KR900007976B1 - 전착(電着)도장용 격막전극장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전착(電着)도장용 격막전극장치

제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 단면도.

제2도는 제1도 중에 장비된 격막지지부재를 나타낸 일부 생략한 사시도.

제3도는 제2도의 골격의 일부를 나타낸 확대부분 사시도.

제4도는 제1도의 IV-IV선에 잇따른 격막부분을 나타낸 단면도.

제5도는 제4도의 일부를 나타낸 확대부분 단면도.

제6도-제9도는 각각 격막지지부재의 각종 골격의 일부(돌출단부분)을 나타낸 설명도.

제10도-제12도는 각각 격막을 격막지지부재에 감았을 졍우의 한 예를 나타낸 설명도.

제13도는 제1도에 있어서의 통수(通水)기구의 동작상태를 나타낸 설명도.

제14도는 제1도의 격막전극장치를 전착도장용의 욕조내에 배설하였을 경우의 예를 나타낸 설명도.

제15도는 제2실시예를 나타낸 설명도.

제16도는 제15도에 있어서의 격막전극장치에 사용되는 격막지지부재의 예를 나타낸 확대부분 사시도.

제17도는 제16도에 나타낸 격막지지부재를 조립하여 넣은 격막전극장치를 나타낸 단면도.

제18도-제19도는 각각 종래예에 있어서의 격막지지부재를 나타낸 확대부분 단면도.

제20도는 전술한 이외의 변형예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 격막진극장치 5,6 : 절연관

7 : 격막지지부재 9 : 격막(隔膜)

7A : 세로골격부재 7B : 가로골격부재

7C : 개구부 30 : 파이프형상전극

72 : 직선상골격 W : 전착도장용 수용액

1A : 본체부 1B : 전극부

본 발명은 전착도장용 격막전극장치에 관한 것으로, 특히, 전착도장용의 격막고정용으로 관상(管狀)의 격막지지부재를, 사용한 전착도장용 격막전극장치에 관한 것이다.

전착(electrodeposition)도장하려면, 대별하여 음이온형 도료를 사용하는 것과 양이온형 도료를 사용하는 것이 있으나, 그 어느것에 있어서도 피도장물에 있어서의 도막의 균일성 및 밀착성이 뛰어나 있으며, 또한, 공해의 발생이 적기 때문에 오늘날에 있어서는 특히, 금속도장의 바닥칠(first coation) 또는 1차 코우팅 완성 등에 가장 적합한 것으로서, 예컨데, 자동차 본체의 자동도포막 처리 등에 널리 이용되고 있다.

이와같은 전착도장에 이용되는 도료중에서 전술한 음이온형 도료로서는, 예컨데, 분자량 2000의 수지에 카르복실기(carboxyl基)를 부착시켜서 수용성으로 한것이 사용되며, 또, 전술한 양이온형 도료로서는 당해도료의 수지성분에 아미노기를 부착시켜서 수용성으로 한것이 사용되고 있다.

한편, 이것들 수용성 도료에 있어서도 수중에 용해한 다음의 전리도는 미약하다. 이때문에 현재에 있어서는 음이온형 도료의 경우에는, 예컨데, 트리에틸아민 등의 알칼리성 중화제를 섞어 넣고, 또, 양이온형 도료의 경우에는 초산 등의 산성 중화제를 섞어 넣은 다음 각기 중화시켜서 수중에서의 전리도의 증대를 도모한 것이 사용되고 있다.

이와같이 각 도료의 수지성분의 성질에 따라서 전리도의 증대를 도모하기 위한 중화제를 섞어 넣게 된다.

한편, 피도장물의 전착처리가 진행하여 용액속의 도료의 수지성분이 감소하면, 도료를 외부로부터 순차보급하지 않으면 안되기 때문에 전술한 용액속에는 중화제로서의 아민 또는 초산이 연속적으로 축적되어서 도포면의 재용해, 그렇지 않으면 핀호울발생 등의 현상이 생겨서 전착도장의 효율이 현저히 손감된다고 하는 사태가 발생한다.

이때문에, 작금에 있어서는, 예컨데 일본국 특공소 45-22231호 공보에서 볼수 있는 바와같이, 한쪽 전극으로서의, 피도장물 및 수용액으로부터 이온교환막 등에 의하여 다른쪽 전극을 분리함과 동시에, 그 이온교환막 등에 의하여 전술한 수용액 중에서 아민 또는 초산을 침투, 추출하여 그 수용액속의 중화제의 증가를 방지한다고 하는 이른바 P_H관리가 이루어져서 실효가 꾀하여 지고 있다.

한편, 전착 욕조내의 피도장물을 둘러싼 수용액은 전착효율을 높이기 위하여 항상 교반되어 있으며, 또, 평편상 이온교환막으로 분리된 다른쪽의 전극측의 중화제 배출용의 물도 외부로부터 미량이기는 하나 연속적으로 급수되도록 되어 있다.

이때문에, 평편상의 이온교환막에는 항상 양면으로부터 불규칙한 대소의 교번압력(交番壓力)이 충격적으로, 그렇지 않으면 느슨하게 크게 반복하여 가해진 상태로 되어 있다.

구체적으로, 전술한 전착용 수용액의 교반의 이외에도, 피도장물의 욕조내에의 반입 및 반출시는 물론이고, 줄(line)에 내려들이운 피도장물이 욕조내를 반송되는 과정에 있어서도 전술한 교번압력이 발생한다.

이 수압의 변화는, 예컨데 통상 사용되고 있는 이온교환막(높이 약 1m, 폭 약 50cm)인 경우, 가령 0.5kg/㎠의 수압의 변화를 발생하였을 경우, 막 전체에서는 2500kg의 수압변화로 되어 그 막의 부착부에는 중심선에 직각의 방향으로 약 8.5kg/㎠의 장막으로 되어서 반복하여 가해지게 된다. (이경우, 가령 중심선에 대하여 약 10°의 경사로 팽창이 발생하였을 경우에는 그 팽창의 접선방향에서 [8.5/sin 10°]보다 48kg/cm의 장력이 된다.)

이때문에, 그 이온교환막은 항상 그 일부 또는 전부가 굴곡되는 상태하에 있으며, 휨(bending)이나 인장(tension)이 반복하여 일어나기 때문에 얇은 것은 전혀 사용할 수 없고, 한편, 두꺼운 것이라도 단기간(현재는 2일-3일간)중에 파손한다고 하는 불합리가 자주 발생하였다.

이러한 사실은 그 이온교환막을 단시간에 또한 정기적으로 교환하지 않으면 아니된다고 하는 사태가 발생하여, 그 대체작업에 있어서는 기중기 등의 준비가 필요하게 되고, 그 위에 전착도장 라인 자체도 정지시키지 않으면 안된다고 하는 상황이 발생한다.

나아가서, 전술한 다른 전극의 주위에는, 이온교환막을 투과한 불순물 혹은 수중의 불순물이 부착하여 분극하고, 나아가서는 물의 전기분해에 의하여 기포가 부착하는 등의 현상이 발생하여 종래의 방류하는 급수방법에서는 이것들의 분극입자나 기포를 완전히 제거할 수 없고, 따라서, 전착효율이 시간이 경과함에 따라 저하한다고 하는 불합리가 발생하였다.

이때문에, 종래 기술에 있어서의 격막전극법에 의한 전착도장에 있어서는, 그 작업능율이 극히 나쁘고, 따라서, 코스트가 비싸진다고 하는 불합리가 있었다.

한편, 그와같은 불합리를 개선하는 것을 목적으로 하여 본 발명자는 이미 파이프형상으로 형성된 격막전극장치(일본국 실원소 57-082002호 : 미국 특허출원 제499818호)를 제안하고 있다.

이것은, 한쪽 전극인 피도장물에 대응하여 배설되는 다른쪽의 전극에 관한 것으로, 구체적으로는「통수성이 있고, 또한 절연재로 된 파이프형상의 격막지지부재의 바깥면측에 격막을 감는 동시에, 그 격막지지부재의 내면측에는 일정한 간격을 두고 파이프형상 전극을 배설하여, 본 파이프형상 전극의 안지름쪽의 상방으로부터 하방으로 향하며, 또한, 그런 다음, 그 파이프형상 전극의 외주면을 통하여 외부로 유동하는 전극액의 통수로를 설치한다.」라는 구성을 구비한 것으로 되어 있다.

그러나, 격막을 감는다고 하는 상술한 종래에 있어서의 격막전극장치에 있어서도 간극주위에 배설되는 격막지지부재에 몇가진가의 미해결의 과제를 포함하고 있다.

즉, 전술한 격막전극장치에 있어서, 절연부재로된 격막지지부재로서는, 통상은 제18도에 나타낸 바와같이, 원통상부재(50)에 다수의 관통구멍(50A)를 설치한것, 혹은 소결방식에 따라 형성된 다공성부재(60)를 기초재로 하여 이것을 가공형성한 것이 사용되고 있다.

이경우, 원통상부재(50)에 다수의 관통구멍(50A)을 설치한 것은 제14도에 나타낸 바와같이, 전착도장함에 있어 양극에서 음극으로 향하는 전기력선(D)이 격막지지용의 원통상부재(50)에 차단되는 비율이 많기 때문에, 격막(51)의 유효가동면적이 현저히 감소하여 전착도장의 능률이 나쁘다고 하는 결점이 있었다.

또, 소결방식에 따라 형성된 다공질부재를 이용한 것은, 제19도에 나타낸 바와같이 복잡하게 형성되어 있는 격막지지용의 다공질원통부재(60)내의 간극부분에 산화철 등의 찌꺼기(62)가 막히기 쉽고, 이때문에 시간이 경과함에 따라 격막(61)의 유효가동영역이 감소하며, 이에 따라서 전작도장의 능률이 시간이 경과함에 따라 나빠진다고 하는 불합리가 발생하였다.

본 발명은 그와같은 종래예가 지닌 불합리를 개선하여 강도적(强度的)으로도 양호하고, 또한, 산화철 등의 찌꺼기에 의한 눈막힘을 방지하여 전착도장의 능률이 시간이 경과함에 급격히 저하한다고 하는 불합리를 유효하게 방지할 수 있는 전착도장용 격막전극장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그리하여 본 발명에서는 절연부재로 되고, 또한 전면에 걸쳐서 수용액의 유통부를 구비한 파이프형상의 격막지지부재와 이 격막지지부재의 바깥면쪽으로 감긴 격막과 격막지지부재의 내면측에 일정한 간격을 거쳐서 배설된 파이프형상의 전극을 지니고, 격막지지부재의 한편의 단부로부터 이송된 수용액이 격막지지부재의 내벽쪽을 통하여 다른쪽의 단부에 보내지고, 또한, 외부에 유출되는 구조의 통수로를 구비한 전착도장용 격막전극장치에 있어서, 격막지지부재를 구물눈형상의 골격부재로 형성함과 함께, 이 골격부재안의 상하방향에 잇따라서 배설된 부분의 일부 또는 전부를 다른 골격부분으로부터 외부에 향하여 약간 돌출설치하고, 필요에 따라서 돌출부 선단의 각부를 절제하는 등의 구성을 채택하여 이에 따라서 전술한 목적을 달성하려하는 것이다.

다음에, 본 발명의 제1실시예를 제1도-제14도에 따라 설명한다.

이들 도면에서 (1)은 한쪽의 전극인 피도장물(2)(제14도 참조)에 대응하여 전착도장용 수용액(W)내에 배설된 다른쪽 전극으로서의 격막전극장치를 못한다.

이 격막전극장치(1)는 제1도에 나타낸 바와같이, 본체부 1A)와, 전극부(1B)와, 이 양자 사이에 설정된 통수기구(1C)를 구비하고 있다. 본체부(1A)는 동축상에 일정간격을 두고 배설된 제1 및 제2절연관(5), (6)과, 이들 각 절연관(5), (6)을 연결하는 비교적 경질의 격막지지부재(7)와, 이 격막지지부재(7)의 외주에 감긴 격막(9)과, 이 격막(9)의 바깥면에 다시금 감긴 외포(外布)(8)로 구성되어 있다. 이 외포(8)는 예컨데, 화학섬유 등으로 되고, 또한, 장력에 대하여 충분히 내구성이 있는 통수성을 구비한 것이 사용되고 있다. 격막지지부재(7)는 나중에 설명하는 바와같이, 비도전성의 망상부재로 비교적 긴 파이프형상으로 형성되어, 제1 및 제2절연관(5), (6)을 그 양단부의 안지름쪽에서 연결하도록 배설되어 있다. 또, 격막(9)은 전극부(1B)에 흡인되는 이온에 대하여 선택적으로 침투성이 있는 이온교환막에 의하여 형성되어 있다.

더우기, 전술한 격막(9)에 대하여는 이온교환막의 이외에 중성막, 즉, 선택성을 지니지 않으나 비교적 큰분자의 유통을 저지하여 작은 분자를 통하기 쉬운 것으로 형성하여도 좋다.

이 이온교환막(또는, 중성막)은 격막(9)으로서 격막지지부재(7)에 감겨져 있기 때문에 외부압력에 대하여 기계적강도가 현저히 증강된 상태로 되어 있다.

나아가서, 이 격막(9)의 외주면에는 그 전역에 걸쳐서 전술한 바와같이, 외포(8)가 나선상으로 감겨져서 이에 따라서 내부압력에 대하여도 충분한 내압강도가 부가된 것으로 되어 있다.

격막(9) 및 외포(8)가 감긴 격막지지부재(7)의 양단부의 외주측에는 일정한 간격을 두고 제1도에 나타낸 바와같이, 제1 및 제2의 틀(20), (21)이 배설되고, 동시에 본 틀(20), (21)의 안지름쪽으로 포팅재(potting材)(11)가 충전되어 이에 따라서 각 절연관(5), (6)과 격막지지부재(7) 및 격막(9), 외포(8)가 동시에 또한 강고하게 일체화된 구조로 되어 있다.

이경우, 제1틀(20)은 원통상으로 형성되어 있으며, 포팅재(11)의 충전에 있어서는 그 고형화 이전의 포팅재(11)가 유출하는 것을 방지하기 위하여 링부재(12)가 제1틀(20)내에 배설되어 있다.

또, 제2틀(21)은 저부가 있는 원통상으로 형성되어 있으며, 그 안쪽에 격막지지부재(7) 및 절연관(6) 등이 삽입된 상태에서 전술한 바와같이, 포팅재(11)가 충전되어 그 전체가 동시에 일체적으로 고착된 구조로되어 있다.

포팅재(11)로서는, 본 실시예에서는 에폭시수지가 사용되고 있으나, 우레탄수지, 그렇지 않으면 페놀수지등이라도 좋다.

제1 및 제2절연관(5), (6)으로서는, 본 실시예에서는 경질의 염화비닐관이 사용되고 있다. 이중에서, 제1절연관(5)에는 제1도에 나타낸 바와같이 배수구(13)가 설치되어 있으며, 그 상방단부에는 캡(14)이 착탈이 자유롭도록 장비되어 있다. (5A)는 절연관(5)의 상단부 안지름쪽으로 고착된 스페이서를 나타낸다.

한편, 전극부(1B)는 스테인레스제로 파이프형상으로 형성된 관상(管狀)전극(30)과, 이 관상전극(30)의 제1도에 있어서의 상단부에 장착된 전극을 내려들이워거는 용도의 금속제 뚜겅부재(31)와, 이 뚜겅부재(31)에 설치된 전원용 접속단자(32) 및 급수부(33)로 구성되어 있다.

이중에서 관상전극(30)은 그 바깥지름이 전술한 본체부(1A)의 제1 및 제2의 각 절연관(5), (6)의 안지름 보다도 더욱 작게 형성되어 있다.

이때문에, 본체부(1A)에 대한 그 관상전극(30)의 착탈이 용이하게 되어 있고, 동시에 그 본체부(1A)와 관상전극(30)사이에 극간 등으로 된 통수기구(1C)의 일부가 형성되도록 되어 있다.

또, 금속제의 뚜겅부재(31)는 그 외주단부가 관상전극(30)으로부터 돌출설치되어 있고, 이에 따라서 관상전극(30)이 제1도에 나타낸 바와같이, 제1절연관(5)에 따라 고정되도록 되어 있다.

이때문에, 전극부(1B)는 외부로부터 본체부(1A)내에 극히 용이하게 삽입배설되고, 또 필요에 따라서 극히 용이하게 외부에 이탈시킬 수 있도록 되어 있다. 통수기구(1C)는 격막(9)과 관상전극(30)사이에 축적되는 초산등을 외부에 배출하기 위한 것으로 구체적으로는 전술한 전극부(1B)와 본체부(1A)로 구성되어 있다.

즉 전극부(1B)의 급수부(33)로부터 유입되는 극액으로서의 물을 제13도중의 화살표로 나타낸 바와같이 관상전극(30)안을 흘러내려서 하방으로부터 관상전극(30)의 외주측으로 유통하여 나아가서 동시에 관상전극(30)의 외주측을 상숭하면서 격막(9)의 안쪽을 유동하여 불순물과 함께 배출구(13)로부터 외부에 강제적으로 유출되도록 되어있다.

여기에서 전술한 격막지지부재(7)에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 본 실시예에 있어서의 격막지지부재(7)는 제2도-제3도에 나타낸 바와같이 비교적 길다란 세로골격부재[중심선에 대략 평행한 골격부분)(7A)와 환상의 가로골격부재(중심선을 둘러싸도록 하여 대략 둥근관상으로 위치하는 골격부분)(7B) 등으로 되었으며, 세로골격부재(7A)는 길게 형성되었고, 그 단면은 "D"형, 편평한 "D"자형 타원형상 또는 계란형상 등으로 형성되어 있다.

또 환상의 가로골격부재(7B)는 대략 둥근형상으로 형성되어 있으나, 타원 또는 정방형상 이라도 좋고, 일정한 형상으로 한정하는 것은 아니다.

이 여러개의 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…가 각각의 중심을 대략 등심으로하여 세로방향으로 일정간격으로 배치되었으며, 이 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…의 외주를 둘러싸도록 하여 세로골격부재(7A), (7A)…가 일정간격을 두고 배치되어 있다.

실제에는 이것들 세로골격부재(7A), (7A)…환상의 가로골격부재(7B), (7B)…가 일체적으로 형성하되, 관상으로 되어 있다. 또, 세로골격부재(7A), (7A)…의 방사방향의 돌출부분의 각 외단면이 원호상 바깥면(7a)에 형성되어 있다.

그리고 세로골격부재(7A), (7A)…와 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…는 교차하여 이에 의하여 여러개의 개구부(7C), (7C)…가 구물눈형상으로 형성되어 있다. 세로골격부재(7A), (7A)…와 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…로 형성된 관상의 단면형상은 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…의 형상으로 결정되어 제2도에 나타낸 원형뿐 아니라, 타원형이나 8각형 그렇지 않으면 정방형현등의 여러가지 관상이라도 좋다.

세로골격부재(7A)의 원호상 돌출 바깥면(7a)은 격막(9)등이 접촉하는 곳이며, 격막(9)의 표면에 상처를 주는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로는, 그 세로골격(7A)의 원호상 바깥면(7a)은 제6도에 나타낸 바와같이 비교적 살이 두꺼운 단면의 바깥면쪽(세로골격부재(7A), (7A)…의 방사방향의 각각의 돌출단부의 바깥면쪽)이 반원형상으로 형성된다거나 제7도에 나타낸 바와같이 비교적 두께가 얇은 단면의 바깥면쪽이 반원형상으로 형성된다거나, 또 제8도-제9도에 나타낸 바와같이 세로골격부재(7A)의 단면이 대략 마름모형상(대략 타원형상)으로서, 본 바깥면쪽의 3각 형상으로 형성되어 있을 경우에는 그 정상부가 비교적 작은 원호형상을 형성한 것이라도 그 3각형과 작은 원호형상부로 원호상 돌출 바깥면(7a)이 형성되는 경우도 있다.

이와같이 여러개의 세로골격부재(7A),(7A)…로 관상으로된 원주방향의 각각의 세로골격부재(7A)의 단면외폭(제6도 상하방향 다음 「골격폭」이라고 한다)은 10mm전후 그렇지 않으면 그 이하의 적당한 크기로 하여두는 것이 이상적이다.

또 세로골격부재(7A)는 그 단면이 제7도에 나타낸 바와같이 비교적 살이 얇은 단면이 편평 D자형으로 형성되어서, 인접하는 세로골격부재(7A), (7A)사이가 넓어져 있을때에는 중간지지골격부재(7D)이 그 중간에 설치하게되는 경우도 있다.

또 제9도에 나타낸 바와같이 대략 타원형상 D자형 등의 특히 편평상이 아니드라도 인접하는 세로골격부재(7A), (7A) 사이가 특히 넓을 경우에도 중간지지골격부재(7D)을 설치하게 되는 경우가 있다.

이 중간지지골격부재(7D)은 제5도에 나타낸 바와같이 항상 세로골격부재(7A), (7A)보다도 관상이 바깥쪽으로 돌출하지 않도록 형성되어 있다.

개구부(開口部)(7C)는 세로골격부재(7A)환상의 가로골격부재(7B)의 강도를 손감하지 않는 정도까지 넓게하는 것이 바람직하며, 본 개구부(7C)와 세로골격부재(7A)의 골격 폭과의 관계는 골격폭을 L로 하면 개구부(7C)는 3×L라고 하는 것이 이상적이다. (제6도 참조)

이 개구부(7C)의 관상 표면에 있어서의 개구폭은 가급적 넓게하는 것이 바람직하며, 또 세로골격부재(7A)의 표면도 매끄러운 상태로 하여 전착도장용 수용액속의 전기력선의 통과가 양호하게 이루어질수 있도록 형성되어 있다.

본체부(1A)의 한편의 틀(20)부분에는 전착도장함에 있어 욕조에 장착하기 위한 장착용 쇠붙이(1a)가 감기게 된다. 또 격막(9)의 바깥면에 감긴 외포(8)는 반드시 직포형상의 것으로 한정하는 것은 아니고, 동일한 보강기능 및 통수성을 구비한 것이라면 다른 부재로 바꾸어도 좋다. 또한 격막(9)은 접합부를 방수하는 것을 전제로 하여 나선상으로 감아붙인 것이 였어도 좋다.

여기에서 전술한 본체부(1A)의 주요부를 이루는 격막(9)의 고정방법에 대하여 상세히 실명한다.

먼저 격막지지부재(7)의 외주에 격막(9)을 감고, 그 맞닿는 단부를 겹치던가 그렇지 않으면 맞닿는 단부를 접합함에 따라 그 격막(9)을 제10-제11도에 나타낸 바와같이 대략 단면원형상으로 고착한다.

이어서 이 격막(9)의 바깥면에 외피(8)를 나선상으로 감아 붙여(제12도 참조)이에 따라서 격막지지부재(7)와 격막(9)의 일체화가 완료한다.

다음에 이와같이 하여 형성된 원통상 격막부재의 양단부에 전술한 제1 및 제2절연관(5),(6)을 제1도에 나타낸 바와같이 끼우고, 동시에 그 끼운부분의 바깥쪽에는 제1 및 제2의 틀(20), (21)을 전술한 바와같이 일정간격을 두고 배치한다.

그리고 각 틀(20), (21)내에 각각 포팅재(7)를 충전하여 고형화시켜 이에 따라서 본체부(1A)의 일체화가 완료한다.

다음에 본 실시예의 전체적인 동작을 양이온형 도료를 사용하였을 경우에 대하여 설명한다.

먼저 초산으로 중화하여서 된 양이온형 도료의 수용액(W)내에 제14도에 나타낸 바와같이 피도장물(2)과 격막전극장치(1)를 배설하고, 그런다음 피도장물(2)을 음극으로 함과 동시에 격막전극장치(1)의 관상전극(30)을 양극으로 하여 직류전압을 인가하면 곧 전착도장이 개시되어 수용액(W)중에서 양전하를 지닌 도료수지성분과 안료의 콜로이드 분자가 음극의 피도장물(2)에 향하여 이동하고, 피도장물(2)의 표면에 부착하여 방전한 다음 도료의 고형물이 응집하여 도막이 형성된다.

한편 수용액(W)중에는 음전하는 지닌 초산이 축적되는 상태로 되지만 이 초산은 전술한 전착도창의 개사와 동시에 격막전극장치(1)의 관상전극(30)으로 향하여 이동을 개시한다.

격막(9)전착수용액에 양이온형 도료가 용해 사용되고 있기 때문에 음전하는 구비한 초산분자를 용이하게 통과시키는 음이온막(또는 중성막)이 사용되고 있다.

이때문에 전술한 바와같이 양전위의 관상전극(30)에 흡인되는 초산분자는 전자력선에 잇따라서 격막(9)을 용이하게 통과하여 관상전극(30)의 주위로부터 그 관상전극(30)에 이르러서 방전한다.

이경우 격막(9)은 이온교환막이기 때문에 방전한 중화제에 대하여는 비교적 불침투성을 지니고 있으며, 그러기때문에 관상전극(30)과 격막(9)사이에는 초산이 집적된다.

한편 이 관상전극(30)과 격막(9)사이에는 전술한 바와같이 예컨데 순수한 물을 강제적으로 유통하고 있기 때문에 집적된 초산은 순수한 물과 함께 연속적으로 외부에 배출된다.

본 실시예는 이상과 같이 한쪽전극으로서의 피도장물(2)에 대응하여 배설되는 다른쪽 전극을 관상전극(30)으로 하고, 이 관상전극(30)의 주위에 절연재로된 격막지지부재(7)를 개재하여 이온교환막 등의 격막(9)을 적층장비하였으므로 전술한 외부압력의 변동에 대하여는 충분히 이것에 견딜수 있고, 따라서 종래기술에 의한 격막과 동일한 격막(9)을 사용하여도 장시간 연속하여 계속 사용할 수 있다.

또 격막지지부재(7)부분에 하방에서 상방으로 향하여 물을 강제적으로 유통시키도록 구성하였으므로 관상전극(30)의 주위에 정제하는 분극입자나 기포를 강제적으로 배제할 수 있으며, 이때문에 전착도장의 효율을 현저히 개선할 수 있다.

나아가서, 격막(9)에 의하여 추출되는 초산 등의 중화제를 100% 외부에 배출할 수 있고, 그런점에 있어서는 종래기술에 있어서의 격막전극장치에서는 그 전극부의 주위에 집적된 초산등의 중화제를 간단히 물로 묽게하는 정도의 효과밖에 없었음에 대하여 본 실시예에서는 이런 점에서도 현저히 개선되고, 따라서 격막(9)에 의한 중화제의 추출능율을 현저히 개선할 수 있다.

또 관상전극(30)을 본체부(1A)의 내부로부터 용이하게 외부로 이탈하게 할수 있으므로 보존이 매우 용이하게 되어 기중기둥의 부속설비가 전혀 불필요하다고 하는 잇점이 있다.

나아가서 본 실시예에 있어서는 격막(9)의 내외면주위에 통수셩이 있는 외포(8)를 둘려감아 장비하였으므로 그 격막(9)의 인장강도가 약함에도 불구하고 내부압력의 변화에 대하여 이에 견딜수 있다고 하는 잇점이 있다.

또 틀(20),(21)의 작용에 따라 포팅재(11)를 균일하게 충전할 수가 있어 이때문에 강도의 균일성 및 품질의 균일성을 얻을수가 있으므로 조립작업의 수고도 경감된다고 하는 잇점이 있다.

이때문에 이와같이 구성되어 기능하는 격막전극장치(1)의 여러개를 전착용수용액(W)내에 배설하여 사용하면, 종괘의 격막법에 의한 불합리가 모두 해소된다.

예컨데 격막자체의 내구성에 대하여 한예를 들면, 외부압력에 대하여는 격막지지부재(7)로 보강되어 있기 때문에 이에 충분히 견딜수 있고, 또 내부압력에 대하여는 예컨데 돌려감아 적층한 격막(9)의 안지름을 5cm로 하여 이것을 4개 사용하면, 전술한 종래기술의 경우보다도 격막(9)전체의 외표면적은 증대하지만 관상으로 구성한 효과가 작용하여 그 격막전극장치(1)의 내부압력변화 0.5kg/㎠에 대하여, 그 각 격막(9)에는 원주에 잇따라서 약 1.25kg/cm의 장력을 가하게 되는데 불과하다.

따라서 인장에 대하여 25kg/cm의 내응력을 지닌 격막(9)을 사용하면, 종래기술에서는 전술한 바와같이 격막 부착부에 있어서의 장력변화가 약 8.5kg/cm로 되어 곧 그 부착부로부터 파손함에 대하여, 본 실시예에서는 가령 전술한 감긴 외포(8)가 없는 경우에 있어서도 충분히 이에 견딜수 있다고 하는 잇점이 발생한다.

나아가서 상술한 실시예에 있어서는 세로골격부재(7A),(7A)…의 방사방향의 외단면에 형성한 원호형상바깥면(7A)의 작용에 따라, 격막(9)을 통과하여 내부전극으로 향하는 전기력선이 골재에 의하여 차폐됨이 없이 느슨한 곡선에 잇따라서 골재를 돌려 넣을 수 있다. 이러한 사실은 마치 개구부(7C)의 개구율을 상승시킨 효과를 지닌다.

나아가서 세로골격부재(7A), (7A)…의 원호상 바깥면(7a), (7a)…은 격막지지부재(7)에 격막(9) 외포(8)등을 감았을때에 그 격막(9)와 세로골격부재(7A)의 접촉개소가 원호형상으로 되기 때문에 격막(9)의 표면을 상처를 주는 일이 없게 되고, 따라서 격막(9), 외포(8)를 비교적 강하게 격막지지부재(7)에 감을수 있다고 하는 잇점이 있다.

나아가서 본 실시예에 있어서는 세로골격(7A), (7A)…의 방사방향 바깥면쪽으로 원호형상의 돌출설치 바깥면(7a)을 형성하였음에 따라 세로골격부재(7A), (7A)…는 격막지지부재(7)의 중심으로부터 바깥쪽에 있어서, 개구부(7C), (7C)…의 격막지지부재(7)의 표면측 면적을 넓게할 수 있고, 또한 환상의 골격(7B)이 세로골격부재(7A), (7A)보다 안쪽으로 있기 때문에 격막과 가로골격부재(7B)의 사이에 극간이 생기며, 이것 때문에 종래 발생하였던 극액속의 산화철 등에 의한 찌꺼기의 침적을 현저히 적게할 수 있으므로, 따라서 찌꺼기가 침적하여 격막의 눈막힘을 일으키는 등의 불합리를 피할수 있다.

이때문에 종래에는 격막전극장치(1)의 전착도장용수용액을 개재한 전류의 크기가 양호하였던 것이 시간이 경과되면 급격히 저하하는 현상을 현저히 완화할 수 있어, 이때문에 보다 장시간(실험에서는 종래의 3배 이상)의 연속사용을 가능하게 할수 있다.

또 본 실시예에서는 여러개의 환상의 가로골격부재(7B),(7B)…를 세로방향으로 일정간격으로 배치하여 이 여러개의 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…의 주위에 세로골격부재(7A)를 일정간격으로 여러개 설치하고, 여러개의 세로골격부재(7A),(7A)…와 여러개의 환상의 가로골격부재(7B),(7B)…으로 각자상의 개구부(7C),(7C)… 를 형성하였음에 따라, 격막(9)을 통과하는 전기력선이 골격을 돌려서 넣을 수 있으며, 또한 수평방향의 골격과 격막사이에 찌꺼기 등의 침적을 피할수 있기 때문에 격막의 유효작용 면적을 90% 이상 유지할 수 있다.

나아가서 전술한 바와같이 격막지지부재(7)는 그 전체가 파이프형상으로 형성되어 있고, 그 구조는 세로골격부재(7A),(7A)…과 환상의 가로골격부재(7B), (7B)…가 교차한 상태로 되어 개구부(7C)가 형성되므로 다수의 개구부(7C),(7C)…가 형성됨에도 불구하고, 격막지지부재(7)의 구조적 강조를 뒤떨어지게 하지 않는 잇점도 있다.

다음에 제2실시예를 제15도-제17도에 따라서 설명한다.

본 제2실시예는 전술한 제1실시예가 격막전극장치를 세로형으로 배설하였을 경우의 것임에 대하여, 격막전극장치(1)를 제15도에 나타낸 바와같이 가로방향으로 배설하는 경우에 관한 것이다.

제15도의 경우 내부에 장비되는 격막지지부재(10)로서는 그 골격이 제16도에 나타낸 바와같이 형성되어있다. 즉 중심선을 둘러싸도록 형성되어 있다. 즉 중심선을 둘러싸도록 하여 형성된 환상의 골격부재(71), (71)…의 일부 또는 전부의 외단면을 중심선에 잇따라서 배설되는 직선형상의 골격부재(72), (72)…보다도 바깥쪽으로 돌출설치하도록 구성한 것이다.

그밖의 구성은 구 전술한 제1실시예와 동일하게 되어 있다.

그리고, 극액으로서의 물의 흐름은 제17도의 왼쪽 급수부(33A)로부터 유입되어 화살표에 잇따라서 격막지지부재(70)의 안쪽을 유동한 다음, 이 제17도의 오른쪽 배수부(13A)로부터 외부에 배출된다.

이와같이 하여도 전술한 제1실시예와 동일한 작용효과를 지닌다.

더우기 격막지지부재(7), (70)로서는, 필요에 따라서 골격부분이 경사지게 교차하는 것을 사용하여도 좋다.

또 상술한 실시예에 있어서는 예컨대 세로설치용의 경우, 극액으로서의 물을 관상전극(30)의 상부개구측으로부터 유입하여 관상전극(30)내를 흘러내려서 하방으로부터 관상전극(30)의 외주측으로 유동하여 나아가고, 동시에 그 관상전극(30)의 외주측으로 상승하면서 격막(9)의 안쪽을 유동하여 외부에 강제적으로 유출되는 경우를 예시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

예컨데 전극으로서 기둥형상 혹은 가늘고 긴 판상의 것을 사용하여, 이것을 관상의 격막지지부재의 내부에 축방향으로 잇따라서 배설하고, 격막지지부재의 상단으로부터 송수파이프를 삽입하여 저부근방에서 물을 송수파이프로부터 유출시켜 상부의 배수부로부터 외부에 유출하도록 예컨데 제20도와 같이 구성하여도 좋고, 혹은 전극의 형상에 관계없이 급수부(33)를 격막전극장치의 저부에 설치하여 하방에서 상방으로 물을 급수하여 상부의 배출부로부터 외부에 유출시키는 구조로 하여도 좋다.

또 가로설치장비용의 경우에도 대략 이것과 마찬가지로 하여도 좋다.

본 발명은 이상과 같이 구성되어 기능하므로 이에 따르면 격막지지부재를 구물눈모양의 골격부재에 의하여 형성함과 동시에 이 골격부재의 상하방향으로 잇따라서 배설되는 부분의 일부 또는 전부를 다른 골격부재 보다도 외부에 향하여 돌출설치하였기 때문에, 전체적 강도를 저하시키지 않고, 그 격막지지부재에 감기게 되는, 격막의 유효작용면적을 비교적 크게 설정할 수 있으며, 격막과 격막지지부재 사이에 침적하는 찌꺼기의 량을 종래예 보다도 현저히 적게할 수 있어, 이때문에 이 찌꺼기의 침적에 기인하여 발생되는 전착도장능률 시간이 경과함에 따라 저하한다고하는 종래예의 불합리를 대폭 개선할 수 있다고 하는 종래에 뛰어난 전착도장용 격막전극장치를 제공할 수 있다.

Claims (13)

1. 절연부재로 되고 또한 전체면에 걸쳐서 액투과유통부를 구비한 파이프형상의 격막지지부재와, 이 격막지지부재의 바깥면쪽으로 감긴 격막과 전술한 격막지지부재의 내면측에 일정한 간격을 거쳐서 배설된 전극을 지녔으며, 격막지지부재의 한쪽단부에 이송하여 들어온 액이 격막지지부재(7)의 내벽측을 통하여 다른쪽 단부에 계속 이송되어 외부로 유출되는 구조의 통수로의 격막지지부재(7)의 내측에 구비한 전착도장용 격막전극장치에 있어서, 격막지지부재를 구물눈형상의 골격부재로 형성함과 동시에 이 격막지지부재내의 상하방향으로 배설된 세로골격부재의 일부를 다른 골격부재보다 외부로 향하여 돌출되게 설치한 것을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
2. 제1항에 있어서, 격막지지부재(7)를 형성하는 골격부재가 세로, 가로방향의 구물눈형상으르 형성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
3. 제2항에 있어서, 격막지지부재(7)를 형성하는 골격부재를 원통상으로 형성함과 동시에 이 골격부재내의 중심축에 잇따른 방향의 골격의 일부를, 이에 직교하는 방향의 다른 골격부분보다도 외부로 향하여 돌출되게 설치하여 세로설치장비용으로 한 것을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
4. 제3항에 있어서, 원통상 골격부재가 각각의 중심을 대략 동심으로하여 일정간격을 두고 세로방향으로 배설된 여러개의 환상의 가로골격부재와, 이것들의 환상의 가로골격부재의 외주를 둘러싸도록하여 일정간격을 두고 배설된 여러개의 세로골격 등으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
5. 제4항에 있어서, 여러개의 세로골격부재중의 일부가 단면이 "D"자 형상으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
6. 제4항에 있어서, 여러개의 세로골격부재중의 일부의 단면형상이 대략 마름모형상이고, 이 바깥면측의 정상부가 비교적 작은 원호상으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
7. 제4항에 있어서, 원통상 골격부재를 형성하는 중심축에 잇따른 방향의 골격이 하나건너 이에 직교하는 다른 골격부재 보다도 바깥쪽으로 향하여 돌출되게 설치되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
8. 제4항에 있어서, 원통형상 골격부재를 형성하는 서로 인접하는 세로골격부재 상호간에 중간지지골격부재가 설치되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
9. 제4항에 있어서, 원통상의 골격부재를 형성하는 서로 인접하는 세로골격부재 상호간의 간격이 그 세로골격부재의 골격폭의 3배정도임을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
10. 제1항에 있어서, 격막지지부재를 형성하는 골격부재를 원통상으로 형성함과 동시에 이 골격부재중의 중심축을 둘러싸는 잇따른 방향의 골격부재의 일부를 이에 직교하는 방향의 다른 골격부분보다 외부로 향하여 돌출되게 설치하여 가로설치장비용으로 한 것을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
11. 제10항에 있어서, 원통형상 골격부재가 각각의 중심을 대략 동심으로 하는 일정간격을 두고 가로방향으로 배설된 여러개의 환상골격과, 환상골격의 내주에 잇따라서 일정간격을 두고 배설된 여러개의 직선상골격(72) 등으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
12. 제11항에 있어서, 여러개의 환상골격중의 일부가 단면이 D형상으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.
13. 제11항에 있어서, 여러개의 직선상 골격중의 일부가 단면이 D자 형상으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 전착도장용 격막전극장치.

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