JPH0469237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電着塗装用隔膜の固定方法に係り、
とくに、電極をとり囲むようにして当該電極の外
面周囲に隔膜を配設するとともに、この円筒状に
配設される隔膜を堅牢に係止するための電着塗装
用隔膜の固定方法に関する。

〔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、例えば自動車ボデイの自動塗膜処理
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つても水中に
溶解した後の電離度は微弱である。このため、現
在では、アオニ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
大を図つ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45−22231号公報にみられるよ
うに、一方の電極としての被塗物および水溶液か
ら、イオン交換膜等によつて他方の電極を分離す
るとともに、当該イオン交換膜等によつて前記水
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。

一方、電着浴槽内の被塗物をとり囲む水溶液は
電着効率を高めるために常に撹拌されており、ま
た平板状イオン交換膜で分離された前記他方の電
極側の中和剤排出用の水も外部から微量ながら連
続的に給水されるようになつている。このため、
前記平板状のイオン交換膜には、常に両面から不
規則な大小の交番圧力が衝撃的に若しくはゆるや
かに大きく繰り返して印加されている。具体的に
は、前述した電着用水溶液の撹拌のほか、被塗物
の浴槽内への搬入および搬出時は勿論のこと、ラ
インに懸垂された被塗物が浴槽内を搬送される過
程においても、前述した交番圧力が発生する。こ
の水圧の変化は、例えば通常使用されているイオ
ン交換膜（高さ約１ｍ、幅約50cm）の場合、仮に
0.5Kg／cm²の水圧の変化を生じたとすると膜全体
では2500Kgの水圧変化となり、当該膜の取付部に
は中心線の直角の方向に約8.5Kg／cmの張力とな
つて繰り返して印加されることとなる（この場
合、仮に中心線に対して約10゜の傾きでふくらみ
が生じていた場合は、そのふくらみの接線方向で
〔8.5／sin10゜〕より48Kg／cmの張力となる）。この
ため、当該イオン交換膜は、常にその一部又は前
部が屈曲される状態下にあり、曲げや引つ張りが
繰り返し印加されるため薄いものは全く使用でき
ず、一方、厚いものでも短期間（現実には２日〜
３日間）の内に破損するという不都合が度々生じ
ている。このことは、当該イオン交換膜を短時間
に且つ定期的に交換しなければならないという事
態を生じ、その取換え作業にあつてはクレーン等
の準備が必要とされ、加えて電着塗装のライン自
体も停止させなければならないという状況が生じ
る。

さらに、前記他の電極の周囲には、イオン交換
膜を透過した不純物或いは水中の不純物が付着し
て分極し、さらには水の電気分解によつて気泡が
付着する等の現象が生じ、従来のたれ流し的給水
方法ではこれらの分極粒子や気泡を完全に除去す
ることができず、従つて電着効率が経時的に低下
するという不都合が生じていた。このため、従来
技術における隔膜電極法による電着塗装において
は、その作業能率が極めて悪く従つてコスト高と
なるという不都合があつた。

一方、かかる不都合を改善することを目的とし
て、発明者は、すでに、管状に形成された隔膜電
極装置（実願昭57−082002号（実公昭61−4531
号）；米国特許出願第499818号）を提案している。

これは、一方の電極である被塗物に対応して配
設される他方の電極に関するもので、具体的に
は、「通水性があり且つ絶縁材から成る管状の隔
膜支持部材の外面側に隔膜を巻装するとともに、
その隔膜支持部材の内面側には所定の間隔をおい
て管状電極を配設し、この管状電極の内径側の上
方から下方へ、更に当該管状電極の外周面を通つ
て外部へ流動する純水の通水路を設ける」という
構成を備えたものとなつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、隔膜を巻装するという上記従来
例における隔膜電極装置においても、電極周囲に
配設される隔膜の取付方法に、いくつかの未解決
の課題を含んでいる。

すなわち、前述した隔膜電極装置において、隔
膜は、その上下端部がベルト状部材によつて前記
隔膜支持部材の外面周囲に締め付けられた状態で
装着されている。このため、内部及び外部から反
復繰り返して不規則に到来してくる水圧の変化に
より、前記隔膜は、その両端部において経時的に
位置づれが発生し、これがため長時間の連続使用
に際しては、当該隔膜の両端部からの極液の漏れ
若しくは隔膜の内側への塗装液の流入等が生じて
隔膜本来の機能が阻害されるという不都合が生じ
ていた。

さらにベルト状部材による締め付け作業に手間
が掛り、且つ作業者が異なると締め付け強度が変
化することから品質の均一性に欠けるという不都
合が生じていた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善
し、とくに、隔膜の取付けに際して組立作業員の
手間を少なくするとともに装置全体の品質の均一
化を図ることのできる電着塗装用隔膜の固定方法
を提供することを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、内側に電極を配設して使
用され管状に形成された多孔質性絶縁部材の外面
周囲に、電着塗装用の隔膜を装着し、しかるの
ち、当該隔膜の外面に通水性ある布状部材を外布
として螺旋状に巻装固着し、その後、その長手方
向の両端部に第１および第２の本体部絶縁管を
各々連結し、この各連結部分の外面周囲に所定間
隔をおいて枠体を各々配置するとともに、この各
枠体の内側にポツテイング材を各々充填し固形化
するという構成を採り、これによつて前記目的を
達成しようとするものである。

〔作用〕

円筒状の隔膜支持部材に隔膜を巻装し更にその
上に外布を巻装することにより、従来より弱いも
のとされていたイオン交換膜などの隔膜を、損傷
することなく長期間継続的に使用し得るようにな
つた。

更に、隔膜および外布の端部がポツテイング材
によつて外側の枠体とともに一体的に隔膜支持部
材に固着される（実際には隔膜支持部材に連結さ
れる絶縁管も一体的に固着される）ことから、内
圧及び外圧に対しても充分な耐久性が付加され、
これにより隔膜が隔膜支持部材から離脱したり剥
奪したりする不都合がほぼ完全に排除されてい
る。

また、枠体の作用により、ポツテイング材を枠
体の内側に均一に充填し得ることから、隔膜の端
部の取強度の均一化され、組立加工時の当該ポツ
テイング材の充填が容易となり、従つて生産性向
上を図り得る。

〔第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第３
図に基づいて説明する。

これらの図において、１は、図示しない一方の
電極（被塗物）に対応して電着塗装用水溶液内に
配設される他方の電極としての隔膜電極装置を示
す。この隔膜電極装置１は、本体部２と、電極部
３と、この両者間に設定された通水機構４とを備
えている。

前記本体部２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５，６と、これ
らの各絶縁管５，６を連結する比較的硬質の隔膜
支持部材７と、この隔膜支持部材７の外周に巻装
された隔膜９と、この隔膜９の外面にさらに巻装
された外布８とにより構成されている。この外布
８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７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つて比較的長い
管状に形成され、前記第１および第２の絶縁管
５，６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９は、前記電極部３に吸引され
るイオンに対し、選択的に浸透性あるイオン交換
膜によつて形成されている。なお、この隔膜９に
ついては、前記イオン交換膜のほか、中性膜すな
わち、選択性を有しないが比較的大きな分子の流
通を阻止し小さい分子を通し易いものによつて形
成してもよい。このイオン交換膜（又は中性膜）
は、隔膜９として隔膜支持部材７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
れた状態となつている。

さらに、この隔膜９の外周面には、その全域に
わたつて前述した如く外布８が螺線状に巻装さ
れ、付加されたものとなつている。

前記隔膜９および外布８が巻装された隔膜支持
部材７の両端部の外周側には、所定間隔をおいて
第１図に示す如く第１および第２の枠体２０，２
１が配設され、同時にこの枠体２０，２１の内径
側にポツテイング材１１が充填され、これによつ
て、前記各絶縁管５，６と隔膜支持部材７および
隔膜９、外布８とが同時に且つ強固に一体化され
た構造となつている。この場合、前記第１の枠体
２０は筒状に形成されており、前記ポツテイング
材１１の充填に際しては当該固形化前のポツテイ
ング材１１が流出するのを防止するためにリング
部材１２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７および絶縁
管６等が挿入された状態で前述した如くポツテイ
ング材１１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つている。

前記ポツテイング材１１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
脂若しくはフエノール樹脂等であつてもよい。

前記第１および第２の絶縁管５，６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５には、第１図に示
す如く排水部１３が設けられ、その上方端部には
キヤツプ１４が着脱自在に装備されている。５Ａ
は絶縁管５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３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１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３１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２の第１および第
２の各絶縁管５，６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２に対する当
該管状電極３０の着脱が容易となつており、同時
に当該本体部２と管状電極３０との間に通水機構
４の一部が形成されるようになつている。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、これによつて管状
電極３０が第１図に示すように第１の絶縁管５に
より係止されるようになつている。このため、電
極部３は、外部から本体部２内に極く容易に挿入
配設され、また必要に応じて極く容易に外部へ離
脱せしめることができるようになつている。

前記通水機構４は、隔膜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３と本体部２
とにより構成されている。すなわち、電極部３の
給水部３３から流入される水は、第８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つている。

前記本体部２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１Ａ
が巻装される。また、前記隔膜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。さらに前記隔
膜９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２の主要部をなす隔膜
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７の外周に隔膜９を巻
装し、その当接端部を重ねるか若しくは当接端縁
をつき合わせることにより当該隔膜９を第２図に
示す如くほぼ断面円形状に固着する。続いて、こ
の隔膜９の外面に、外皮８を螺線状に巻きつけ、
これによつて隔膜支持部材７と隔膜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５，６を第１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２０，２１内
に各々ポツテイング材１１を充填して固形化せし
め、これによつて本体部２の一体化が完了する。

なお、前記第１の枠体２０の第１図における下
端部内側に配設されたシール部材１２は、前述し
た如く固形化前のポツテイング材１１の流出を防
止するためのものであり、当該ポツテイング材１
１が固形化した後は取り除いてもよい。

次に、この実施例の全体的動作を、カチオン型
塗料を用い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、被塗物（図示せず）と隔膜電極装置１
とを配設し被塗物を負極とすると共に隔膜電極装
置１の管状電極３０を正極として直流電圧を印加
すると、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つて移動し、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。一方、水溶液中には、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
隔膜電極装置１の管状電極３０に向かつて移動を
開始する。

前記隔膜９は、電着用水溶液にカチオン型塗料
が溶解使用されていることから、負電荷を備えた
酢酸分子を容易に通過せしめるアニオン膜（又は
中性膜）が使用されている。このため、前述した
ように正電位の管状電極３０に吸引される酢酸分
子は、隔膜９を容易に通過して管状電極３０の周
囲から当該管状電極３０に達して放電する。この
場合、前記隔膜９はイオン交換膜であることか
ら、放電した中和剤に対しては比較的不浸透性を
有しており、これがため、管状電極３０と隔膜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。

この実施例は、以上のように、一方の電極とし
ての被塗物に対応して配設される他方の電極を管
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７を介してイオン交換
膜等の隔膜９を積層装備したので、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、
従つて、従来技術による隔膜と同一の隔膜９を使
用しても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７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、このため電
着塗装の効率を著しく改善することができ、さら
に隔膜９により抽出させる酢酸等の中和剤を100
％外部へ排出することができ、かかる点において
は従来技術における隔膜電極装置では当該電極部
の周囲に集積された酢酸等の中和剤を単に水で薄
める程度の効果しかなかつたのに対し、本実施例
ではこの点も著しく改善され、従つて隔膜９によ
る中和剤の抽出能率を著しく改善することができ
る。また、管状電極３０を本体部２の内部から容
易に外部へ離脱せしめることができるので、保守
が至つて容易となり、クレーン等の付属設備が全
く不要となるという利点がある。さらに、本実施
例においては前記隔膜９の内外面周囲に通水性あ
る外布８を巻回装備したので、当該隔膜９の引つ
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。

さらに、枠体２０，２１の作用によりポツテイ
ング材１１を均一に充填することができ、これが
ため強度の均一性および品質の均一性を得ること
ができ、組立作業の手間も軽減されるという利点
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の複数本を電着用水溶液内に配設して使
用すると、従来の隔膜法による不都合が総て解消
される。例えば、隔膜自体の耐久性について一例
を挙げると、外圧に対しては隔膜支持部材７によ
り補強されているため、これに充分耐えることが
でき、また内圧に対しては、例えば巻回積層した
隔膜９の内径を５cmとしてこれを４本使用する
と、前述した従来技術の場合よりも隔膜全体の外
表面積は増大するが、管状に構成した効果が働
き、当該隔膜電極装置１の内圧の変化0.5Kg／cm²
に対し、当該各隔膜９には円周に沿つて約1.25
Kg／cmの張力が印加されるにすぎない。従つて、
引つ張りに対し２Kg／cmの耐応力を有する隔膜を
使用すると、従来技術では前述したように隔膜取
付部における張力変化が約8.5Kg／cmとなり、直
ちにその取付部から破損するのに対し、本実施例
では、仮に前述した巻装された外布８が無い場合
であつても充分これに耐えることができるという
利点が生じる。

なお、本実施例では、前述した他方の電極を管
状電極３０としたが、本発明においては必ずしも
これに限定されず、通水機構４を確保することを
前提として例えば柱状であつても或いは細長い板
状のものであつても良い。

〔第２実施例〕 次に、第２実施例を第４図ないし第７図に基づ
いて説明する。

この実施例は、前述した隔膜９の装着方法の他
の例を示すものである。すなわち前述した第１実
施例では、隔膜支持部材７の中心線に略手行に形
成される隔膜９の端縁を、相互につき合わせるか
或いは一部重合せしめて当該隔膜９を円筒状に形
成したのち隔膜支持部材７に固着装備していた。
これに対し、この第２実施例では、第４図ないし
第５図に示す如く、隔膜９の巻回端縁９Ａ，９Ｂ
をその裏面にて相互に重ね合わせたのち折曲し、
しかるのち前記隔膜支持部材７に装着した点に特
徴を有している。

これに更に詳述すると、まず、隔膜９を比較的
幅の広い帯状に形成する。次に、この隔膜９の長
い方の端縁に略平行に、隔膜支持部材７を配設
し、この隔膜支持部材７に前記隔膜９を積層す
る。この隔膜９の長辺部分の端縁９Ａ，９Ｂを前
記隔膜支持部材７から突出させるようにして張り
合わせる（第４図参照）。この各端縁の接着には
各々に適合した接着剤（例えばエポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂等）を使用する。次に、このようにし
て張り合わされた隔膜９の各端縁９Ａ，９Ｂを第
５図に示す如く２段階にわたつて巻込むように曲
折し、その後、第６図に示す如く外布８を全体的
に螺旋状に巻装する。第７図はこのようにして出
来上がつた隔膜９の巻装状態を示す横断面図であ
る。

その他の構成は、前述した第１実施例と全く同
一となつている。

このようにしても、前述した第１実施例と同一
の作用効果を有するほか、接着不能材質からなる
隔膜９（例えば中性膜等）を使用した場合であつ
ても、当該隔膜９の重合部分を外布８の締め付け
作用により堅牢に一体化することができるという
利点がある。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、
隔膜を充分に補強しながら固定することが可能と
なり、これがため、これによつて形成される隔膜
電極装置の耐久性向上を図ることができ、枠体の
作用により隔膜の端部を全周にわたつて略均一に
固着し得ることから、品質の均一化を図ることが
でき、従来の如く隔膜の締め付け作業が不要とな
ることから生産性向上も図り得るという従来にな
い優れた効果を奏する電着塗装用隔膜の固定方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の適用により形成
された電着塗装用隔膜電極装置を示す断面図、第
２図は第１図の−線に沿つた断面図、第３図
は第２図の一部拡大した拡大部分断面図、第４図
ないし第６図は各々第２実施例の実施による隔膜
の巻装状態を示す説明図、第７図は第２実施例を
に基づき形成された隔膜の巻装状態を示す断面
図、第８図は第１図に示す電着塗装用隔膜電極装
置の使用状態を示す説明図である。 ３……電極部、５，６……本体部絶縁管、７…
…絶縁部材としての隔膜支持部材、８……外布、
９……隔膜、１１……ポツテイング材、２０，２
１……枠体、３０……電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内側に電極を配設して使用され管状に形成さ
   れた多孔質性絶縁部材の外面周囲に、電着塗装用
   の隔膜を装着し、しかるのち、当該隔膜の外面に
   通水性ある布状部材を外布として螺旋状に巻装固
   着し、その後、その長手方向の両端部に第１およ
   び第２の本体部絶縁管を各々連結し、この各連結
   部分の外面周囲に所定間隔をおいて枠体を各々配
   置するとともに、この各枠体の内側にポツテイン
   グ材を各々充填し固形化したことを特徴とする電
   着塗装用隔膜の固定方法。