(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆される電極Ａに対して直流電圧を作用させる複数の作用電極Ｂを設置し、各作用電極Ｂ近傍の一定場所のそれぞれに電位検出電極Ｃを配置し、前記電極Ａと各電位検出電極Ｃとの間の電圧を実効電圧としたとき、各実効電圧が所定値となるように出力電圧を制御することができる複数の独立した電源を各作用電極Ｂに接続して設け、各作用電極Ｂにかける電圧を制御することにより、各実効電圧を所定値に制御しながら電着被覆を行うことを特徴とする電着被覆方法。
【請求項２】
各作用電極Ｂの前記電極Ａに対峙する面以外を絶縁遮蔽壁で遮蔽し、各絶縁遮蔽壁の境界端部に張り巡らせた導線を各電位検出電極Ｃとし、各実効電圧を統一的に多重制御しながら電着被覆を行う請求項１記載の電着被覆方法。
【請求項３】
前記電極Ａを回転させるか、及び／または電位検出電極Ｃを配置した各作用電極Ｂを前記電極Ａの周りを回動させながら電着被覆を行う請求項１記載の電着被覆方法。
【請求項４】
各作用電極Ｂの前記電極Ａに対峙する面以外を絶縁遮蔽壁で遮蔽し、各絶縁遮蔽壁の境界端部の前記電極Ａに対峙する開口部にイオン交換膜を張って隔膜室を形成し、かつ各隔膜室の外側に電位検出電極Ｃを配置し、そして、電位検出電極Ｃと作用電極Ｂとの間の電圧を透析電圧とし、作用電極Ｂに流れる電流を透析電流としたとき、これらの値を計測／航行記録して、これらの測定値に基づいて電着液の補給と隔膜室内液の組成条件を制御しながら電着被覆を行う請求項１記載の電着被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の金属メッキ、自動車車体や車体の部品、建材、什器、各種部品の塗装に普及している電着塗装、さらに、海洋、水上、地下滞留水域の鋼構造物の保護被覆等における電着被覆方法に関し、更に詳しくは、施設、構造物のような大型物体から、大量多数の物体、微細な精密部品、多様な意匠芸術製品の複雑な物体表面を均一に被覆する方法であり、必要最小限の時間内で高性能の被覆を実現し、その設備の縮小、省資源、省エネルギー、公害防止、環境保全、水質浄化の要請に応えることができる。
【０００２】
【従来の技術】
イオン導電性の電解液に直流電流を流すと、電極反応生成物が電子導電性素材の電極を被覆する。この界面現象を利用する技術として、以下に示す応用分野がある。
（１）金、クロム等各種金属の被覆物を薄膜として利用するメッキ、及び各種微粒子の分散液から析出させる複合メッキ。
（２）ダイヤモンド、アルミナ等の砥石粒等の機能粒子の電着被覆。
（３）自動車車体や車体の部品、建材、什器、各種部品の塗装に普及しているアニオン型、カチオン型の電着塗装。
（４）カルシウム等の析出物による海洋鋼構造物の防錆保護被覆。
（５）ベントナイトの析出物を地下滞留水域の鋼構造物の保護被覆に利用する技術。
（６）懸濁液からこの被覆物そのものを生産物として利用する技術。
（７）この被覆物を排除して水質浄化に利用する技術。
【０００３】
これらの応用技術は、成熟した技術と見なされる反面、それぞれの分野で絶えず品質の改良と生産性の向上、コストダウンが求められているが、公害規制が強化されるにつれ、その技術発展に行き詰まりの感が見られる。近年、環境負荷の低減が徹底重視されるなか、電着被覆の技術分野においても新たな技術革新が求められている。
【０００４】
電着被覆法において、一般に、電着物は、被覆される電極と直流を作用させる作用電極の間の電圧、これらの二極間に流れる電流もしくはその積分値の電気量により制御される。この二極間電圧を一定に維持する定電圧電着、電流を一定に維持する定電流電着、あるいは電気量を一定に維持する定電気量電着が採用されている。
【０００５】
被覆物の利用を目的とする電着の研究は、当然のこととして被覆物の実用性能の試験評価に重点が置かれて、それぞれの分野でマニュアルが作成され膨大な試験研究が定常的に実施されている。室内の空気調整にたとえると、全館集中方式における様々なトラブルに対処している状態に似て、個別分散方式にかえるような基本方式を見直すことは、現場を含めて研究の手段でも少なく、電着の作用電極での反応とその制御に着目する研究は少ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、物体表面への電着被覆法において、均一かつ高性能の被覆を実現することができる新たな電着被覆法を提供することにある。
直流を流すための作用電極は、各種の形状、素材があり、流れる電流の密度が一定になるように電流に比例した大きさが必要になる。複雑な形状の物体を被覆するために、この作用電極を扱いに便利な大きさの複数個に分割して、適切な場所に設置する。この配置の設計が当該技術分野の重要な軸となるが、極めて複雑困難な技術である。これは、室内の空気調整にたとえると、全館集中方式で各種条件の異なる部屋を均一状態にする困難さに似ている。
この状態の模式を図１に示す。電着槽１に、被覆される電極（被覆電極）２と作用電極（作用極）３を配置し、被覆材が分散もしくは溶解した電解液４を満たし、直流電源５に各電極を接続する。作用電極３が分割されても、同じ電源端子に接続されて、同じ電圧に制御される。
【０００７】
本発明者は、作用電極３から所定間隔、具体的には約数ｃｍ離した位置に、電位検出電極７を固定して設置した。被覆電極２と電位検出電極７の間の電圧を測定した結果、図１右に示すように、出力電圧と大幅に異なることを発見し、分割した作用電極３の代表として示す（１）（２）（３）の特徴について、次のことが明らかになった。対峙する被覆電極の形状の複雑さと相関し、平坦で単純な面に対峙する（１）と（２）においては、出力電圧からの電圧変異巾αは小さい。火花放電が起こりやすい位置（２）においては特に小さいが、αの値はゼロではなかった。このαの値は、作用電極における分極によるものであり、作用電極に比べて被覆電極が大きい場合、大きな分極を起こす。このような状態にあることは、電気化学的知識からみて当然の結果であり、止むを得ない現象と見なされて、従来は、このαの値が速やかに小さくなるように様々な工夫を凝らしてきた。例えば、減極剤とよばれる各種の添加剤の開発、電極の素材形状の開発、電解液の撹拌、瀑気の工夫がある。公害防止規制が強まるにつれて、こうした工夫の成果が飽和成熟し、技術発展が停滞している。
【０００８】
大きな物体の被覆には、大きな電流容量の電源が必要になるが、経済的に製作しうる電源の容量に限界があるため、電着の応用範囲が自ずと限られている。従って、上述の如く極めて応用分野が広いにもかかわらず、実際に採用されている例は少ない。
作用電極は、単一ではなく複数個設置されるので、それぞれの作用電極毎に独立した電源に接続すれば、電流容量の制限にとらわれることなく、各種様々な態様にして無限の大きさの被覆に対峙出来るはずである。しかしながらこれらの複数の電源を用いた場合、相互に複雑な干渉が起こり、電源、電着槽を破損することがあって採用が実現していない。
【０００９】
本発明者は、上記の干渉現象について鋭意研究の結果、このような干渉現象は作用電極でおこる複雑にして時々変化する作用電極の分極現象に基づくものであることを実証し、この作用電極で起こる分極現象を的確に検出し、この計測信号に基づいて、必要にして十分な電圧を付与できるシステムと関連装置に想到し、本発明を完成した。室内の空気調整にたとえると、全館集中方式から個別センサーを備えた各室分散方式への転換と言える。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、被覆される電極Ａに対して直流電圧を作用させる複数の作用電極Ｂを設置し、各作用電極Ｂ近傍の一定場所のそれぞれに電位検出電極Ｃを配置し、前記電極Ａと各電位検出電極Ｃとの間の電圧を実効電圧としたとき、各実効電圧が所定値となるように出力電圧を制御することができる複数の独立した電源を各作用電極Ｂに接続して設け、各作用電極Ｂにかける電圧を制御することにより、各実効電圧を所定値に制御しながら電着被覆を行うことを特徴とする電着被覆方法が提供される。
【００１１】
より具体的に、本発明は、被覆電極に対して直流電圧を作用させる作用電極の近傍の一定場所に電位検出電極を配置し、この電位検出電極と被覆電極との間の電圧を実効電圧と称し、実効電圧が所定値になるように出力電圧を制御する電源を設け、被覆電極に対して直流電圧を作用させる作用電極において、被覆電極に対峙する面以外に絶縁遮蔽壁を設け、この絶縁遮蔽壁の対峙面との境界端部に張り巡らせた導線を電位検出電極とし、この作用電極を複数個設けて、それぞれの実効電圧を統一的に多重制御し、被覆電極もしくは作用電極が回転等の移動できる手段、または複数の作用電極に順次電源を切替接続する手段を備えて、一個の電源でも実質的に複数個の役割を果たす多重制御すること、さらには、被覆電極に対峙する面にイオン交換膜を張って隔膜室を形成して、この隔膜室に作用極を配置し、隔膜外側に設置した電位検出電極と作用電極との間の電圧を透析電圧、この作用電極に流れる電流を透析電流と称し、これらの値を計測／航行記録し、これらの値で電着液と隔膜室内液の組成条件を制御することを特徴とする電着被覆方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の態様】
以下、本発明について、その構成を図２及び図３を参照しながら説明する。
先ず、本発明の第１の特徴は、電位検出電極７を作用電極３の近傍に作用電極との間の絶縁を十分に確保して設け、この電位検出電極７と被覆電極２の間の電圧（以下、実効電圧という）が所定値になるように、作用電極にかける電圧を制御する直流電源５を採用したことにある。
【００１３】
十分な大きさの内部抵抗を持った計測機器を用いると、電位検出電極７の大きさ、形状、素材は特に限定されない。従って、この電位検出電極は、安価・最適に設置できる。具体的には、化学変化の少ない白金が最も好ましいが、ステンレス鋼、炭素が好ましい。形状は、被覆電線の断面を採用すると、局所的な電位が計測される長所がある。張り巡らせた線、網、格子状の広がりを持った物を採用すると、広い範囲の平均的な情報になる長所がある。
この電源本体の構成は、いわゆるポテンシオスタットと呼ばれる公知の制御回路を採用することができるので、経済的制約を除けば、電源の出力電圧と電流はいかようにも製作できる。
【００１４】
ついで、本発明の第２の特徴は、このような制御を独立に行った作用電極３を必要な場所に細分化して設けて、それぞれの実効電圧の設定を統一的、すなわち全体を同一にすることを含めて、一定のプログラムに従って行うことにある。
この場合、図２の右側に示す如く、実効電圧を等しくするには、出力電圧は、個々の電源毎に異なる。出力電圧の異なる電源に接続された作用電極間で電位差が発生し、干渉して電源の破損が起こる恐れがあり、単純な作用電極の場合は、実際に破損する場合がある。
【００１５】
しかし、図２の左側に示す如く、作用電極の被覆電極に対峙して電位検出電極が設置された面以外に、それぞれ絶縁遮蔽壁を設けた結果、この破損が起こらず目的通り、電源毎に異なる出力が維持できた。更に、被覆電極に対峙する面とこの絶縁遮蔽壁の境界に、電線を張り巡らせてこれを電位検出電極とすると、安全が徹底できる。被覆膜を破損する短絡、火花放電は、電着液の特性と電極素材によって異なるが、固有の安全域があるので、この電圧以下に実効電圧を設定すること、電源を小型に分散設置することにより、火花放電の恐れを著しく回避できる。
【００１６】
本発明において、被覆素材、応用分野毎に、適正な出力電圧と電流を備えた電源を既製品から選択できる。例えば、自動的に定電流と低電圧に制御されるタイプが好適で、各種の容量のものが市販されている。このような規格製品は、大量生産すれば価格は相応に低下し、運送・設置工事等の経費の大幅な低減が見込める。分散型を採用すると、故障等において速やかに対処できる利点があり、１部の故障ならば、全体で補う余裕が得られる。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、このような制御を独立に行った作用電極及び／または被覆電極に、回転等の移動手段を設けることにあり、その構成を図３に示す。多重自動制御電源に接続した作用電極を被覆電極の周りを回るか、もしくは反対に被覆電極を回転させると、被覆電極に比べて極めて小さな電源で被覆が実現する。従って、巨大な物体の被覆も実現しうる。
一般的な利点として、被覆電極が大型小型と入り交じる場合、まれにしか電着被覆しない場合でも、人手に頼らずに等しく良好な被覆が自動的に行えることにある。
【００１８】
本発明の第４の特徴は、被覆電極に対峙する面にイオン交換膜を張って隔膜室を形成し、この隔膜室に作用電極を配置することにあり、その構成を図４に示す。被覆電極に対峙する面以外は絶縁遮蔽壁として隣接する隔膜室との干渉を防止する。電位検出電極７と作用電極３との電圧を透析電圧、作用電極３に流れる電流を透析電流と定義し、これらの信号を常時計測／記録して保存するものとする。
【００１９】
この信号に基づいて被覆材の補給口８のバルブを制御し、必要な箇所に必要な補給を必要な時に的確に行う。電着被覆と当量の電気化学反応生成物を隔膜室に透析で取り込み、この隔膜室内液の組成調整をもこの信号に基づいて制御する。被覆材の使用と供給がほぼ同時に連動するので、被覆材の電着槽内の滞留時間が著しく短縮でき、不安定な素材でも良好な電着被覆が実現する。被覆素材液を改良して電着槽内の濃度は限り無く低くなり、最終的に水洗不要の電着被覆工程が実現することが期待できる。従って、補給液の種類と量、及びその制御仕様の異なる複数個の電着工程を直列に設けると、多様な意匠設計が可能になる。
好ましくは、隔膜室の内液の組成を調整する装置、特に気泡と沈降物を分離除去する装置を常時循環する構成を採用すると、出力電圧の増大を防止することができ、電力費用を低減できる。
【００２０】
電着塗装に比例して発生する化学物質の１つが塗膜で、もう１つは隔膜室に透析される中和剤である。塗膜の化学組成は、複雑で、その電気化学当量の正確な算定は困難であるが、中和剤は、アミン、有機酸の如く単純な分子式で電気化学当量が正確に掌握できる。用いた中和剤濃度当たりの導電率を一律に１ｐｐｍ当たり２μＳ／ｃｍとすると、中和剤濃度と総量を簡単に算出できる。計算例として、１日の排出総量が１０，０００リットルで、その導電率の平均値が４０００μＳ／ｃｍの場合、中和剤濃度は、２０００ｐｐｍ（０．２％）で、中和剤は、２０リットルと計算される。塗料固形分当たりの中和剤濃度が５％の場合、使用塗料は４００ｋｇと算出される。このように、電着塗装で使用された塗料が時々速やかに掌握できるので、日常管理が正確に行えて塗装品質管理が行き届く。中継槽から排出する脱泡された分岐下方向回路液の導電率κE（μＳ／ｃｍ）を計測し、これを中和剤の当量濃度（ｅｑ．／ｍ３）に換算し、この流量ＱE（ｍ３／ｈ）を計測して、排出された中和剤の化学当量（ｅｑ．）を計測することができる。この排出流量ＱＥを本発明の透析電圧もしくは透析電流の信号で制御すれば、自動設定できる。
【００２１】
作用電極での生成物の適正処理が実現するので、公害防止、環境保全に寄与する。陽極を内蔵する隔膜室にアニオンを透析して、これを隔膜室から排除し、陰極にてカチオンを水酸化物または酸化物として沈着被覆させれば、水質浄化設備としての利用も実現する。
さらに、隔膜室を備えて、被覆素材を必要量だけ供給するので、電解の媒体液を海水を始め自然の水域が利用できる。従って、超大型の建造物、構造物の被覆が実現する。媒体に純水を用いて、補給口からの補給物は、電極を被覆する物質と反対極性のイオン物質は隔膜室から排除され、電気化学的収支を適性に調整できる。この結果、電着被覆後の水洗工程が不要になり、被覆材の変更が容易になり、様々な実施態様が期待できる。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。
【００２３】
［実施例１］自動車車体の電着塗装
図３は、自動車車体の電着塗装ラインにおける実施態様の模式図に相当し、自動車を懸垂するコンベアの進行方向と垂直断面の片側を示す。電着塗装タンク１の長い側面に沿って複数個設けられる隔膜室６の中に、作用電極３があり、流量調節弁を介して中継槽から隔膜室内液を注入口９、排出口９を経て元の中継槽に循環している。電着槽１にカチオン型電着塗料４を満たし、被覆電極２を自動車の車体として、直流電源５に接続する。
従来は、図１に示すように、電源５は１つで、全ての作用電極３に接続されていた。作用電極の電位は等しく維持されても、それぞれの作用電極の近傍の様子と電流については観察されず、作用電極の分極防止は化学物質で設計するものとし、装置解決を考えなかった。
【００２４】
本発明の構成要素の１つである電位検出電極をつぎのごとく作成した。φ２ｍｍの被覆銅線を塩化ビニル樹脂パイプを通して、先端を白金線に接続し、白金線以外を樹脂で絶縁被覆した。この白金線部分が隔膜の中央になるように絶縁固定し、複数の隔膜室に設置した。被覆電極が接地されているので、この白金電極と接地間の電圧（実効電圧）を計測／航行記録した。計測機器の測定レンジに合うように分圧器を介した。
【００２５】
測定結果は、次のごとく複雑な変化ではあるが、一定の規則性が判明できた。先ず、車体が塗装液に進入する瞬間は、この車体に最も近い隔膜室の透析電圧が急増する。従って、この作用電極には様々な安全対策が取られて、所定の電流以内に制御されているので、透析電圧は、５０〜１００Ｖ以内に収まっていた。しかし、電流が抑えられている限り、電着塗装が遅れて、所要時間が長くなり、電着槽が大きくなり、電着塗装液量も多くならざるを得ない。車体の種類毎に様々な調整が必要となり、専門の技術者の常駐が必要になる。
【００２６】
車体が連なって移動するので、所定の隔膜室における実効電圧は、車体が接近したときに低下し、車体が大きい程その低下が著しい。車体の移動が進むにつれて実効電圧は高くなるが、作用電圧とは１０〜５０Ｖの差異（透析電圧）が検出された。車体が大きい程、この差（透析電圧）が大きく、つきまわり性等の性能が十分でなかった。ラインの停止の際、最後の車体が出槽する時は、特にこの差が大きくなり、この場合、塗膜の仕上がりが悪くなるため、最後は電源を切断して出槽させる。この停止のタイミングの設定には深い経験が必要になる。
【００２７】
実効電圧の計測において、応答速度の速い記録手段を用いると、１秒に満たない瞬間的な低下が検出された。この場合、車体の塗装面に火花放電があり、放電光と放電音が観察される。直ちに出力電圧を低下させると、つきまわり性が低下して防錆性能に問題が発生する。従って、コンベア速度を遅くせざるを得なくなり作業時間が延長される。
様々な工夫の結果、このような火花放電の起こらない素材の車体の場合、出力電圧を高めて塗装時間短縮を期待するが、塗膜異常の不良品発生率との兼ね合いで設定管理され、熟練作業が要求される。
【００２８】
このような現象を再現するため、図１に示すように塗装試験板を５枚（図示せず）を１ｃｍ毎に重ねて被覆電極２とし、作用電極を４分割して、（株）高砂製作所製５００Ｖ−５Ａの直流電源で電着塗装した。出力電圧を２５０Ｖに設定して接続すると、作用電極に最も近い試験板の１部で火花放電が発生した。２５０Ｖに上昇させる瞬間を３０秒として、３分間通電すると、火花放電が防止できたが、それぞれの実効電圧の測定結果、２００、２４０、１７０Ｖと様々にばらつき、重ねた試験板に全く塗装されない部分が多く生じた。
【００２９】
図２右に示すように、作用電極に同じく（株）高砂製作所製の５００Ｖ−１Ａの直流電源を接続し、それぞれの作用電極の先の電位検出電極との電圧、実効電圧が２４０Ｖになるように出力電圧を制御した。それぞれの作用電極の横、後、底を含め、槽共に塩化ビニル樹脂の絶縁板を用い、被覆電極に対峙した面だけを開放し、ここに電位検出電極を設置した。接続瞬間を含めて、実効電圧は、いずれの場合も設定値２４０Ｖを越えないように、作用電極の電圧を制御した結果、電着塗装膜に異常は起こらなかった。特に、火花放電で塗膜が焼け焦げる異常は、完全に防止できた。３分間の通電でもって重ねた試験板は何れの部分も被覆された。ただし、膜厚の違いは、幾何学的にみて不利な場所で薄いのは、つきまわりの電気化学的法則からやむを得ない。
【００３０】
実効電圧を３００Ｖに設定した場合、２分間の通電でいずれの部分も被覆された。また、電源を両端２台にして３分間の通電で同様の結果が得られた。この場合、透析電圧が増大し出力電圧を５００Ｖ上限近くまで増大して、実効電圧を３００Ｖに維持して良好な塗装ができた。３分終了段における透析電圧は、いずれも数Ｖになっており、これまで実効電圧と作用電圧が等しいと見なされている事情が理解できた。作用電圧が実効電圧に収斂した時、複雑な形状の奥深くまで、つきまわり性が発揮されたことを示すものと言える。
【００３１】
自動車の安全対策上、車体構造が複雑になり、合わせ目、エッジ等の細部の防錆対策のため、電着塗装のつきまわり性の強化が要請される。急激に高い電圧がかかるため、塗装の仕上りが損なわれ易い電着塗装の最初、火花放電が起こりやすい亜鉛メッキ鋼板の電着塗装にあっても、本発明によると適正な電着塗装が実現し、ひいては塗装時間が短くなり、電着塗装の槽の長さが小さくなって、塗料が適正に補給されて、塗装液濃度の低減が実現した。
【００３２】
電着塗料は、希釈するほどに沈降し易くなるので、実用的最適濃度として２０％程度が選ばれるが、電着塗装後の水洗工程の負荷が高く、塗膜の性能向上とコスト低減のネックになって、電着塗装の普及の障害になっている。本発明方法では、電着塗装後に付着した塗料の濯ぎ工程の負荷が低く、濯ぎ不良に伴う塗装不良が起こりやすい不具合が解消された。
【００３３】
［実施例２］建材、各種部品の電着塗装
表面積が一定の建材、各種部品の電着塗装において、中央に被塗装物２相当の電極を懸垂し、導電性の容器そのもの、もしくは両側に、作用電極３を複数個設けて、１つの電源５から全ての作用電極３に接続し、この二極間に直流が流される。
【００３４】
この場合の電着塗装条件の設定は、被覆材の表面積を算出して、これに比例する電流値を設定した定電流電着が多い。この場合、作用電極が内在する隔膜室６を設けて、対イオンを透析で排除するか、電着塗装液を適宜イオン交換樹脂で処理してその組成を調整する。被覆物の表面積の算出と、懸垂状態、電着塗装液組成の調整には、熟練技術が必要である。従って、アルミサッシの透明皮膜のように膜厚のばらつきが判らない場合はともかく、着色塗膜であったり、艶消し風合いの意匠膜の場合の歩留りが悪い。空気調整技術にたとえると、一定温度、風速の温風が吹き出すだけの単純方式では、バラツキは避けえない。
【００３５】
本発明では、隔膜室毎に内在する作用電極に独立した電源５−１〜５−１０を左右対象に合計２０個設けた。この電源として、例えば、直流電源の最大電圧２０Ｖ、最大電流２５Ａを採用し、電流容量の合計５００Ａとした。２５０Ｖ−５００Ａの大型機１基より割高であるが、次の利点があって、ランニングコスト、特に人件費を削減し、かつ、塗料の組成の許容幅が広くなって、塗装コストが大幅に低減できる。
【００３６】
例えば、実効電圧を１５０Ｖに設定して電着塗装したところ、通電初期において作用電圧の制御は出力限界の２５０Ｖ以上を必要とし、実効電圧は１５０Ｖに到らず、この間、定電流電着が維持された。実効電圧が間もなく１５０Ｖに到達すると、作用電圧が２５０Ｖから急速に低下して１５０Ｖ近くに収斂した時をもって通電を終了した。被覆面積が増加減少しても、不良品の発生が起こらず安定稼動できた。複雑な形状の表面に均一な被覆が可能になり、意匠性の高い建材、機能の高い部品ができた。懸垂したサッシの数が増えると両端の仕上りが悪くなる場合、当該位置に作用電極と電位検出電極の１対を追加すると仕上がりが維持できた。
【００３７】
［実施例３］カルシウムの沈着
図４に示す実験装置に水道水を満たして、補給口８から塩化カルシウム水溶液を滴下しながら実効電圧を５０Ｖに設定して電着したところ、陰極にした電極にカルシウム化合物の被覆が形成された。陽極を内在する隔膜室から塩酸が回収でき、これを用いて消石灰と反応させて塩化カルシウム水溶液を調整し、再び注入し、被覆を継続した。途中振動で脱落した部位が生じても速やかに修復され、媒体液の導電率は増減しなかった。
高分子ラテックス等を添加すると、強固にして緻密な被覆になり保護機能が高まった。この場合、媒体液の更新もしくは精製が必要である。
【００３８】
補給口８から炭酸水素ナトリウムと塩化カルシウムの混合物０．１％水溶液（硬水モデル）を滴下すると、炭酸カルシウムが沈着し、陰極の電極を強く振動すると脱落して沈降堆積した。陽極の作用電極から炭酸ガスと酸素が放出された。媒体液にはナトリウムが残留しカルシウムが除去された軟水になった。この水の溶存酸素は１０ｐｐｍに近い飽和値で生物の生息に好適であった。
海水を満たした場合も被覆されたが、その速度は遅く海水を頻繁に更新しなければ皮膜は成長しなかった。海水中のカチオンの沈着と等量に発生するアニオンの分極抵抗が反応律速になって遅れたものであり、本発明方法では、隔膜室からアニオンを除去するので成長が促進した。
【００３９】
人工島等超大型鋼構造物の構築には、半永久的な防錆対策が必要とされる。鋼構造物を陰極にして、構造物周辺に陽極を配置して海水中のカルシウムを沈着させる電着被覆が小規模に検討されているが、沈着が遅く、電流効率も悪く、空港が設置できるような大型人工島での電着被覆は実現していない。本発明方法であれば、海水中でも大型鋼構造物において速やかに保護被覆ができて、修復維持できる。海水に限らず淡水域においても、その環境を損なうことなく、鋼構造物を保護被覆することができる。本発明方法装置を船舶に設営して移動巡回すると、超大型鋼構造物であれ、順次にカルシウム被覆を的確に形成でき、かつ、的確な修復保全が行える。
【００４０】
地下の硬水を補給口８から注入して電解すると、陰極にカルシウム化合物が沈着し、これは容易に分離除去でき、陽極から炭酸ガスが脱離し、装置から軟水が安価に採取できるため、地下の硬水から、薬液を添加することなく安価に軟水が採取でき、地下水を保全して産業、民生需要、環境保全に応えうる豊富な水資源が確保できる。
【００４１】
［実施例４］ベントナイトの沈着
補給口８からベントナイトの精製液を滴下すると、陽極にした被覆電極に酸性のベントナイトが緻密に析出し、陰極とした作用電極を内在する隔膜室から苛性ソーダ水が回収できた。媒体液の深さを順次高める方式にして、小さな電源でもって均一な被覆ができた。
【００４２】
地下水を滞留させる地下ダムの構想、産業廃棄物処分場、特に核廃棄物の処分場の地下水の移動を防止する止水壁の構築に、ベントナイトを沈着させる方法が小規模、試験的に検討されている。図４に示す本発明方式では、補給口８から精製ナトリウム型のベントナイト液を注入して、隔膜室から水酸化ナトリウムを回収するので、酸性ベントナイトが鋼材に沈着し、強固な止水壁が順次速やかに形成される。ベントナイトとカルシウムを交互に形成させれば、強固にして柔軟構造の止水壁ができて、地震等の地殻変動に対応できる。
【００４３】
以上の実施例に限らず、本発明の方法は、電着被覆分野全般に応用することができる。例えば、メッキの場合、従来は、電解液の撹拌等の機械手段、減極剤の添加で作用電極における分極を消去して、つきまわり性、均一電着を高めてきたので、浴組成が複雑になり、高価になって、しかも排水処理が困難で、経費が嵩む。本発明の方法では、分散して設置する作用電極の分極を隔膜設備で的確に消去できるので、従来に比べて格安の単純組成でもって、高級製品の安定生産が実現する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、電着に作用する電圧を、実効電圧と透析電圧に分類して検出し、被覆の性能を最大にする実効電圧を付与する多重制御方法を実現し、以下の効果を発揮する。
（１）被覆物に作用する実効電圧を一定に保ち、安定した被覆が形成される。
（２）被覆物の大小、多少、形状の多様性にかかわらず、安定した被覆が形成される。
（３）作用電極を隔膜室に配置した場合、その隔膜室毎の最大効果を引き出すことができる。
（４）電着の最適条件設計が可能になり、被覆に必要な時間を短縮し、被覆材の補給を必要十分に管理して、電着液の無駄を省くことができる。
（５）建築建造物、建造施設、船舶等の大型被塗装物の場合、これを移動もしくは作用電極を移動して順次被覆する方式で、小容量の電源でもって大型の電着が可能になる。
（６）使用する電着液、組成材料の選択肢が無機有機を問わず多様に広がり、かつ、電着の被覆素材を必要十分に品質管理ができる。
（７）電着後の洗浄工程に採用して、完全な閉鎖系での操業が可能となる。
（８）海、河川、湖沼、地下水域における構造物の連続的修復の保護被覆が実現する。
（９）硬度の高い地下水を軟化することができ、添加薬を必要としない浄化装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電着被覆法の原理を示す説明図である。
【図２】本発明の電着被覆法の一実施例を示す説明図である。
【図３】本発明の電着被覆法の一実施例を示す説明図である。
【図４】本発明の電着被覆法の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：電着槽
２：被覆電極
３：作用電極
４：電解液
５：直流電源
６：隔膜室
７：電位検出電極
８：補給口
９：注入口、排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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