．３１は超ｊ過装置又は逆浸
透装置、２１．２５．３０，３３．及び３８は塗料液、
洗浄域又は」過液循環乃至供給用ポンプ、３９ハ極液供
給ポンプ、４０は極液供給配管、７０は隔膜電極、７２
は極液、７５は極液循環供給ポンプ、７６は電離変針を
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）導電性の被塗装物品を塗料液槽中に浸漬し
   、塗料液槽内に設けられている隔膜電極と物品との間に
   電圧を印加し、前記液槽内の塗料をポンプで循環乃至攪
   拌させながら物品の塗装を行なう塗装工程、 （Ｂ）隔膜電極内の極液を循環供給する工程、 （Ｃ）該塗装工程にて形成された塗膜面に付着する余剰
   塗料を除去する洗浄工程、 （Ｄ）前記塗装工程における塗料液或いは前記洗浄工程
   にて回収余剰塗料含有洗浄液の少なくとも一部を超ろ過
   膜乃至は逆浸透膜等の透過膜に導いてろ過液と濃縮され
   た塗料液とに分離するろ過工程、 とから成るカチオン電着塗装方法において、前記各工程
   において循環、供給若しくは攪拌用として用いられてい
   る少なくとも何れかのポンプに、前記隔膜電極内に循環
   供給する極液の一部を、グランドシール或いはメカニカ
   ルシールのフラッシングに使用するシール液として供給
   することを特徴とするカチオン電着塗装方法。