JPS63256104A

JPS63256104A - 限外濾液の電解透析処理方法及び装置

Info

Publication number: JPS63256104A
Application number: JP8961387A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Ashida; 芦田　勝二; Yoshihisa Fujii; 義久藤井
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1987-04-11
Filing date: 1987-04-11
Publication date: 1988-10-24

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法における限外濾液の精製及び有効成
分を回収する電解透析処理方法及び装置に関するもので
ある。

従来技術及びその問題点通常、自動車のボディや部品などの塗装は、電着塗装法
が実施されている。こ＼で使用される電着塗料は、アニ
オン性とカチオン性の２種類がある。塗料のイオン性能
は樹脂バインダーによって付与され、アニオン系樹脂バ
インダーは通常カルボン酸基を有し、アミンなどで中和
されている。

カチオン系樹脂バインダーは通常アミン基を有し、酢酸
やギ酸などの有機酸で中和されたものが使用されている
。

電着塗料は、水、イオン性樹脂バインダー、顔料、架橋
剤、有機溶媒などで構成されている。

又、これらに防錆性を付与するために、防錆顔料として
、クロム酸ケイ酸鉛、塩基性ケイ酸鉛などが添加されて
いる。電着浴中の電着塗料は、限外ｐ過にかけられて、
濃縮すると共に、膜を透過した濾液を得る。濾液中には
、水、有機溶媒、イオン性の樹脂バインダー、上記可溶
性の鉛塩などの一部が限外濾液中に含まれて出でくる０電着塗装工程では、限外ｐ適法により電着浴中の樹脂及
び顔料を濃縮し、電着浴に戻して再利用される□ 一方、限外−過膜を透過して得られた濾液は、一部を排
出除去するか、又は電着された被塗物のリンスに用いら
れ、該リンス液は再び電着浴に戻される。通常、限外ｐ
過膜を透過して出る樹脂を主成分として含む濾液中の固
形分濃度は、０．４〜０．６％程度であり、まだ固形分
を含んだリンス液である。この濾液により被塗物がリン
スされるため、その水洗効率が悪く、また固形分が県外
に持出されるために、高価な電着塗料中の固形分のロヌ
になっていた。

持出された固形物を含むリンス液が、排水処理設備への
負荷となり、排水処理設備費への投資が大となると共に
ランニングコストも高くついていた。

こうした問題を解決するべく、特開昭６０−２２７８０
３号公報には、限外濾液を電気透析装置に供給し、濾液
中の固形分を除去する方法が提案されている。しかしこ
の方法は、濾液の精製には有用であるが、固形分の回収
ができないか、できてもかなり困難であった。又、装置
が複雑であるなどの問題点もあった。

発明の目的本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
電着塗装工程で持出される固形分の回収率を向上し、純
水に近似したリンス液を得ることにより電着被塗物の水
洗効率を向上し、排水処理を容易に且つ設備費及びラン
ニングコストを低減した限外濾液の電解透析処理方法及
び装置を提供することを目的とする。

発明の構成本発明は上記目的を達成するべく、陽極と陰極との間に
少なくとも２枚以上の隔膜を有する電解セルにおいて、
その中間室に限外濾液を通液し通電することにより限外
濾液中に残存するイオン分子を極室へ除去し、他方の隔
膜に付着させることにより限外濾液を精製させ、その後
逆ａ電を行うことにより、隔膜上に沈着した成分を再溶
解させ、回収することを特徴とする限外濾液の電解透析
処理方法である。

本発明は通常用いられている各種の電解セルで特別な取
替え作業などを行わず、電解セルをｈ（にり組んだ状態で正逆通電を行う靭傘半毒噂、電着塗料の限
外濾液の精製回収を行う。限外溶液中に含まれるイオン
性の樹脂固形分を有効に回収再利用するために、電気透
析装置のイオン性樹脂固形分と異符号の電極側の隔膜に
該樹脂固形分と同符号の電荷を持つイオン交換膜を配置
する。これにより電気泳動で移動する該樹脂固形分を電
極上で沈着物を形成させずに、同符号の電荷を持つイオ
ン交換膜の反撥力を利用して、固形分をイオン交換膜上
で阻止し、回収するものである。

実施例本発明の詳細について、一実施例により説明する。

第１図は、６室型電解セルの原理図である。

こ＼で、１は陽極、２は陰極、６は陽極側隔膜、４は陰
極側隔膜、５は両極室、６は中間室、７は陰極室である
。隔膜には、アニオン膜を用い、中間室にはカチオン電
着塗装の限外溶液を通電し、直流電位を印加させる。直
流電位が印加されると、中間室中の溶液中のカチオン樹
脂は陰極の方向へ、一方、対イオンである溶液中の有機
酸イオンは陽極の方向へ移動する。有機酸イオンは、陽
極側隔膜を透過して、陽極にて電解生成した水素イオン
とで陽極室にて有機酸になる。

一方、陰極にて電解生成した水酸基イオンは、陰極側隔
膜を透過して、中間室へ移動する。中間室の限外溶液中
のカチオン樹脂は、陰極側隔膜と同符号のイオンである
ため透過、吸着されず膜の近傍に存在する。この状態に
ある溶液中のカチオン樹ｍを移動してきた水酸基イオン
が中和し、不溶性化させ陰極側隔膜の中間室側に付着す
る。

この陰極側隔膜をカチオン膜に置き換えた場合、溶液中
のカチオン樹脂はカチオン膜の交換基（異符号のイオン
であるため）に吸着される度合が高くなる。

通電を継続すると中間室の濾液は上昇し、溶液中のカチ
オン樹脂の膜面への付着量の増加と共に、セル内抵抗も
上昇する。

目標とする不揮発分（以下Ｎ、Ｖ、値という。）が得ら
れれば、この電解セルの通電方向を逆にする。

逆通電の機構は前述と逆のイオン移動がおこり、隔膜４
に付着していたカチオン樹脂は、再溶解されセル内抵抗
は、復元する。隔膜４にカチオン膜を用いた場合、その
回収率は膜への吸着度合により低くなり、セル内抵抗は
完全に復元しないことがある。

一方、アニオン電着塗装の限外溶液を処理する場合、隔
膜３．４にカチオン膜を使用し、溶液中のアニオン樹脂
がアミンなどの塩基イオンにより溶解し、水素イオンに
より不溶性になることから、カチオン′ｒＩ１着塗装の
限外溶液の処理と同様のことが正通電時、逆通電時とも
起こる。

実施例１陽極１に白金メッキチタン電極を、陰極２にニッケル電
極を使用し、２枚の隔膜３ツ４にアニオン交換膜（−例
としてｌ０ＮＩＯ３社製のＡＲ１０３）をはさんだ６室
型電解セルを用いた。陽極室５に酢酸水溶液を、中間室
６にＮ、Ｖ、値０．６％、濾液値６．２のカチオン電着
塗装の限外濾液を、陰極室７に苛性カリなどの塩基性電
解質の希薄水溶液を各々通液し、両極に直流電位を印加
させる。

通電と共に中間室の濾液値は上昇し、その溶液中のＮ、
Ｖ、値は低下する。濾液値７．８になった時、Ｎ、ｖ、
値は０．２％まで低下していた。この処理液は電着塗装
の水洗工程に利用され、水洗効率が大巾に向上する。

この電解セルを解体すると、陰極側のアニオン膜４の中
間室側に樹脂物質の付着が認められた。その他、電極な
どの箇所には全く付着物は認められなかった。

この電解セルをそのま＼の状態で、再度組立て前記と同
様の通液を行い、直流電位の印加極柱を反対にして、通
電を行った。再通電後は、中間室の濾液値は減少し、そ
の溶液中のＮ、Ｖ。

値は上昇する。濾液値が５．８になった時、そのＮ、Ｖ
、値は１．０％になっていた。この時のＮ、Ｖ。

の回収率は約９８％であった。この処理液は電着塗装浴
、電着浴サブ槽及び塗料濃度調整タンクのいずれかに戻
され、前述のように樹脂の回収率を上げることができる
。

この電解セルを解体するとアニオン膜４の中間室側に付
着していた樹脂物質は認められなかった。

上記の操作を繰返し実施したところ、その性能はほぼ一
定であり大きな差異は認められなかった。

実施例２陰極側隔膜４にイオン性のない中性隔膜（例えば、湯浅
電池製ユミクロンＹ−９２０１）を用い、他はすべて実
施例１と同様に電解透析処理な行った。

正通電時のＮ、Ｖ、値は０．２％まで低下し、逆通電時
のＮ、Ｖ、値は０．９％であった。この時のＮ、Ｖ、の
回収率は約９０％であった。

比較として、陰極側隔膜４にカチオン膜（例えばｌ０Ｎ
ＩＣ３社製の０Ｒ６１）を用い、他は全て実施例１と同
様に電解透析処理を行った。正通電時のＮ、Ｖ、値は０
．１５％まで低下し、逆通電時のＮ、Ｖ、値は０．７％
であった。この時のＮ、Ｖ、の回収率は約６５％であっ
た。

本発明における隔膜には、イオン交換膜の他に中性隔膜
を使用することができる。中性隔膜の素材として、ポリ
塩化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、テフロンなどの合成
樹脂製微多孔性隔膜が使用でき、その内法着物の再溶解
においてはテフロン系のものが有効であった。

陽・陰極の極室液は、通常循環することによって、電解
透析が行なわれるが、しかし、狭雑イオン除去のため、
それらの一部を県外に排出することによって、塗料の精
製を行うことができるので、電着浴中に設けられた隔膜
による塗料精製装置を省略することができる大きな効果
を併せ持っている。

こ＼での狭雑イオンとは、電着塗装濾液中に含まれる各
種の雑イオン（例えばナトリウム、鉛、鉄などのイオン
）と電着塗料中のイオン性バインダー樹脂の対イオンを
含む。こ＼でいう塗料精製とは、イオン性樹脂バインダ
ーの対イオンのみを対象として系外に排出すること、又
塗料中の雑イオンのみあるいは雑イオンと該対イオンの
両方の一部を県外に排出することのいずれも含む。

実施例１ツ２に示すように、カチオン性電着塗装溶液の
場合は、陽極側隔膜３は、対イオンを選択的に透過させ
るアニオン膜、一方アニオン性電解塗装溶液の場合は逆
にカチオン膜を使用するのがよい。

これによって、複雑な構造であった電着浴の極室が簡略
化されると共に、電着浴内に設けられていた隔膜の極め
て煩雑な交換作業が不要となる。

更に隔膜を設置しなくてもよいので、自動車ボディなど
の被塗物と電極をより接近させることが可能となるので
、電着電圧及び電流の低減が計れるので、省エネルギー
効果が顕著である。

一方、限外濾液を本発明により電解透析する際、必要に
応じて極室及び中間室に溶剤や酸、アルカリなどを供給
できることは云うまでもない。

正逆通電時の電流密度は、０．１〜数１０Ａ／Ｊが適し
ているが、好ましくは、１〜１０Ａ／ｄＡ以下である。

正・逆通電時間は、希望する固形分の回収が計れれば任
意に選択すればよい。

連続的に供給される限外濾液を間断なく電解透析処理す
るため、該処理装置を２台併設し、一方が正通電時には
、他方が逆通電め処理を行なう交互システムとすること
ができる。

発明の効果上述した如く、本発明は電着塗装工程で持ち出される固
形分の回収率を向上し、純水に近似したリンス液を得る
ことにより電着被塗物の水洗効率を向上し、排水処理を
容易に且つ設備費及びランニングコストを低減した限外
濾液の電解透析処理方法及び装置を提供できその工業的
価イ直は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いた５室型電解セルの原理図である
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）陽極と陰極との間に、少なくとも２枚以上の隔膜
を有する電解セルにおいて、その中間室に限外濾液を通
液し通電することにより限外濾液中に残存するイオン分
子を極室へ除去し、他方の隔膜に付着させることにより
限外濾液を精製させ、その後逆通電を行うことにより、
隔膜上に沈着した成分を再溶解させ、回収し、再利用す
ることを特徴とする限外濾液の電解透析処理方法。
（２）限外濾液がカチオン電着樹脂を含有する特許請求
の範囲第１項記載の限外濾液の電解透析処理方法。
（３）陽極側の隔膜がアニオン交換膜又は中性隔膜であ
る特許請求の範囲第１項及び第２項記載の限外濾液の電
解透析処理方法。
（４）限外濾液がアニオン電着樹脂を含有する特許請求
の範囲第１項記載の限外濾液の電解透析処理方法。
（５）陰極側の隔膜がカチオン交換膜である特許請求の
範囲第１項から第３項記載の限外濾液の電解透析処理方
法。
（６）通電は間欠的に極性を反転させる特許請求の範囲
第１項から第５項記載の限外濾液の電解透析処理方法。
（７）陽極と陰極との間に、少なくとも２枚以上の隔膜
を有する電解セルにおいて、その中間室に限外濾液を通
液し通電することにより限外濾液中に残存するイオン分
子を極室へ除去し、得られた電解透析液を電着被塗物の
洗浄液として使用することを特徴とする限外濾液の電解
透析処理装置。
（８）陽極と陰極との間に、少なくとも２枚以上の隔膜
を有する電解セルにおいて、その中間室に限外濾液を通
液し通電することにより限外濾液中に残存するイオン分
子を極室へ除去し、他方の隔膜に付着させることにより
限外濾液を精製させ、その後逆通電を行うことにより隔
膜上に沈着した成分を再溶解させ、得られた電解透析液
を電着浴、電着浴サブ槽及び塗料濃度調整タンクのいず
れかに戻すことを特徴とする限外濾液の電解透析処理装
置。
（９）陽極と陰極との間に少なくとも２枚以上の隔膜を
有する電解セルにおいて、その中間室に限外濾液を通液
し通電することにより限外濾液中に残存するイオン分子
を極室へ移動し残存イオン分子を含む極室液の一部を系
外に排出することにより、狭雑イオンを除去することに
より、電着浴中での狭雑イオンの除去のための電着塗料
精製装置を不要ならしめたことを特徴とする限外濾液の
電解透析処理装置。