JPH0310097A

JPH0310097A - 電着塗装方法

Info

Publication number: JPH0310097A
Application number: JP1144458A
Authority: JP
Inventors: Akito Inoue; 昭人井上
Original assignee: PORITETSUKUSU KK; Poly Techs Inc
Current assignee: PORITETSUKUSU KK; Poly Techs Inc
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1991-01-17

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、電着塗装方法に係り、更に詳述すると、塗膜
形成物質の水溶液中に浸漬された第１の電極部としての
被塗物に塗膜形成物質を電着する電着塗装方法に関する
。

〔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
膜処理等に広く応用されている。

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、アニオン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４５−２２２
３１号公報にみられるように、一方の電極部としての被
塗物および水容液から、イオン交換膜等によって他方の
電極部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。

ここで、カチオン型塗料を用いたカチオン電着について
説明する。

従来より、カチオン電着においては、隔膜としてアニオ
ン交換膜が使用されている。このアニオン交換膜は、通
常酸除去の電気効率（酸のクーロン除去率）として、８
〜１Ｏｘｌｏ−’（モル／クーロン〕の値を有している
。

電着浴層内の電着用水溶液（ＥＤ浴塗料）に加えられる
！（中和剤）としては、電着浴層に補給される塗料に含
まれるＩＡだけである。

一方、ＥＤ浴塗料から外部に持ち出される酸としては、 ■電着塗装後に水洗液として用いられるＵＦ濾液に含ま
れて持ち出されるＡの１０〜２０（％〕■塗膜に含まれ
て持ち出されるＡの５〜１０（％〕 ■隔膜電極によって除去されるＡの７０〜８０〔％〕の合計の量Ｂである。

ｉＡとＩＢが等しくなるのが理想的ではあるが、調整が
困難なため、一般にはＢ＞Ａとなるようにして、不足気
味になる酸を外部から補給している場合が多い。

かかる理由により、電着浴層内に装備された電極の全て
を隔膜電極にした場合、極端に酸の除去が過剰となって
中和剤である酸の欠乏を惹起し、定期的に外部より酸の
補給が必要になる等、　　ＥＤ浴塗料中の中和剤管理が
面倒になるとともに、酸の無駄な消費にもなる。このた
め、今日では、部の電極を隔膜を持たない所謂裸電極で
構成することにより、酸除去のバランスをとっている。

上述したように、８〜ｔｏｘｉｏ−”ｃモル／クーロン
〕の除去率では酸の除去が過剰となり、５〜６Ｘ１０−
ｈ（モル／クーロン〕ではおよそ理想的な酸除去のバラ
ンスとなるため、かかる酸除去率を有する中性膜が使用
される場合もある。

この他、カチオン電着において、隔膜電極の一部にカチ
オン交換膜を使用することも可能である。

〔発明が解決しようとした課題〕

しかしながら、上記従来例の裸電極を一部に使用する手
法には、最近における高品質な塗装の仕上がり要求に応
える上で、次のような重大な不都合が有る。

即ち、裸電極の表面に析出する無機顔料を主成分とした
スラッジが問題となり、また、塗料中の有用成分の内に
電極（通常５ＵＳ３１６が使用される場合が多い）の電
食を促進させる成分がふくまれることが多く、通電によ
り激しい電食を起こす。通常、５ＵＳ３１６の電食率は
流れる電流に対して、２〜３Ｘ１０−”［ダラム／クー
ロン］程度であるが、上記の場合には１００〜１５０Ｘ
ＩＱ−６（グラム／クーロン〕にも達することがある。

このようにして、電食によって極から溶出した重金属イ
オン（鉄、クロム、ニッケル等）等が塗料に混入し、塗
装面の肌荒れ、防錆力低下２重金属による着色問題等の
障害が生じていた。

また、上記従来例の中性膜使用の場合にあっても、中性
膜は、電食を促進させる成分５重金１ｇイオン等を通過
させるため、同様の不都合が生じていた。

更には、上記従来例のカチオン交換膜を使用する場合に
あっては、酸のクーロン除去効率はｌＸ１０−’［ダラ
ム／クーロン］以下と非常に低く、全隔膜の一部にカチ
オン交換膜を使用することにより酸の過剰除去を防止で
きるが、前述した電極の溶出により生じた重金属イオン
を通過させるため、その電気効率は４〜１５Ｘ１０−ｂ
（グラム／クーロン］にも達する。換言すれば、これは
、カチオン交換膜を使用すると極から溶出した重金属イ
オンの殆どが塗料中に混入するという不都合が生じるこ
とを意味する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、とくに、浴塗料中に重金属等を放出することなく、酸
の除去効率を有効に低減せしめることが可能な電着塗装
方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明では、電着浴槽内に配設された第１の電
極部としての被塗物とこの被塗物に対応して配設された
一又は二基上の電極からなる第２の電極部とを備えてい
る。そして、被塗物と第２の電極部、との間に電着浴槽
内に収容された塗膜形成物質の水溶液を通じて電流を通
ずることによって塗膜形成物質を前記被塗物に電着する
ようになっている。ここで、第２の電極部に吸引される
前記水溶液中の中和剤中におけるイオンの流れの大部分
を阻止する第１の機能と、前記第１の電極部に吸引され
第２の電極部側から流出するイオンの流れを阻止する第
２の機能とを有する隔膜部によって、前記水溶液から第
２の電極部を分離するという手法を採っている。これに
よって、前述した目的を達成しようとしたものである。

〔作　　用〕

カチオン電着塗装において、本発明の電着塗装方法を使
用し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
、第１の電極部としての被塗物と第２の電極部とを配設
し被塗物を負極としたと共に第２の電極部を王権として
直流電圧を印加する。すると、隔膜部の第１の機能によ
り水溶液中の中和剤である酢酸（陰イオン）の流れが大
部分阻止されるとともに、第２の機能により第１の電極
部に吸引され第２の電極部側から溶出する陽イオンの流
れが阻止される。

ここで、第１の電極部である被塗物側にカチオン交換膜
を配設し、このカチオン交換膜に対向して第２の電極部
側にアニオン交換膜を配設した請求項２記載の発明を例
にとって、再交換膜間に電流が流れることを説明すると
、カチオン交換膜とアニオン交換膜との境界面にある水
の一部分は〔Ｈ“〕と（ＯＨ−）に電離している。アニ
オン交換膜とカチオン交換膜の界面においては、この電
離度が偏り、アニオン交換膜の表面では、アニオン交換
基の（−ＮＨ，°〕等の存在のため、（ＯＨ−３の濃度
が高く、逆にカチオン交換膜の表面ではカチオン交換基
（−ＳＯ，Ｚ−３等の存在のため、〔Ｈ＋〕の濃度が高
くなっている。これら（ＯＨ−）、（Ｈ”　）は共に、
イオンの移動率が極めて高く、これによって、電荷の移
動が起こる。他の請求項に記載の発明の場合も、同様の
原理により再交換樹脂部分相互間に電流は流れる。

このようにして、再交換膜間に電流が流れるため、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。

〔第１実施例〕以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第２図に基づ
いて説明する。

この実施例は、カチオン電着に本発明の電着塗装方法を
使用した場合を示す。

第１図に示すおいて、電着浴槽１００内には、その中央
部に第１の電極部としての被塗物ｌが配設されている。

また、電着浴槽１００内には、その両端部に被塗物１に
対応して第２の電極部２を構成する管状電極３０がそれ
ぞれ配設されている。

この管状電極３０は、ここでは図示していないが、実際
には、それぞれ数本配設されている。

更に、これらの管状電極３０と被塗物１との間には、各
管状電極３０を電着浴槽１００内に収容されたカチオン
型塗料の水溶液Ｗと被塗物１とから分離する隔膜部３が
装備されている。

これを更に詳述すると、この隔膜部３は、被塗物ｌ側に
配設されたカチオン交換膜４とこのカチオン交換膜４に
対向して管状電極３０側に配設されたアニオン交換膜５
とによって構成されている。

これらのカチオン交換膜４．アニオン交換膜５は、強度
が弱いため、実際には、図示しない非導電性の綱状部材
若しくは通水性ある多孔質部材で形成された隔膜支持部
材とともに装備されている。また、管状電極３０側に配
設されたアニオン交換膜５には、上下端に小孔５ａ、５
ｂがそれぞれ設けられている。これらの小孔５ａ、５ｂ
は、ここでは図示していないが、実際には、それぞれ数
箇所設けられている。このため、これらの小孔５ａ。

５ｂを介して極液が常にカチオン交換膜４とアニオン交
換膜５との間を満たして通電を阻害する空隙が発生しな
いようになっている。

ココテ、カチオン交換膜４−とアニオン交換膜５とを二
重に配設して隔膜部３が構成されているのは、塗料側の
カチオン交換膜４により水溶液Ｗ中の中和剤である酸に
おける陰イオンの流れを阻止し、また、管状電極３０側
のアニオン交換膜５により管状電極３０より溶出したプ
ラス（＋）の重金属イオンを阻止するためである。即ち
、カチオン交換膜の酸の透過率はｌＸｌ０−’（モル／
クーロン〕以下であり、アニオン交換膜使用時の８〜１
０ＸＩＯ−’（モル／クーロン〕に比べて非常に少なく
なることが予想され、また、重金属の透過量は通常の電
着塗装ライン運転条件下において、カチオン交換膜使用
時の４〜１５Ｘ１０−’（グラ入／クーロン〕であるの
に対し、アニオン交換膜の場合は、０．０２５ＸＩＯ−
’Ｃグラム／クーロン〕と極めて低い値を持っているか
らである。

ここで、被塗物１を負極としたと共に管状電極３０を正
極として直流電圧を印加すると、隔膜部３を構成するカ
チオン交換膜４の作用により水溶液Ｗ中の中和剤である
酢酸（陰イオン）の流れが大部分阻止され、アニオン交
換膜５の作用により被塗物１に吸引され管状電極３０側
から溶出する金属イオン（陽イオン）の流れが阻止され
る。

ここで、酸即ちマイナス（−）のイオンがカチオン交換
膜４により阻止され、プラスのイオンがアニオン交換膜
５により阻止されるなら電流は流れないと一般には考え
られているが、次のような理由により実際には電流は充
分に流れる。

カチオン交換膜４とアニオン交換膜５との境界面にある
水の一部分は〔Ｈ゛〕と（ＯＨ−３に電離している。中
性の純粋の場合、この電離の程度は（Ｈ”　）、（ＯＨ
−）ともに１０−’（モル／リットル〕程度であるが、
アニオン交換膜５とカチオン交換膜４の界面においては
、この電離度が偏っている。即ち、第２図に示すように
、アニオン交換膜５の表面では、アニオン交換基の（−
ＮＨ１〕等の存在のため、（ＯＨ−３の濃度が高（、逆
にカチオン交換膜４の表面ではカチオン交換基（−３Ｏ
４”−）等の存在のため、〔Ｈ゛〕の濃度が高（なって
いる。

これら（ＯＨ−）、（Ｈ’　）は共に、イオンの移動率
が極めて高く、これによって、電荷の移動が起こるので
ある。

このようにして、カチオン交換膜４とアニオン交換膜５
との間に電流が流れるため、直ぢに電極塗装が開始され
、水溶液Ｗ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１に向かって移動し、被塗物
１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。

以上説明したように、本第工実施例によると、隔膜部３
を構成するカチオン交換膜４により管状電極３０に吸引
される水溶液Ｗ中の中和剤である酢酸（陰イオン）の流
れの大部分を阻止するとともに、アニオン交換膜５によ
り被塗物１に吸引され管状電極３０側から溶出する陽イ
オンの流れを阻止するようにしたので、酸の除去率を従
来のアニオン交換膜を使用したカチオン電着塗装法に比
べ大幅に低下させることができるとともに、電極３０側
からの重金属の塗料側への流出を効果的に阻止すること
ができるという利点がある。

〔第２実施例〕次に、第２実施例を第３図ないし第６図に基づいて説明
する。

この実施例は、同じく本発明をカチオン塗装に使用した
ものであるが、とくに、第２の電極部として第３図に示
す隔膜電極装置１０を使用した場合を示すものである。

この隔膜電極装置１０は、実際には、第５図に示すよう
に第１の電極部としての被塗物１に対応して電着塗装用
水溶液Ｗ内に配設されるとともに。

第２の電極部として使用されるものである。

この隔膜電極装置１０は、本体部１１と、第２の電極部
としての電極部１２と、この両者間に設定された通水機
構１４とを備えている。

前記本体部１１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１５．１６と、これらの各絶
縁管１５．１６を連結する比較的硬質の隔膜支持部材１
７と、この隔膜支持部材１７の外周に巻装された隔膜部
９と、この隔膜部９の外面にさらに巻装された外布１８
とにより構成されている。この外布１８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１７は、非導電性の網状部材もしくは
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１５．１６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、前記隔膜部９は、第３図及び第４図に示すように
、それぞれ円筒状に形成されるとともに。

外側（塗料側）に配設されたカチオン交換膜７と、この
カチオン交換膜７に対向して内側の電極部１２側に配設
されたアニオン交換膜８とからなる二重構造のイオン交
換膜により構成されている。

これを更に詳述すると、外側のカチオン交換膜７と内側
のアニオン交換膜８とは後述するようにして、相互に両
端が一体的に固定された状態で隔膜支持部材１７の外周
に巻装されている。実際には、これらのカチオン交換膜
７とアニオン交換膜８の表面は多少の凹凸があるため両
者の対向部分には、一定の空隙ができている。このため
、内側のアニオン交換膜２０の上下端部に第３図に示す
ように小孔８ａ、８ｂをそれぞれ設けており、これらの
小孔８ａ、８ｂを介して極液が常にカチオン交換膜７と
アニオン交換膜８との間を満たすようにして、通電を阻
害する空隙の発生等を防止するようにしている。

また、この隔膜部９は、隔膜支持部材１７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、この隔膜部９の外周面には
、その全域にわたって前述した如く外布１８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。

前記隔膜部９および外布１８が巻装された隔膜支持部材
１７の両端部の外周側には、所定間隔をおいて第３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４
１が充填され、これによって、前記各絶縁管１５．１６
と隔膜支持部材１７および隔膜部９．外布１８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４１の充填に際しては当該固形化前のボッ
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２２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１７および絶縁管１６等が挿入された
状態で前述した如くボッティング材４１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。

前記ポツティング材４１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１５．１６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１５には、第３図に示す如く排水部１
３が設けられ、その上方端部にはキャップ２４が着脱自
在に装備されている。

符号１５Ａは絶縁管１５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１２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３０の第３図におけ
る上端部に装着された電極垂下係止用の金属製蓋部材３
１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１１の第
１および第２の各絶縁管１５．１６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１１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１１と管状電極３０との間に通水機構１４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３図に示す
ように第１の絶縁管１５により係止されるようになって
いる。このため、電極部１２は、外部から本体部１１内
に極く容易に挿入配設され、また必要に応じて極（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１４は、隔膜部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１２と本体部１１とにより構成
されている。すなわち、電極部１２の給水部３３から流
入される水は、第６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
がら隔膜部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１■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１１Ａが巻装され
る。また、前記隔膜部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。更に前記隔膜部９を構成する各イオン交換膜は、
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１１の主要部をなす隔膜部９の
固定方法について更に詳述する。

まず、前記隔膜支持部材１７の外周に隔膜部９を構成す
るアニオン交換膜８を巻装し、その当接端縁をつき合わ
せることにより当該アニオン交換膜８を第４図に示す如
くほぼ断面円形状に固着する。この上にカチオン交換膜
７を巻装し、その当接端部を重ねるか或いは当接端縁を
突き合わせるかして、第４図に示す如くにほぼ断面円形
状に固着する。続いて、このカチオン交換膜７の外面に
、外布１８を螺線状に巻きつけ、これによって隔膜支持
部材１７と隔膜部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１５．１６を第
３図に示す如く嵌合せしめ、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２０，２
ｉ内に各々ボッティング材４１を充填して固形化せしめ
、これによって本体部１１の一体化が完了する。

なお、前記第１の枠体２０の第３図における下端部内側
に配設されたシール部材２２は、前述した如く固形化前
のボッティング材４Ｉ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４１が固形化した後は取り除い
てもよい。」ここで、電着用水溶液Ｗ内に、被塗物１と
隔膜電極装置１０とを配設し被塗物１を負極としたと共
に隔膜電極装置ｌＯの管状電極３０を芒種として直流電
圧を印加すると、通常と同様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ｌに向かって移動し、被塗物１
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Ｗ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装Ｍ１０の管状電極３０に向かっ
て移動を開始する。ここにおいて、本実施例では、カチ
オン交換膜７が塗料側にあるため、電着塗装用水溶液Ｗ
中の中和剤である酢酸の流れは、このカチオン交換膜７
により大部分阻止されて管状電極３０側に到達すること
ができず、酢酸が電着用水溶液Ｗ内に蓄積される。

但し、このカチオン交換膜７では酢酸を完全に阻止する
ことはないので、一部が管状電極３０に到達し放電する
。この場合、放電した中和剤である酢酸は低濃度（本実
施例では、数パーセントである）であるため、殆ど全量
が電離している。このため、負電荷を有する酢酸は通電
中は陽極である管状電極３０に引かれ、これがため、管
状電極３０と隔膜部９との間には酢酸が集積される。一
方、この管状電極３０と隔膜部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。一方、
アニオン交換膜８の作用により電極３０より溶出した重
金属イオンの電着用水溶液側への流出は効果的に阻止さ
れる。

発明者は、この場合の酸除去率及び重金属透過率を実際
に測定したところ、 ■酸除去率　１．３Ｘ１０−６［モル／クー０７１０重
金属透過率　０．０５８Ｘ１０−６Ｃグラム／クーロン
〕を得た。

（この値は、前述した各隔膜の個別での特性値より幾ら
か劣っているが、これはカチオン交換膜７では、極液側
から移動してくる陽イオンがアニオン交換膜８により阻
止され、カチオン交換膜７を通過する電荷、キャリアが
欠乏し、その分陰イオン（酸）の通過により電荷を運ぼ
うとした傾向になり、又、アニオン交換膜８では、その
塗料側にあるカチオン交換膜７によって酸が阻止され、
陰イオンのキャリアが欠乏するため、その分隔イオンの
通過により電荷を運ぼうとした傾向になるためである。

）しかしながら、隔膜部９をカチオン膜７とアニオン膜８
を重ね合わせた二重構造としたことによって、酸の除去
率を従来のアニオン交換膜の約１／７に下げることがで
き、且つ重金属の透過もカチオン交換膜単独の場合の約
ｌ／７０の０．０５ｓｘｉｏ−”（グラム／クーロン〕
に抑えることができた。

以上説明したように、本第２実施例によると、第１の電
極部としての被塗物１に対応して配設される第２の電極
部を管状電極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１７を介して隔膜部９を積層
装備し、この隔膜部９を電極３０側のアニオン交換膜８
とその外側のカチオン交換膜７との二重構造とし、カチ
オン交換膜７により管状電極３０に吸引される電着水溶
液Ｗ中のイオンの流れを阻止するとともに、アニオン交
換膜８により被塗物ｌに吸引され管状電極３０側から溶
出するイオンの流れを阻止するという手法を採用したこ
とから、酸の除去率を従来のアニオン交換膜を使用した
隔膜電極装置に比べ大幅に低下させることができるとと
もに、電極側からの重金属の塗料側への流出を効果的に
阻止することができ、しかも電極３０が裸になっていな
いため塗料のスラッジを生じることがないという利点が
ある。更に、隔膜支持部材１７の作用により、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、長時間連続して継続使用することができ、前記隔
膜支持部材１７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、隔膜部９の外面周囲に通水性ある外布１８を巻
回装備したので、当該隔膜部９の引っ張り強度が極端に
弱くても、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。

このため、このように構成され機能する隔膜電極装置１
０の複数本を従来のアニオン交換膜を装備した隔膜電極
装置とともに電着用水溶液内に配設して使用すると、従
来問題となっていた中和剤である酸の過剰除去を防止で
きるとともに、電着用水溶液中の塗料成分（ＥＤ浴塗料
）中に極の溶出による重金属イオンが混入するのを略完
全に阻止することが可能となる。

〔第３実施例〕次に、第３実施例を第７図ないし第８図に基づいて説明
する。

この第３実施例は、前述した隔膜電極装置１０に換えて
第７図に示す隔膜電極装置４０を使用したものである。

この隔膜電極装置４０は、断面が略コ字状の本体部４１
と、この本体部４１に着脱可能に装備された隔膜部１９
とを備えている。

この内、隔膜部１９としては、第８図に示すように、ナ
イロン或いはポリエチレンの織布からなるベース材２６
と、その一方の面（塗料側の面）２６ａにカチオン交換
樹脂２７Ａを、他方の面（電極３０側の面）２６ｂにア
ニオン交換樹脂２７Ｂをそれぞれコーティングしてなる
複合交換膜が用いられており、実際には、図示しない隔
膜支持部材に一体的に固定され、本体部４１に着脱可能
に装備されている。

第２の電極として管状電極３０が使用され、当該装置の
使用時には、本体部４１内に、隔膜電極装置ｌＯと同様
極液が満たされる。

この隔膜電極装置４０をカチオン電着塗装に使用した場
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Ｗ内
に、第１の電極部としての被塗物１と隔膜電極装置ｔ４
０とを配設し被塗物１を負極としたと共に隔膜電極装２
４０の管状電極３ｏを正極として直流電圧を印加する。

すると、前述した第１゜第２実施例と同様に、直ちに電
極塗装が開始され、水溶液Ｗ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１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。この場合、隔膜
部１９内では、第２図に示したと同様な作用が行われ、
隔膜部１９を構成するカチオン交換樹脂２７Ａの層とア
ニオン交換樹脂２７Ｂの層との相互間を電流が流れる。

一方、水溶液中の、負電荷を有する酢酸は、前述したよ
うに、電着塗装の開始と同時に隔膜電極装置４０の電極
に向かって移動を開始する。この時、塗料側にあるカチ
オン交換樹脂２７Ａの層の作用により酢酸の流れは、大
部分阻止される。

方、管状電極３０側のアニオン交換樹脂２７Ｂの層の作
用により管状電極３０より溶出した重金属イオンの電着
用水溶液Ｗ側への流出が阻止される。

以上のように構成された本第３実施例によると、第１．
第２実施例と同等の作用効果を得られる他、隔膜部１９
が着脱可能になっているので、隔膜部１９の取替え作業
が一層容易になるという利点をも有している。

〔第４実施例〕次に、第４実施例を第９図に基づいて説明する。

この第４実施例は、前述した第２実施例の隔膜部９に換
えて隔膜部２９が使用されている点に特徴を有している
。この隔膜部２９は、第９図に示すように、アニオン交
換樹脂２７Ｂの粉末とカチオン交換樹脂２７Ａの粉末と
を５０対５０の割合で混合し、バインダー２７Ｃで結合
してなる混合物２８をナイロン或いはポリエチレンの織
布からなるベース材２６の両面にコーティングしてなる
複合交換膜である。その他の構成は前述した第２実施例
と同一となっている。

このようにしても、前述した第２実施例と同等の作用効
果を得ることができた。

これは、微視的には両タイプの交換樹脂を混合すること
によって、カチオン樹脂／アニオン樹脂／カチオン樹脂
／アニオン樹脂／・・・・・・と多重層にした隔膜系と
同等の効果をもつからであると考えられる。

なお、混合比は、ｌＯ対９０〜９０対１０の間でも酸の
除去率の点で実用可能な効果が確認された。このように
、本実施例によると、混合比をかえるだけで酸の除去率
を種々の値に設定できるという利点をも有している。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によると、第１の電極部と
しての被塗物に対応して配設される第２の電極部を、第
２の電極部に吸引される塗膜形成物質の水溶液中の中和
剤中におけるイオンの流れの大部分を阻止する第１の機
能と、第１の電極部に吸引され第２の電極側から流出す
るイオンの流れを阻止する第２の機能とを有する隔膜部
によって、前記水溶液から分離するようにしたことから
、例えば、上記実施例のように、カチオン電着塗装にて
、これを使用した場合、酸の除去率を従来のアニオン交
換膜を使用した電着塗装法に比べ大幅に低下させること
ができるとともに、電極側からの重金属の塗料側への流
出を効果的に阻止することができるという従来にない優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す説明図、第２
図は第１図に示す実施例においてカチオン交換膜とアニ
オン交換膜との間に電流が流れることを説明するための
図、第３図は本発明の第２実施例に使用する隔膜電極装
置の具体的構成を示す断面図、第４図は第３図のＴＶ−
ＴＶ線に沿った断面図、第５図は第３図に示す隔膜電極
装置の実際の使用状態を示す説明図、第６図は第３図に
おける装置内の水の流通経路を示す説明図、第７図は本
発明の第３実施例を示す説明図、第８図は第７図の実施
例における隔膜部の具体的構成を示す説明図、第９図は
本発明の第４実施例における隔膜部の具体的構成を示す
説明図である。 ■・・・・・・第１の電極部としての被塗物、２・・・
・・・第２の電極部、３・・・・・・隔膜部、４・・・
・・・カチオン交換膜、５・・・・・・アニオン交換膜
、１００・・・・・・電着浴槽、Ｗ・・・・・・電着塗
装用水溶液。第１図第図第図第仝図第５図０第図！６１９− 第図第 δ 図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、電着浴槽内に配設された第１の電極部としての
被塗物とこの被塗物に対応して配設された一又は二以上
の電極からなる第２の電極部とを備え、前記被塗物と第２の電極部との間に前記電着浴槽内に収
容された塗膜形成物質の水溶液を通じて電流を通ずるこ
とによって前記塗膜形成物質を前記被塗物に電着する電
着塗装方法において、前記第２の電極部に吸引される前
記水溶液中の中和剤中におけるイオンの流れの大部分を
阻止する第１の機能と、前記第１の電極部に吸引され前
記第２の電極部側から流出するイオンの流れを阻止する
第２の機能とを有する隔膜部によって、前記水溶液から
第２の電極部を分離することを特徴とした電着塗装方法
。
（２）、前記隔膜部を、カチオン交換膜とこのカチオン
交換膜に対向して配設されたアニオン交換膜とにより構
成し、前記被塗物側の交換膜により前記第２の電極部に
吸引される前記水溶液中の中和剤中におけるイオンの流
れの大部分を阻止するとともに、前記第２の電極部側の
交換膜により前記第１の電極部に吸引され前記第２の電
極部側から流出するイオンの流れを阻止することを特徴
とした請求項１記載の電着塗装方法。
（３）、前記隔膜部を、カチオン交換膜とアニオン交換
膜とからなる二重構造にし、前記被塗物側の交換膜によ
り前記第２の電極部に吸引される前記水溶液中の中和剤
中におけるイオンの流れの大部分を阻止するとともに、
前記第２の電極部側の交換膜により前記第１の電極部に
吸引され前記第２の電極部側から流出するイオンの流れ
を阻止することを特徴とした請求項１記載の電着塗装方
法。
（４）、前記隔膜部がベースフィルムを備えて構成され
、このベースフィルムの一方の面にカチオン交換樹脂を
コーティングし、他方の面にアニオン交換樹脂をコーテ
ィングし、前記被塗物側の面にコーティングされた交換
樹脂により前記第２の電極部に吸引される前記水溶液中
の中和剤中におけるイオンの流れの大部分を阻止すると
ともに、前記第２の電極部側の面にコーティングされた
交換樹脂により前記第１の電極部に吸引され前記第２の
電極部側から流出するイオンの流れを阻止することを特
徴とした請求項１記載の電着塗装方法。
（５）、前記隔膜部がベースフィルムを備えて構成され
、このベースフィルムの両面にアニオン交換樹脂とカチ
オン交換樹脂とを所定の割合で混合してなる混合物をコ
ーティングし、当該隔膜部により前記第２の電極部に吸
引される前記水溶液中の中和剤中におけるイオンの流れ
の大部分を阻止するとともに、前記第１の電極部に吸引
され前記第２の電極部側から流出するイオンの流れを阻
止することをことを特徴とした請求項１記載の電着塗装
方法。