JPS6260897A - カチオン電着における透過膜の洗浄方法 - 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おいて、塗料液或いは
余剰塗料含有洗浄液の一過工程において使用する超ろ過
膜や逆浸透膜等の透過膜の洗浄方法に関する。

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漬し、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、塗装置ｃ際して樹脂
分解物、中和剤その他の不要物質が蓄積するため、め斜
波や洗浄排液を超ろ過や逆浸透等の１過操作に供し、不
要物質を分離除去すると共に得られる濃縮塗料液を再使
用【、ている。

然しながら、超ろ過や逆浸透等の透過膜を用いた膜分離
においては、濾過操作の進行に伴なって膜自体に目詰ま
りを生じるため、該膜を洗浄する必要がある。

この膜の目詰まりは、一般に空気中の炭酸ガスが塗料液
中に吸収されて形成上れる炭酸金属塩に起因するものと
解されており、従来は別途に洗浄々ンクを設け、酢酸等
の酸水溶液を透過膜に供給６　し、該膜の洗浄を行なっ
ていた（特公昭５９−５２２４０号公報参照）０ 而してかかる従来の洗浄法においては、別個に酢酸溶液
を調製して供給するため、濃度管理等の手間がかかり、
またコストがかかるという欠点を免れない。

発明の目的 即ち、本発明の目的は、格別の濃度コントロール等を必
要とせずに極めて容易且つ安価な手段により、透過膜の
洗浄を行なう方法を提供するにある０ 本発明の他の目的は、隔膜電極の極液を透過膜の洗浄液
として使用する洗浄方法を提供するにある○ 発明の構成 本発明によれば、（３）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、該物品の塗装を行なう塗装工
程、（ω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、（υ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される余剰塗料含有洗浄液の
少くとも一部を超ｆ過膜乃至は逆浸透膜等の透過膜に導
いて１過液と濃縮された塗料液とに分離するＣ過工程、
とから成るカチオン電着塗装方法において、前記隔膜電
極内に循環供給する極液の一部を前記透過膜に供給し、
該透過膜の洗浄を行なうことを特徴とするカチオン電着
における透過膜の洗浄方法が提供される。

発明の好適態様 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。

カチオン電着塗装を好適に行なうための装置の一例を示
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。

かかる被塗装物品１は導電性の物品であり、主として金
属から成る任意の物品が使用される。例えば、連続した
帯状の金属板、金属素線又は撚り線、或いは棒、板、パ
イプ等の成形品、車幅、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。

塗装域Ａは、隔膜電極７０を備えた塗料液槽６、該塗料
液４！１３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８上をハンガー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。

塗料液４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、乳酸、グづ
コール酸等の中和剤乃至安定剤ミ　−その他各種溶剤、
顔料、界面活性剤、電解質塩類等を含んでおり、所謂カ
チオン塗料と呼ばれるものが使用される。

即ち、本発明によれば、塗料液′ＮＩ６に設けられた隔
膜電極７０を陽極とし、塗料液４に浸漬された導電性被
塗装物品１を陰極として電圧が印加され、カチオン電着
塗装が行なわ几る。

この場合、前記液槽内の塗料液をポンプ９でライザー１
０を介して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言って５ｏ乃至ろｏ。

ボルトであり、電流は物品の面積１血２当たり１乃至１
５アンペアのオーダーである。物品の浸漬、通電、搬送
は１．所謂スリッパ−・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３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３に収容され
る塗料液４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チであるのがよい。か
くして、物品表面上に、厚さ５乃至１００μの電着塗膜
を形成させることができる。

塗料液槽６内に設けられた隔膜電極７０は、極液の循環
工程を示す第２図を参照（〜で、ステンレス、フェライ
トカーボン等の電極７１と、該電極７１の周囲に設けら
れ極液７２が収容された電気絶縁性の隔膜ボックス７３
と、該隔膜ボックス７３の被塗装物品１と対向した開口
部に張設され塗料液４と該電極７１とを仕切るイオン交
換膜等の隔膜７４とから成る。

この隔膜としてはそれ自体公知のイオン交換膜、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
膜等が使用される。

電着塗装の進行に従い、電極７１が極液（隔膜ボックス
７６および隔膜７４で区画されている区域内の電極液）
７２中に溶解し陽イオンが発生するが、上記隔膜７４に
よって極液７２と塗料液４とが仕切られているため、該
場イオンが塗料液中に侵入１〜で塗装に悪影響を及ぼす
ことは有効に防止される。極液７２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。

本発明に訃いては、前記極液７２を循環供給する。即ち
、極液７２は循環ポンプ７５を介１−で循環されるが、
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７２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中の酢酸等の酸濃度がコ
ントロールされるものである。

塗料液４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、乳酸、グリコール酸等の酸成
分が含まれているが、電着塗装の進行に伴って塗料が被
塗装物品１に付着して塗料液４中から持出される。この
結果として、塗料液４中の酸濃度が上昇し、塗料液４中
の中和剤乃至安定剤と塗料とのバランスがぐず力５、塗
装不良を招ぐことになる。

而して、酢酸イオン等は隔膜７４を通過するため、カチ
オン電着塗装の進行に伴って極液中の酸濃度が上昇する
。

そこで本発明においては上記の如く、極液７２を循環し
、適宜純水を補給してその電気伝導間を一定に保つこと
により酢酸等の酸濃度をコントロールし、塗料液４中の
中和剤乃至安定剤と塗料とのバランスを保っているので
ある。

この極液中の酸濃度は一般に１０００〜２５００７３７
）ＦＫのオーダーにコントロールされる。

酢酸等の酸濃度が上記範囲を超える様な場合には、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。排出は通常配管７９から中和剤を供給混入］２て中
和処理の後に行なわれる。

塗料液槽６には、これに隣接して補助槽１１が設けられ
ている。即ち、塗料液槽３中の塗料液４は、両槽の仕切
壁１２上から補助槽１１内に溢流し、塗料液上の泡やカ
スが補助槽１１で除去される様にする。

補助槽１１に溢流した塗料液は、塗料液循環径路１６を
経て、塗料液槽３内に循環される様にす−る。添付図面
に示す態様においてはかかる循環径路は１回路のみ示さ
れているが、一般には複数の循環径路が採用されよう。

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均一に攪拌を行なうために、補助
槽１１からの塗料液を塗料液槽６内に循環する循環径路
１３が設けられるものであり、この循環径路１３には塗
料液循環攪拌用ポンプ９およびライザー１０が設けられ
ている。

循環径路１３の途中には径路を分岐して、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１４′
を設けることができる。塗料液槽３に補助槽１１を付設
する代りに、塗料液を塗料液槽３の上部から取出し、底
部に循環する様にしても勿論よい。

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着塗装を終了して塗料液
槽６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。この電着塗
膜表面に物理的に付着した塗料をそのま＼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１は、塗料液
４から引き掲げた後、洗浄域Ｂ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。

液を洗浄により除去する。

洗浄域Ｂは、塗装域Ａの搬出側に近接して巨つ搬送路２
に沿って設けられる。この洗浄域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浄域
Ｅと第二の洗浄域Ｆとから成っている。この場合１、第
一の洗浄域Ｅは、余剰塗料含有洗浄液１５を収容する液
槽１６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浄液１５に浸漬
され、先ず第一次洗浄される。次いで塗装物品は洗浄液
１５からひき上げられ、第二の洗浄域Ｆにおいて、ノズ
ル１７．１８からのスプレーシャワーを浴せられで洗浄
操作を終了する。液槽１６内の余剰塗料含有液１５￥′
ｉ、その底部から配管１９を経て抜き出されて、ポンプ
２０によりスプレー管２１から被塗装物品１の予備洗浄
のため噴霧されて補助槽１１に循環される。

また塗料液槽６又は補助槽１１に連ねて超ろ過装置乃至
は逆浸透装置２２が、及び余剰塗料含有洗浄液回収槽１
６に連ねて超−過装置乃至は逆浸透袋［２３が設けられ
ている。

即ち、電着塗装の進行に伴なって、塗料液槽６内の塗料
液４は固形分の稀釈化が進み、また洗浄域Ｂにおいて回
収される余剰塗料含有洗浄液には塗料成分が稀釈された
形で含有されている。

従って本発明においては、塗料液４或いは余剰塗料含有
洗浄液１５の少なくとも一部を超ろ過装置乃至は逆浸透
装置に導いて濃縮された塗料液を分離回収し、これを再
使用に供するものである。

第１図の態様においては、補助槽１１の底部から塗料液
４を抜出して超ろ過装置乃至は逆浸透袋［２２に導く配
管２４が設けられ、配管２４に接続されるポンプ２４′
により補助槽１１内の塗料液を超ろ過装置等２２の高圧
側に供給する。この超−過装置等２２で分離されたｆ過
液２５は液溜２６に貯留され、一方濃縮された塗料液は
配管２７を経て塗料液槽３に循環される。液溜２６内の
ｆ過液２５は配管２８及び濾過液送ポンプ２９を経テ、
第二の洗浄域Ｆのスプレーノズル１７に送られ、塗装物
品の第二次洗浄に使用され一部は配管３１経てポンプ２
４’、２９のシール部のシール液に使用される。

また洗浄液回収槽１６の底部から余剰塗料含有洗浄液１
５を抜き出して、超ろ過装置等２６に導く配管６１が設
けられ、配管６１に接続されるポンプ６２により、余剰
塗料含有洗浄液１５を超ろ過装置等２６の塗料通路側（
高圧側〕に供給する。

かくして、洗浄液中に含水される水や塗料中の低分子成
分は超ろ過膜等を透過して、Ｐ液６６として、液溜６４
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
と混合すれば十分再使用可能であり、配管３５を通して
補助槽１１に濃縮された形で循環される。回収上れた濾
過液３６は、配管３６及びｒ過液送液ポンプ３７ｅ経て
、第二の洗浄−域Ｆのスプレーノズル１８に送られる。

本発明において、超ろ過装置としては、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
の透過膜層と、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１０００Ｓクロンの補助層とから成
る超ろ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込んだス
パイラルタイプ、或いは透過膜を中空糸状に加工した中
空糸タイプ等の任意の超Ｆ３１ｊ４妄置が使用される。

例えば、このような超ろ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浄液を加圧下
に例えば０．５乃至５１Ｑ／ｃｒＡゲージの圧力下に通
し、前述した低分子債溶質を含む一過液と塗料固形分が
贋ａされた塗料液とに分離するものである。

また、逆浸透装置としては、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作れ
、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、例えば６０乃至１００Ｋｇ／ｃ−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弁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、隔膜電極７０内に循環供
給される極液７２の一部を前記透過膜の洗浄液として使
用することにある。

即ち、極液７２の循環工程から、ポンプ６８及び配管３
９を介して超ｅ過装置乃至は逆浸透装置２２及び／又は
２３の透過膜に極液７２の一部が供給される。

これら超Ｐ４装置等において使用される透過膜ば、長時
間の電着塗装に際して炭酸鉛等の炭酸塩が析出して目詰
まりを生ずるのである。

而［２て前記極液７２中には、酢酸等の酸が１０００〜
２５００ｐｐｍのオーダーで含まれているため、上述し
た様に該極液の一部を透過膜の洗浄に用いることによっ
て、透過膜上に析出ｌ−た炭酸鉛等が有効に洗浄除去さ
れるのである。

しかも、この極液７２中の酢酸等の酸濃度は、塗料との
バランスを保つ様にコントロールされているものである
から、塗料液中に混入したとしても塗料液の組成が実質
上変動したり、ま念劣化したりするという不都合を生じ
ない。

また、洗浄液の酸濃度をコントロールするための格別の
制御機構や、新たに洗浄液の供給機構を設ける必要がな
（、従来使用されている塗装装置を簡単な設計変更に賦
することにより容易に実施し得、コスト的にも有利であ
るという利点が達成される。

洗浄に際しての極液７２の供給は、透過膜のＰ液側に供
給し、透過膜と接触させるか或いは逆洗することにより
行なうことが好適である。一般に膜の一過側においては
、金属の酢酸塩等がカチオン樹脂の回わりでイオン化し
、解離安定化しているため、金属の炭酸塩は析出せず、
膜のｒ液側において、上記金属塩がカチオン樹脂と分離
して不安定となるため金属の炭酸塩が析出するものと考
えられるからである。

従って極液７２はｆ液側に供給することが好ましいので
ある。

洗浄に＠（２ての極液７２と透過膜との接触は、透過膜
の目詰まりの状態によっても異なるが、一般には６０分
乃至６時間程度でよい。逆洗は、３０〜６０分連続Ｐ廻
を行なった後、０．５〜１分間程度行なえばよい。

また極液７２は、それ単独で洗浄液として供給するが、
酢酸等の酸濃度が２００　ｐｐｍ以上である限りにおい
て配管８０から純水又は超ろ過又は逆浸透装置からの濾
過液を補給し稀釈して使用することも可能である。

尚、本発明において洗浄を行なっていない通常の塗装作
業時においては、該極液の一部を各工程において使用さ
れている各種ポンプ９．１５゜２０・２４’、２９．３
２，３７，３８．７５等のシール部のフラッシング用の
シール液として使用することもできる。

即ち、該極液７２には酢酸等の酸が含まれているため、
ポンプの回転軸やシール面等に付着（、た塗料の固形分
や析出した塩類を溶解除去するという作用を有しており
、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＠を有効に防止
でき、クローズドサーキットによる電着塗装が可能とな
るのである０ かくして本発明によれば、格別の濃度コントロールや格
別の酸供給槽を必要とせずに、極めて容易且つ安価な手
段によって、透過膜の洗浄を行ない得ることが理解され
よう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、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、 第２図は、極液の循環工程の一例を示すＩＡであるＯ Ａは塗装域、Ｂは洗浄域、Ｃは搬送機構、Ｄは給電機構
、Ｅは一次洗浄域、Ｆは二次洗浄域、１は被塗装物品、
３は塗料液槽、４は塗料液、１１に補助槽、１５は余剰
塗料含有洗浄液、１６は洗浄液槽、２２．２３は超ろ過
装置又は逆浸透装置、３８は極液供給ポンプ、３９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［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、該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
   塗料を除去する洗滌工程 （Ｄ）前記塗装工程における塗料液或いは前記洗滌工程
   にて回収される余剰塗料含有洗滌液の少くとも一部を超
   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、前記隔膜電極内に循環供給する
   極液の一部を前記透過膜に供給し、該透過膜の洗浄を行
   なうことを特徴とするカチオン電着における透過膜の洗
   浄方法。