(57)【要約】【課題】塗料の回収率および電着塗装の品質を向上させる電着塗料回収システムおよび方法を提供する。【解決手段】電着槽（１０）と、水洗槽（１１，１２，１３）と、限外濾過膜または精密濾過膜からなり、電着槽（１０）内の電着溶液の濾過による濾液と濃縮液とを、最終段の水洗槽（１３）と電着槽（１０）とに供給する第１の濾過膜（１６）と、電着溶液および水洗槽（１１，１２，１３）内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を供給する供給系と、逆浸透膜からなり、上記供給系から供給される濾過水の濾過により得られた濾液と濃縮液とを、最終段の水洗槽（１３）と電着槽（１０）および最終段の水洗槽（１３）以外の水洗槽の何れかとに供給する第２の濾過膜（１８）と、第１の濾過膜（１６）による濾液および第２の濾過膜（１８）による濾液の最終段の水洗槽（１３）への供給量をそれぞれ調整する流量調整部（３０）とを備える。
2016103732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物の電着塗装が行われる電着槽と、
電着塗装後の被塗装物の水洗が段階的に行われる少なくとも２つの水洗槽と、
限外濾過膜または精密濾過膜からなり、前記電着槽内の電着塗料を含む電着溶液の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の前記水洗槽と前記電着槽とに供給する第１の濾過膜と、
前記電着槽内の前記電着溶液および前記水洗槽内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を供給する供給系と、
逆浸透膜からなり、前記供給系から供給される前記濾過水の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、前記最終段の水洗槽と前記電着槽および前記最終段の水洗槽以外の水洗槽の何れかとに供給する第２の濾過膜と、
前記第１の濾過膜によって濾過された濾液および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量をそれぞれ調整する流量調整部とを備え、
前記最終段の水洗槽から水洗後の水が前記電着槽側の水洗槽および前記電着槽に順に供給されることを特徴とする電着塗料回収システム。
【請求項２】
前記供給系は、限外濾過膜又は精密濾過膜からなり、前記少なくとも２つの水洗槽のいずれかの水洗漕内の水洗後の水の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、前記供給系を介して前記第２の濾過膜と前記最終段の水洗槽よりも前記電着槽側の水洗槽に供給する第３の濾過膜を有することを特徴とする請求項１記載の電着塗料回収システム。
【請求項３】
前記第１の濾過膜は、前記電着溶液の濾過により得られた濾液を、前記供給系を介して前記第２の濾過膜にも供給することを特徴とする請求項１記載の電着塗料回収システム。
【請求項４】
前記流量調整部が、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２が、１：２〜２：１となるように調整する請求項１から３いずれか１項記載の電着塗料回収システム。
【請求項５】
前記流量調整部が、前記Ｖ１：Ｖ２が１：１となるように調整する請求項４記載の電着塗料回収システム。
【請求項６】
前記流量調整部が、前記電着槽に最も近い前記水洗槽の水洗後の水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるように、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を調整する請求項１から５いずれか１項記載の電着塗料回収システム。
【請求項７】
前記最終段の水洗槽内の水洗後の水の電気伝導度を計測する計測部を備え、
前記流量調整部が、前記計測部によって計測された電気伝導度に基づいて、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を自動的に調整する請求項６記載の電着塗料回収システム。
【請求項８】
前記第２の濾過膜が、ゼータ電位が正である濾過膜である請求項１から７いずれか１項記載の電着塗料回収システム。
【請求項９】
被塗装物の電着塗装が行われる電着槽と、電着塗装後の被塗装物の水洗が段階的に行われる少なくとも２つの水洗槽と、限外濾過膜または精密濾過膜からなり、前記電着槽内の電着塗料を含む電着溶液の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の前記水洗槽と前記電着槽とに供給する第１の濾過膜とを用い、前記最終段の水洗槽から水洗後の水が前記電着槽側の水洗槽および前記電着槽に順に供給される電着塗料回収方法であって、
前記電着槽内の前記電着溶液および前記水洗槽内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を、逆浸透膜からなる第２の濾過膜によって濾過し、
該濾過によって得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、前記最終段の水洗槽と前記電着槽および前記最終段の水洗槽以外の水洗槽の何れかに供給し、
前記第１の濾過膜によって濾過された濾液および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量をそれぞれ調整することを特徴とする電着塗料回収方法。
【請求項１０】
限外濾過膜又は精密濾過膜からなる第３の濾過膜を用い、前記少なくとも２つの水洗槽のいずれかの水洗漕内の水洗後の水を濾過し、該濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、前記第２の濾過膜と前記最終段の水洗槽よりも前記電着槽側の水洗槽に供給することを特徴とする請求項９記載の電着塗料回収方法。
【請求項１１】
前記第１の濾過膜は、前記電着溶液の濾過により得られた濾液を前記第２の濾過膜にも供給することを特徴とする請求項９記載の電着塗料回収方法。
【請求項１２】
前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２が、１：２〜２：１となるように調整する請求項９から１１いずれか１項記載の電着塗料回収方法。
【請求項１３】
前記Ｖ１：Ｖ２が１：１となるように調整する請求項１２記載の電着塗料回収方法。
【請求項１４】
前記電着槽に最も近い前記水洗槽の水洗後の水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるように、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を調整する請求項９から１３いずれか１項記載の電着塗料回収方法。
【請求項１５】
前記最終段の水洗槽内の水洗後の水の電気伝導度を計測し、
該計測した電気伝導度に基づいて、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を自動的に調整する請求項１４記載の電着塗料回収方法。
【請求項１６】
前記第２の濾過膜が、ゼータ電位が正である濾過膜である請求項９から１５いずれか１項記載の電着塗料回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過膜を用いて濾過した濾過水によって電着対象の被塗装物の洗浄を行うとともに、洗浄によって洗い流された未電着塗料を回収して再使用する電着塗料回収システムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電着塗装は自動車ボディをはじめ、自動車部品、電機製品および建材等の塗装に幅広く用いられている。電着塗装システムは、被塗装物に電気化学的に塗膜を形成させる電着工程及び未電着塗料等を洗い落とすための洗浄工程、更には塗膜を硬化させるための焼き付け工程から構成されており、一般的に、水洗工程は、膜濾過濾液多段回収水洗工程と最終水洗工程とから構成されている。【０００３】
膜濾過濾液多段回収水洗工程は、電着槽内の塗料を濾過膜で濾過することによって得られる濾液を用いて被塗装物を洗浄し、被塗装物に物理的に付着した塗料を洗い落とすとともに、未電着塗料を電着槽に回収する工程である。また、最終水洗工程は、純水や浄水(工水)を用いて仕上げ洗浄を行なう工程であり、膜濾過濾液多段回収水洗工程で洗い落とせなかった微量の塗料や夾雑イオンが洗い落とされるが、洗浄に用いられた後の水は廃水として工程外に排出されている。【０００４】
図７は、従来の電着塗料回収システムの一例である。図７に示す１０１が電着槽であり、膜濾過濾液多段回収水洗工程は、スプレー型の第一水洗槽１０２、ディップ型の第二水洗槽１０３およびスプレー型の第三水洗槽１０４の３段で構成されている。また、最終水洗工程は、ディップ型の第一水洗槽１０５およびスプレー型の第二水洗槽１０６の２段で構成されている。スプレー型の水洗槽とは、被塗装物に水洗水をスプレーすることによって被塗装物の水洗を行うタイプの水洗槽である。一方、ディップ型の水洗槽は、スプレー型の水洗槽よりも水洗水の滞留量が多く、被塗装物を完全に水洗水中に浸漬することによって被塗装物の水洗を行うタイプの水洗槽である。【０００５】
被塗装物はコンベア（図示されていない）に装着されて、電着槽１０１に浸漬されて電着塗装された後、膜濾過濾液多段回収水洗工程の第一水洗槽１０２、第二水洗槽１０３、第三水洗槽１０４、最終水洗工程の第一水洗槽１０５および第二水洗槽１０６へと順に搬送され、水洗される。１０７は第一膜濾過装置である。電着液がライン１０８により電着槽１０１から第一膜濾過装置１０７に送られ、膜濾過される。膜を透過しない濃縮液はライン１０９により電着槽１０１に戻される。濾液はライン１１０により膜濾過濾液多段回収水洗工程の最終段、図７に示す例では第三水洗槽１０４に送られ、膜濾過濾液多段回収水洗工程の水洗水として用いられる。膜濾過濾液多段回収水洗工程の水洗水は第三水洗槽１０４から第二水洗槽１０３および第一水洗槽１０２へと順繰りにオーバーフローし、各水洗槽で水洗水として用いられた後、さらに第一水洗槽１０２から電着槽１０１にオーバーフローし、未電着塗料が回収される。最終水洗工程の第一水洗槽１０５には水洗水として純水または浄水（工水）がライン１１３から供給され、第二水洗槽１０６には純水または浄水（工水）がライン１１１から供給され、洗浄される。第二水洗槽１０６に供給された純水は第一水洗槽１０５にオーバーフローし、第一水洗槽１０５に供給された浄水とともにライン１１２から排出される。【０００６】
しかしながら、上述したような従来の電着塗料回収システムによる回収水洗方法は、多量の被塗装物に電着塗装した場合、各水洗槽中の未電着塗料の濃度が上昇するため、電着塗装施設外への塗料持ち出し量の増加、または、それを防ぐために、最終水洗工程における浄水および純水の使用量の増加および廃水処理負担の増大という問題を有していた。膜濾過濾液多段回収水洗工程の段数を増加すれば、この問題は解決できるが、設備費および設置スペースの増大という新たな問題が生じる。【０００７】
上述の問題を解決するために、特許文献１では、膜濾過濾液多段回収水洗工程の最初の段の回収水洗水を限外濾過膜で濾過し、得られた濾液を膜濾過濾液多段回収水洗工程の最後の段に供給することを提案している。しかし、この方法では、たとえば最初の段の水洗槽がスプレー型の水洗槽である場合、最初の段の回収水洗水を限外濾過して得られる濾液の量が少なく、最終段における未電着塗料の濃度が十分に低下しないという問題がある。【０００８】
また、特許文献２では、膜濾過濾液多段回収水洗工程の最初の段と最後の段との間に設けた水洗槽から回収水洗水を抜き出した後、限外濾過膜で濾過し、得られた濾液を膜濾過濾液多段回収水洗工程の最後の段に供給することを提案している。【０００９】
図８は、特許文献２に記載の電着塗料回収システムである。図８において、図７と同一の装置には同じ番号を付してある。図８に示す電着塗料回収システムは、図７に示した従来の電着塗料回収システムにおいて、ディップ型の第二水洗槽１０３に第二膜濾過装置１２０が新たに設けられていることが特徴であり、その他の点では図７に示した従来の電着塗料回収システムと同じである。第二膜濾過装置１２０には第二水洗槽液がライン１２２から供給され、膜を透過しない濃縮液はライン１２１により電着槽１０１に戻される。濾液は第三水洗槽１０４（膜濾過濾液多段回収水洗工程の最終段）にライン１２３によって供給され、ライン１１０によって供給される第一膜濾過装置１０７の濾液と共に水洗水として用いられる。【００１０】
また、特許文献３では、電着槽から抜き出した電着溶液を限外濾過膜で濾過し、得られた濾液を逆浸透膜で濾過し、その逆浸透膜で得られた濾液を膜濾過濾液多段回収水洗工程の最後の段に供給することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−２２４３９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−９９１５８号公報
【特許文献３】特開２００４−１４９８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、特許文献２に記載の電着塗料回収システムによれば、図７に示す従来の電着塗料回収システムと比較すれば、濾液多段回収水洗工程の最後の段に対して、より多くの水洗水を供給することができ、最終段の未電着塗料の濃度をより低下させることができる。これにより、電着塗装施設外への塗料持ち出し量を低減させることができる。すなわち、電着塗料の回収率を上げることができ、さらに最終水洗工程における浄水および純水の使用量を低減させることができる。【００１３】
しかしながら、発明者らによる実験によれば、図８に示す電着塗料回収システムでも、電着塗料の回収率は９７％にとどまり、さらなる改善が望まれていた。【００１４】
また、特許文献３に記載の電着塗料回収システムでは、逆浸透膜による濃縮液が、最初の段の水洗槽と最終段の水洗槽との間の水洗槽に戻されるが、濃縮液には、膜を通過しなかった夾雑イオンが多く含まれる。水洗槽に戻された夾雑イオンは、電着槽側に流れ、電着槽内に戻されることになる。この夾雑イオンは、被塗装物の電着前の前処理工程から持ち込まれるものであるため、多数の被塗装物を洗浄するうちに電着槽内の電着溶液の夾雑イオンの濃度が上昇し、これにより電着塗装の品質が悪化する問題がある。【００１５】
夾雑イオンとしては、アルカリイオン、金属イオンおよび硝酸根などがあるが、電着槽では、これらの夾雑イオンの中でも、特にアルカリイオンの変動が大きく、一般的には、アルカリイオンが３０ｐｐｍを超えると塗装品質が劣化することが知られている。アルカリイオンとしては、ＮａイオンおよびＫイオンがあるが、Ｋイオンは１ｐｐｍ程度と濃度が低いため、Ｎａイオンの濃度を管理することが特に重要である。【００１６】
本発明は、上述の問題に鑑みて、膜濾過濾液多段回収水洗工程において効率的に最終段の水洗水を増やすことにより塗料の回収率をさらに向上させることができ、かつ電着槽内に電着溶液に含まれるＮａイオン濃度の上昇を抑制し、これにより電着塗装の品質を向上させることができる電着塗料回収システムおよび方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の電着塗料回収システムは、被塗装物の電着塗装が行われる電着槽と、電着塗装後の被塗装物の水洗が段階的に行われる少なくとも２つの水洗槽と、限外濾過膜または精密濾過膜からなり、電着槽内の電着塗料を含む電着溶液の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の水洗槽と電着槽とに供給する第１の濾過膜と、電着槽内の電着溶液および水洗槽内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を供給する供給系と、逆浸透膜からなり、供給系から供給される濾過水の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の水洗槽と電着槽および最終段の水洗槽以外の水洗槽の何れかとに供給する第２の濾過膜と、第１の濾過膜によって濾過された濾液および第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量をそれぞれ調整する流量調整部とを備え、最終段の水洗槽から水洗後の水が電着槽側の水洗槽および電着槽に順に供給されることを特徴とする。【００１８】
また、上記本発明の電着塗料回収システムにおいて、供給系は、限外濾過膜又は精密濾過膜からなり、上記少なくとも２つの水洗槽のいずれかの水洗漕内の水洗後の水の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、供給系を介して第２の濾過膜と最終段の水洗槽よりも電着槽側の水洗槽に供給する第３の濾過膜を備えることができる。【００１９】
また、上記本発明の電着塗料回収システムにおいて、第１の濾過膜は、電着溶液の濾過により得られた濾液を、供給系を介して第２の濾過膜にも供給するようにできる。【００２０】
また、上記本発明の電着塗料回収システムにおいて、流量調整部は、第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２が、１：２〜２：１となるように調整することができる。【００２１】
また、上記本発明の電着塗料回収システムにおいて、流量調整部は、Ｖ１：Ｖ２が１：１となるように調整することが好ましい。【００２２】
また、上記本発明の電着塗料回収システムは、流量調整部は、電着槽に最も近い水洗槽の水洗後の水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるように、第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量および第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量を調整することができる。【００２３】
また、上記本発明の電着塗料回収システムは、最終段の水洗槽内の水洗後の水の電気伝導度を計測する計測部を備えることができ、流量調整部は、計測部によって計測された電気伝導度に基づいて、第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量および第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量を自動的に調整することができる。【００２４】
また、逆浸透膜は、ゼータ電位が正である濾過膜であることが好ましい。【００２５】
本発明の電着塗料回収方法は、被塗装物の電着塗装が行われる電着槽と、電着塗装後の被塗装物の水洗が段階的に行われる少なくとも２つの水洗槽と、限外濾過膜または精密濾過膜からなり、電着槽内の電着塗料を含む電着溶液の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の水洗槽と電着槽とに供給する第１の濾過膜とを用い、最終段の水洗槽から水洗後の水が電着槽側の水洗槽および電着槽に順に供給される電着塗料回収方法であって、電着槽内の電着溶液および水洗槽内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を、逆浸透膜からなる第２の濾過膜によって濾過し、その濾過によって得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の水洗槽と電着槽および最終段の水洗槽以外の水洗槽の何れかに供給し、第１の濾過膜によって濾過された濾液および第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量をそれぞれ調整することを特徴とする。【００２６】
また、上記本発明の電着塗料回収方法においては、限外濾過膜又は精密濾過膜からなる第３の濾過膜を用い、少なくとも２つの水洗槽のいずれかの水洗漕内の水洗後の水を濾過し、その濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、第２の濾過膜と最終段の水洗槽よりも電着槽側の水洗槽に供給することができる。【００２７】
また、上記本発明の電着塗料回収方法においては、第１の濾過膜は、電着溶液の濾過により得られた濾液を第２の濾過膜にも供給するようにできる。【００２８】
また、上記本発明の電着塗料回収方法において、第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２が、１：２〜２：１となるように調整することができる。【００２９】
また、上記本発明の電着塗料回収方法において、Ｖ１：Ｖ２は１：１となるように調整することが好ましい。【００３０】
また、上記本発明の電着塗料回収方法において、電着槽に最も近い水洗槽の水洗後の水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるように、第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量および第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量を調整することができる。【００３１】
また、上記本発明の電着塗料回収方法において、最終段の水洗槽内の水洗後の水の電気伝導度を計測し、その計測した電気伝導度に基づいて、第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量および第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量を自動的に調整することができる。【００３２】
また、上記本発明の電着塗料回収方法において、第２の濾過膜は、ゼータ電位が正である濾過膜であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の電着塗料回収システムおよび方法によれば、電着槽内の電着塗料を含む電着溶液を濾過する第１の濾過膜に加えて、電着槽内の電着溶液または水洗槽内の水洗後の水を限外濾過または精密濾過した濾液が供給される、逆浸透膜からなる第２の濾過膜を有する。【００３４】
そして、第１の濾過膜による濾過によって得られた濾液に加えて、第２の濾過膜による濾過によって得られた濾液が最終段の水洗槽に供給される。このように限外濾過または精密濾過した濾液をさらに逆浸透膜によって濾過し、その濾液を最終段の水洗槽に供給することによって、最終段の水洗水を増やすことができるとともに、未電着塗料を減らすことができる。よって、従来の電着塗料回収システムに比べ、塗料の回収率を大幅に増加させることができ、これにより、最終水洗工程の洗浄用の純水およびその排水を削減することができる。【００３５】
さらに、第２の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量および第１の濾過膜によって濾過された濾液の最終段の水洗槽への供給量を調整するようにしたので、電着槽内の電着溶液のＮａイオン濃度の上昇を抑制することができ、電着塗装の品質を向上させることができる。【００３６】
具体的には、逆浸透膜からなる第２の濾過膜による濾過を行うことによってＮａイオン濃度の高い濃縮液が電着槽または水洗槽に戻され、電着槽にＮａイオン濃度が蓄積されることになるが、その蓄積されたＮａイオンを含む電着溶液を第１の濾過膜によって濾過する際、Ｎａイオンを濾液側に逃すことができるので、電着槽内の電着溶液のＮａイオン濃度の上昇を抑制することができる。そして、Ｎａイオン濃度が低減された第２の濾過膜の濾液の最終段の水洗槽への供給量と、電着槽内の電着溶液のＮａイオンを含んだ第１の濾過膜の濾液の最終段の水洗槽への供給量とを調整することによって、システム全体でのＮａイオン濃度の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の電着塗料回収システムの第１の実施形態の概略構成を示す図
【図２】第１〜第３の濾過膜装置の構成を示す模式図
【図３】本発明の電着塗料回収システムの第２の実施形態の概略構成を示す図
【図４】第２の実施形態の電着塗料回収システムにおいて、第１の濾過膜装置の濾液の最終段の水洗槽への供給量と第２の濾過膜装置の濾液の最終段の水洗槽への供給量とを自動的に調整する場合の概略構成を示す図
【図５】第１の実施形態の電着塗料回収システムにおいて、第１の濾過膜装置の濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と第２の濾過膜装置の濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比が、１：１の場合の各部の流量およびＮａイオン濃度をそれぞれ示す図
【図６】第２の実施形態の電着塗料回収システムにおいて、第１の濾過膜装置の濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と第２の濾過膜装置の濾液の最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比が、１：１の場合の各部の流量およびＮａイオン濃度をそれぞれ示す図
【図７】従来の電着塗料回収システムの一例を示す図
【図８】従来の電着塗料回収システムの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の電着塗料回収システムおよび方法の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の電着塗料回収システム１の概略構成を示す模式図である。
【００３９】
本実施形態の電着塗料回収システム１は、図１に示すように、電着槽１０と、第１の水洗槽１１と、第２の水洗槽１２と、第３の水洗槽１３と、第４の水洗槽１４と、第５の水洗槽１５と、第１の濾過膜装置１６と、第２の濾過膜装置１８と、第３の濾過膜装置１７とを備えている。
【００４０】
電着槽１０は、車の車体、電機製品および建材などといった被塗装物の電着塗装が行われる槽である。電着槽１０内には、エポキシ系樹脂および顔料などからなる電着塗料と溶剤、有機酸および純水などとを含むカチオン電着溶液が収容されている。
【００４１】
第１の水洗槽１１、第２の水洗槽１２および第３の水洗槽１３は、膜濾過濾液多段回収水洗工程を行うためのものである。第１の水洗槽１１および第３の水洗槽１３は、スプレー型の水洗槽であり、第２の水洗槽１２は、ディップ型の水洗槽である。スプレー型の水洗槽とは、被塗装物に水洗水をスプレーすることによって被塗装物の水洗を行うタイプの水洗槽である。一方、ディップ型の水洗槽は、スプレー型の水洗槽よりも水洗水の滞留量が多く、被塗装物を完全に水洗水中に浸漬することによって被塗装物の水洗を行うタイプの水洗槽である。
【００４２】
第４の水洗槽１４および第５の水洗槽１５は、最終水洗工程を行うためのものである。第４の水洗槽１４は、ディップ型の水洗槽であり、第５の水洗槽１５は、スプレー型の水洗槽である。
【００４３】
第１の濾過膜装置１６は、限外濾過膜または精密濾過膜（第１の濾過膜に相当する）を備えたものである。限外濾過膜とは、平均孔径が０．００１μｍ〜０．０１μｍ程度の濾過膜であり、精密濾過膜とは、平均孔径が０．０１μｍ〜１０μｍ程度の濾過膜である。なお、限外濾過膜および精密濾過膜の平均孔径は、以下のようにして計測される。
【００４４】
まず、限外濾過膜または精密濾過膜を長さ方向に垂直な断面で切断する。走査型電子顕微鏡を用いて上記断面を極力多数の細孔の形状が明確に確認できる程度の倍率で撮影する。次に、電子顕微鏡画像のコピーの上に透明シートを重ね、黒いペン等を用いて細孔部分を黒く塗り潰し、透明シートを白紙にコピーすることにより、細孔部分は黒、非細孔部分は白と明確に区別する。その後、市販の画像解析ソフトを利用して任意に選んだ細孔１００個の孔径を求め、その相加平均値を出すことで平均孔径を算出する。画像解析ソフトは例えば三谷商事株式会社から販売されているソフトウェア“ＷｉｎＲｏｏｆ”を用いることができる。なお、孔径とは、細孔の円周上における任意の点から、該任意の点に対向する位置にある細孔の円周上の点とを結んだ距離を指す。
【００４５】
第１の濾過膜装置１６は、電着槽１０内の電着溶液を濾過するものであり、流路２０を介して電着槽１０から第１の濾過膜装置１６に電着溶液が供給される。第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水は、流路２１を介して膜濾過濾液多段回収水洗工程の最終段である第３の水洗槽１３に送水され、膜濾過濾液多段回収水洗工程の水洗水として用いられる。一方、第１の濾過膜装置１６において膜を透過しなかった濃縮液は、流路２２を介して電着槽１０に戻される。
【００４６】
図２は、第１の濾過膜装置１６の具体的な構成を示す模式図である。図２に示すように、第１の濾過膜装置１６は、限外濾過膜または精密濾過膜を有する中空糸膜モジュール１６ａと、中空糸膜モジュール１６ａに対して原水（電着溶液）を供給するためのポンプ１６ｂと、中空糸膜モジュール１６ａによって濾過された濾過水が一旦貯留されるタンク１６ｃとを備えている。タンク１６ｃに貯留された濾過水は、流路２１に設けられたポンプ３５によって吸引されて流路２１に供給される。
【００４７】
第３の濾過膜装置１７も、限外濾過膜または精密濾過膜（第３の濾過膜に相当する）を備えたものである。第３の濾過膜装置１７は、第２の水洗槽１２内の水洗水を濾過するものであり、流路２３を介して第２の水洗槽１２から第３の濾過膜装置１７に水洗水が供給される。そして、第３の濾過膜装置１７によって濾過された濾過水は、流路２４を介して後段に接続された第２の濾過膜装置１８に供給される。なお、本実施形態においては、第３の濾過膜装置１７および流路２４が、供給系に相当するものである。
【００４８】
一方、第３の濾過膜装置１７において膜を透過しなかった濃縮液は、流路２５を介して、第２の水洗槽１２よりも電着槽１０側に設けられた第１の水洗槽１１に戻される。なお、本実施形態においては、第３の濾過膜装置１７の濃縮液を第１の水洗槽１１に戻すようにしたが、電着槽１０に戻すようにしてもよい。さらに、本実施形態においては、第３の濾過膜装置１７に対して第２の水洗槽１２の水洗水を被濾過水として供給するようにしたが、第２の水洗槽１２以外の水洗水を被濾過水として供給するようにしてもよい。すなわち、第１の水洗槽１１の水洗水または第３の水洗槽１３の水洗水を第３の濾過膜装置１７に供給するようにしてもよい。
【００４９】
第３の濾過膜装置１７も、図２に示した第１の濾過膜装置１６の構成と同様であり、限外濾過膜または精密濾過膜を有する中空糸膜モジュールと、中空糸膜モジュールに対して原水を供給するためのポンプと、中空糸膜モジュールによって濾過された濾過水が一旦貯留されるタンクとを備えている。そして、タンクに貯留された濾過水は、第３の濾過膜装置１７が有するポンプによって吸引されて流路２４に供給される。
【００５０】
第２の濾過膜装置１８は、逆浸透膜（第２の濾過膜に相当する）を備えたものである。逆浸透膜（ＲＯ（Reverse Osmosis）膜）とは、ＮＦ（Nano filtration）膜よりも小さい平均孔径を有するものであり、塩排除率９０％以上の膜である。
【００５１】
第２の濾過膜装置１８は、上述したように流路２４を介して第３の濾過膜装置１７の濾過水が供給されるものである。第２の濾過膜装置１８は、第３の濾過膜装置１７の濾過水からさらにＮａイオンを含む夾雑イオンを除去するものである。そして、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水は、流路２６を介して膜濾過濾液多段回収水洗工程の最終段である第３の水洗槽１３に送水され、膜濾過濾液多段回収水洗工程の水洗水として用いられる。一方、第２の濾過膜装置１８において膜を透過しなかった濃縮液は、流路２７を介して第２の水洗槽１２に戻される。なお、本実施形態においては、第２の濾過膜装置１８の濃縮液を第２の水洗槽１２に戻すようにしたが、電着槽１０または第１の水洗槽１１に戻すようにしてもよい。
【００５２】
なお、第２の濾過膜装置１８は、中空糸モジュールの膜の種類が逆浸透膜であること以外は、図２に示した第１の濾過膜装置１６の構成と同様であり、逆浸透膜を有する中空糸膜モジュールと、中空糸膜モジュールに対して原水を供給するためのポンプと、中空糸膜モジュールによって濾過された濾過水が一旦貯留されるタンクとを備えている。そして、タンクに貯留された濾過水は、流路２６に設けられたポンプ３６によって吸引されて流路２６に供給される。
【００５３】
そして、上記のような構成の電着塗料回収システム１においては、被塗装物がコンベア（図示省略）に装着されて、電着槽１０に漬けて電着塗装された後、膜濾過濾液多段回収水洗工程の第１の水洗槽１１、第２の水洗槽１２および第３の水洗槽１３へと順に搬送されて水洗される。次いで、被塗装物は、最終水洗工程の第４の水洗槽１４および第５の水洗槽１５へと順に搬送されて水洗される。
【００５４】
膜濾過濾液多段回収水洗工程の水洗水は第３の水洗槽１３から第２の水洗槽１２および第１の水洗槽１１へと順繰りにオーバーフローし、各水洗槽で水洗水として用いられた後、さらに第１の水洗槽１１から電着槽１０にオーバーフローし、未電着塗料が回収される。
【００５５】
最終水洗工程の第４の水洗槽１４には水洗水として純水または浄水（工水）が流路４０から供給され、第５の水洗槽１５には純水または浄水（工水）が流路４１から供給され、洗浄される。第５の水洗槽１５に供給された純水は第４の水洗槽１４にオーバーフローし、第４の水洗槽１４に供給された浄水とともに流路４２から排出される。
【００５６】
また、電着塗料回収システム１は、上述したような膜濾過濾液多段回収水洗工程において、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量と、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量とを調整する流量調整部３０を備えている。
【００５７】
流量調整部３０は、第１の濾過膜装置１６に接続された流路２１に設けられた第１の弁機構３１および第１の流量計３２と、第２の濾過膜装置１８に接続された流路２６に設けられた第２の弁機構３３および第２の流量計３４とを備えている。第１の弁機構３１および第１の流量計３２によって、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量が調整され、第２の弁機構３３および第２の流量計３４によって、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量が調整される。濾過水の供給量の調整は、自動で行うようにしてもよいし、手動で行うようにしてもよい。
【００５８】
上記第１の実施形態の電着塗料回収システム１によれば、電着槽１０内の電着塗料を含む電着溶液を濾過する第１の濾過膜装置１６に加えて、第２の水洗槽１２内の水洗後の水を濾過する第３の濾過膜装置１７を有し、第３の濾過膜装置１７による濾過によって得られた濾液が逆浸透膜からなる第２の濾過膜装置１８に供給される。
【００５９】
そして、第１の濾過膜装置１６による濾過によって得られた濾液に加えて、第２の濾過膜装置１８による濾過によって得られた濾液が最終段の第３の水洗槽１３に供給される。このように第３の濾過膜装置１７によって濾過した濾液をさらに逆浸透膜からなる第２の濾過膜装置１８によって濾過し、その濾液を最終段の第３の水洗槽１３に供給することによって、最終段の水洗水を増やすことができるとともに、未電着塗料を減らすことができ、これにより塗料の回収率をさらに向上させることができる。
【００６０】
さらに、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾液の最終段の第３の水洗槽１３への供給量および第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾液の最終段の第３の水洗槽１３への供給量を調整するようにしたので、電着槽内の電着溶液のＮａイオン濃度の上昇を抑制することができ、電着塗装の品質を悪化させないようにできる。
【００６１】
具体的には、逆浸透膜からなる第２の濾過膜装置１８による濾過を行うことによってＮａイオン濃度の高い濃縮液が第２の水洗槽１２に戻され、これにより電着槽１０にＮａイオン濃度が蓄積されることになるが、その蓄積されたＮａイオンを含む電着溶液を第１の濾過膜装置１６によって濾過する際、Ｎａイオンを濾液側に逃すことができるので、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオン濃度の上昇を抑制することができる。そして、Ｎａイオン濃度が低減された第２の濾過膜装置１８の濾液の第３の水洗槽１３への供給量と、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオンを含んだ第１の濾過膜装置１６の濾液の第３の水洗槽１３への供給量とを調整することによって、システム全体でのＮａイオン濃度の上昇を抑制することができる。
【００６２】
また、流量調整部３０は、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ２とが、Ｖ１：Ｖ２＝１：２〜２：１となるように調整されることが望ましい。より好ましくは、Ｖ１：Ｖ２＝１：１である。このように第１の濾過膜装置１６の濾過水の供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８の濾過水の供給量Ｖ２との比率を制御することによって、塗装品質を悪化させるＮａイオンの蓄積を３０ｐｐｍ以下にすることができ、かつ塗料回収率を９７．２％以上にすることができる。
【００６３】
次に、本発明の電着塗料回収システムおよび方法の第２の実施形態について説明する。図３は、本実施形態の電着塗料回収システム２の概略構成を示す模式図である。
【００６４】
第２の実施形態の電着塗料回収システム２は、第１の実施形態の電着塗料回収システム２の第３の濾過膜装置１７を設けることなく、第１の濾過膜装置１６が、第３の濾過膜装置１７として兼用して用いられるものである。その他の構成については、第１の実施形態の電着塗料回収システム１と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００６５】
第１の濾過膜装置１６は、第１の実施形態と同様の構成であり、限外濾過膜または精密濾過膜を備えたものである。第１の濾過膜装置１６は、電着槽１０内の電着溶液を濾過するものであり、流路２０を介して電着槽１０から第１の濾過膜装置１６に電着溶液が供給される。そして、本実施形態の第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水は、流路５０および流路５１を介して膜濾過濾液多段回収水洗工程の最終段である第３の水洗槽１３に送水されるとともに、流路５２を介して第２の濾過膜装置１８に供給される。なお、本実施形態においては、第１の濾過膜装置１６および流路５２が、供給系に相当するものである。
【００６６】
第１の濾過膜装置１６において膜を透過しなかった濃縮液は、流路２２を介して電着槽１０に戻される。流路５１上には、第１の濾過膜装置１６のタンクに貯留された濾過水を吸引するためのポンプ３５が設けられている。
【００６７】
第２の濾過膜装置１８は、第１の実施形態と同様の構成であり、逆浸透膜を備えたものである。第２の濾過膜装置１８は、上述したように流路５２を介して第１の濾過膜装置１６の濾過水が供給されるものである。第２の濾過膜装置１８は、第１の濾過膜装置１６の濾過水からさらにＮａイオンを含む夾雑イオンを除去するものである。そして、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水は、流路２６を介して膜濾過濾液多段回収水洗工程の最終段である第３の水洗槽１３に送水され、膜濾過濾液多段回収水洗工程の水洗水として用いられる。一方、第２の濾過膜装置１８において膜を透過しなかった濃縮液は、流路２７を介して第２の水洗槽１２に戻される。なお、本実施形態においては、第２の濾過膜装置１８の濃縮液を第２の水洗槽１２に戻すようにしたが、電着槽１０または第１の水洗槽１１に戻すようにしてもよい。
【００６８】
また、第２の濾過膜装置１８のタンクに貯留された濾過水は、第１の実施形態と同様に、流路２６に設けられたポンプ３６によって吸引されて流路２６に供給される。
【００６９】
また、第２の実施形態の電着塗料回収システム２は、第１の実施形態の電着塗料回収システム１と同様に、膜濾過濾液多段回収水洗工程において、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量と、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量とを調整する流量調整部３０を備えている。流量調整部３０の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００７０】
上記第２の実施形態の電着塗料回収システム２によれば、電着槽１０内の電着塗料を含む電着溶液を濾過する第１の濾過膜装置１６に加えて、第１の濾過膜装置１６の濾液を濾過する逆浸透膜からなる第２の濾過膜装置１８を有する。
【００７１】
そして、第１の濾過膜装置１６による濾過によって得られた濾液に加えて、第２の濾過膜装置１８による濾過によって得られた濾液が最終段の第３の水洗槽１３に供給される。このように第１の濾過膜装置１６によって濾過した濾液をさらに逆浸透膜からなる第２の濾過膜装置１８によって濾過し、その濾液を最終段の第３の水洗槽１３に供給することによって、最終段の水洗水を増やすことができるとともに、未電着塗料の減らすことができ、これにより塗料の回収率をさらに向上させることができる。
【００７２】
さらに、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾液の最終段の第３の水洗槽１３への供給量および第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾液の最終段の第３の水洗槽１３への供給量を調整するようにしたので、電着槽内の電着溶液のＮａイオン濃度の上昇を抑制することができ、電着塗装の品質を維持させることができる。
【００７３】
具体的には、逆浸透膜からなる第２の濾過膜装置１８による濾過を行うことによってＮａイオン濃度の高い濃縮液が第２の水洗槽１２に戻され、これにより電着槽１０にＮａイオン濃度が蓄積されることになるが、その蓄積されたＮａイオンを含む電着溶液を第１の濾過膜装置１６によって濾過する際、Ｎａイオンを濾液側に逃すことができるので、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオン濃度の上昇を抑制することができる。そして、Ｎａイオン濃度が低減された第２の濾過膜装置１８の濾液の第３の水洗槽１３への供給量と、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオンを含んだ第１の濾過膜装置１６の濾液の第３の水洗槽１３への供給量とを調整することによって、システム全体でのＮａイオン濃度の上昇を抑制することができる。
【００７４】
第２の実施形態の流量調整部３０も、第１の実施形態と同様に、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ２とが、Ｖ１：Ｖ２＝１：２〜２：１となるように調整されることが望ましい。より好ましくは、Ｖ１：Ｖ２＝１：１である。第２の実施形態において、このように第１の濾過膜装置１６の濾過水の供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８の濾過水の供給量Ｖ２との比率を制御することによって、電着槽１０のＮａイオンの蓄積を３０ｐｐｍ以下にすることができ、かつ塗料回収率を９７．２％以上にすることができる。
【００７５】
なお、上記第１および第２の実施形態においては、流量調整部３０が、第１の濾過膜装置１６の濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８の濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ２との比率を調整することによって、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるようにしたが、Ｎａイオン濃度を計測し、その測定値に基づいて、第１の濾過膜装置１６の濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ１と第２の濾過膜装置１８の濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ２とを自動的に調整することによって、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるようにしてもよい。図４は、第２の実施形態の電着塗料回収システム２において、供給量Ｖ１と供給量Ｖ２とを自動調整するようにした場合の概略構成を示す図である。
【００７６】
具体的には、図４に示すように、第３の水洗槽１３内の水洗水の電気伝導度を計測する計測部６０と、計測部６０によって計測された電気伝導度に基づいて、第１の弁機構３１および第２の弁機構３３を制御する流量制御部３７とを設けるようにしてもよい。
【００７７】
計測部６０は、上述したように第３の水洗槽１３内の水洗水の電気伝導度を計測するものであり、Ｎａイオン濃度を直接計測するものではないが、Ｎａイオン濃度と電気伝導度とは相関があるので、電気伝導度を計測することによって、間接的にＮａイオン濃度を計測することができる。
【００７８】
流量制御部３７は、上述したように第１の弁機構３１および第２の弁機構３３を制御することによって、供給量Ｖ１および供給量Ｖ２を自動調整するものである。具体的には、流量制御部３７は、計測部６０によって計測されて電気伝導度の変化量に応じて、供給量Ｖ１および供給量Ｖ２を自動調整することによって、第３の水洗槽１３内の水洗水のＮａイオン濃度を所定の閾値範囲内に抑え、これにより電着槽１０内の電着溶液のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持するものである。なお、電気伝導度の変化量と供給量Ｖ１および供給量Ｖ２の調整量との関係については、予め実験などによって求めて設定するようにすればよい。
【００７９】
なお、図４は、第２の実施形態の電着塗料回収システム２に対して計測部６０および流量制御部３７を設けるようにしたが、第１の実施形態の電着塗料回収システム１に対して計測部６０および流量制御部３７を設けるようにしてもよい。
【００８０】
また、上記第１および第２の実施形態においては、第２の濾過膜装置１８の濾過膜として逆浸透膜を用いるようにしたが、この逆浸透膜としては、ゼータ電位が正であるものを用いることが好ましい。ゼータ電位が正である逆浸透膜を用いることによって、第１の実施形態の第３の濾過膜装置１７または第２の実施形態の第１の濾過膜装置１６の濾液中に含まれる樹脂成分等が逆浸透膜に付着するのを抑制することができる。たとえば、電着塗料として、ｐＨ（potential hydrogen）が５．０〜６．０のカチオン性の塗料を使用した場合、ｐＨが５．０〜６．０の場合にゼータ電位が正である逆浸透膜を使用することによって、電着塗料の逆浸透膜への付着を抑制することができ、これにより電着塗料の回収率を向上させることができるとともに、逆浸透膜の目詰まりを防止することができる。
【００８１】
ゼータ電位は、ゼータ電位測定装置（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製、ＥＫＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｋｉｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒ））によって計測することができる。具体的には、ゼータ電位の測定は、まず、逆浸透膜の中空糸を適当な長さに切り、直径２０ｍｍ,長さ５０ｍｍの円筒形のセルに詰め込む。そして、そのセルの両端に電極をセットし、セル内を塩化カリウム溶液に満たし、そのセルにゼータ電位測定装置により電場をかけることによって測定することができる。
【００８２】
なお、より好ましくはカチオン性の逆浸透膜である。
【００８３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。
【実施例１】
【００８４】
以下、上記第１の実施形態の電着塗料回収システム１による膜濾過濾液多段回収水洗工程の実施例について説明する。表１は、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ２とが、Ｖ１：Ｖ２＝１：１の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝１：１．５の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．０の場合、Ｖ１：Ｖ２＝１．５：１の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝２：１の場合の実施例を示すものである。なお、第１の濾過膜装置１６および第３の濾過膜装置１７の中空糸モジュールとしてＫＣＶ３０１０（旭化成社製）を用い、第２の濾過膜装置１８の中空糸モジュールとしてＲＥ４０４０ＢＬＦ（ウンジンケミカル社製）を用いた。
【表１】
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【００８５】
具体的には、表１においては、上述した各比率で膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合の第１〜第３の膜濾過装置１６，１８，１７における原水の流量およびＮａイオン濃度と濾過水の流量およびＮａイオン濃度と濃縮液の流量およびＮａイオン濃度と、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオン濃度と、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度と、第２の水洗槽１２内の水洗水のＮａイオン濃度と、第３の水洗槽１３内のＮａイオン濃度とを示している。なお、表１の各表のタイトル行を除き１行目から３行目までが、Ｎａイオン濃度（ｐｐｍ）を示しており、４行目から６行目までが、原水、濾液および濃縮液の流量（Ｌ／ｍｉｎ）を示している。【００８６】
また、図５は、表１におけるＶ１：Ｖ２＝１：１の場合の各部の流量およびＮａイオン濃度をそれぞれ示したものである。【００８７】
表１に示すＮａイオン濃度は、複数の被塗装物を表１に示す流量で複数回洗浄した場合における各洗浄後のＮａイオン濃度の平均値である。【００８８】
また、表１に示す「前処理」は、電着槽１０に被塗装物が投入される前に、被塗装物に対して施される処理であり、この「前処理」としては、被塗装物の表面に付着した油分を除去する脱脂工程と電着塗料を被塗装物に付着させるために被塗装物の表面処理をする化成工程とがある。そして、上述した脱脂工程で脱脂剤として添加されるＮａＯＨまたはＮａ塩が、被塗装物に付着して電着槽１０に持ち込まれる。表１に示す「前処理」における「原水流量」と「原水」のＮａイオン濃度は、電着槽１０に被塗装物が投入される際に、被塗装物に付着して電着槽１０内に持ち込まれるＮａＯＨまたはＮａ塩を含む液体の流量とその液体のＮａイオン濃度の平均値である。表１に示す実施例では、被塗装物に付着して電着槽１０に持ち込まれる液体の流量の平均値は１０Ｌ／ｍｉｎであり、そのＮａイオン濃度の平均値は６ｐｐｍであり、Ｎａイオン濃度の最大値は１０ｐｐｍであった。なお、被塗装物に付着して電着槽１０に持ち込まれる液体のＮａイオン濃度の平均値は、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオン濃度以下である。【００８９】
また、表１に示す「最終洗浄工程」における流量とＮａイオン濃度は、第３の水洗槽１３から最終洗浄工程の第４の水洗槽１４に被塗装物が投入される際に、第４の水洗槽１４内に被塗装物とともに持ち込まれる水洗水の流量とＮａイオン濃度の平均値である。表１に示す実施例では、最終洗浄工程に持ち込まれる水洗水の流量の平均値は１０Ｌ／ｍｉｎであり、Ｎａイオン濃度の平均値は６ｐｐｍであった。【００９０】
そして、表１および図５に示す各流量で、Ｖ１：Ｖ２＝１：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度が最も高くなり、Ｎａイオン濃度の平均値は１０ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１６ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。【００９１】
ここで、本実施例におけるＮａイオン濃度の測定方法について説明する。【００９２】
まず、塗料および顔料が含まれる電着溶液または水洗水については、遠心分離を行い、その上澄み液をサンプルとした。遠心分離は、１５０００ｒｐｍで２０分間行った。また、顔料の含まれていない水洗水については、遠心分離を使用することなく、そのままサンプルとした。２０ｃｃのポリエチレン製の瓶にサンプルを入れ、Ｎａイオン標準液の検量線に入るように純水で希釈した。【００９３】
上述したように作成したサンプル５０ｍｌに６０％の硝酸を２．５ｍｌ加え、ホットプレートにて１５０℃で加熱分解を行った。その後、放冷後に５０ｍｌに定容し、試験溶液とした。【００９４】
そして、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）（誘導結合プラズマ）発光分光分析法を用いてＮａイオン濃度の測定を行った。測定装置としては、パーキンエルマー社製のOptima 5300 DVを用いた。測定波長は５８９．５９２ｎｍ、出力は１３００ｋｗ、フィードガスはアルゴンガスを用い、プラズマ観測方向はラジアル方向とした。試験溶液を測定し、Ｎａイオン濃度が検量線以上の場合は検量線の範囲に入るよう希釈して再測定を行った。【００９５】
表１に戻り、Ｖ１：Ｖ２＝１：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程および最終水洗工程行った場合、塗料回収率は９８％であった。塗料回収率は、下式により算出した。下式のＮＶ（Non-Volatile）（塗料加熱残分）は、ＪＩＳＫ５６０１−１−２によって測定した値である。
塗料回収率＝｛１−（第３の水洗槽１３のＮＶ／電着槽１０のＮＶ）｝×１００【００９６】
また、表１に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：１．５に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は１１ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１８ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９８．５％であった。【００９７】
また、表１に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．０に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は１８ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は２９ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９９％であった。【００９８】
また、表１に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１．５：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は８．７ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１４ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９７．７％であった。【００９９】
また、表１に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝２：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は７．２ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１２ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９７．２％であった。【０１００】
表１に示す実施例の結果から、Ｖ１：Ｖ２＝１：２〜２：１とした場合、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができ、かつ塗料回収率を９７．２％以上にすることができた。【０１０１】
次に、表２は、比較例を示すものであり、Ｖ１：Ｖ２＝１：０の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．１の場合の各部の流量およびＮａイオン濃度を示している。なお、表２に示す「前処理」および「最終洗浄工程」の「原水流量」および「原水」のＮａイオン濃度の意味は、上述した実施例と同様である。また、Ｎａイオン濃度とＮＶの測定方法も実施例と同様である。
【表２】
2016103732.tif 000004
【０１０２】
表２に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：０に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、すなわち第１の濾過膜装置１６の濾過水のみを第３の水洗槽１３に供給した場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は６．２ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１０ｐｐｍであった。すなわち、Ｎａイオン濃度は、３０ｐｐｍ以下に維持することができた。しかしながら、第２の濾過膜装置１８による未電着塗料の回収効果を得ることができないので、塗料回収率は９５．４％となり、実施例と比較すると非常に悪い値となった。【０１０３】
また、表２に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、すなわち、第２の濾過膜装置１８の濾液の供給量を第１の濾過膜装置１６の濾液の供給量の２倍以上とした場合、Ｎａイオンを含む濃縮液の戻し量も増え、これにより第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は２０ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は３４ｐｐｍであった。すなわち、継続して洗浄を行った場合、電着槽１０のＮａイオン濃度は、３０ｐｐｍを超えることがわかった。ただし、塗料回収率は９９．５％であった。【０１０４】
以下、上記第２の実施形態の電着塗料回収システム２による膜濾過濾液多段回収水洗工程の実施例について説明する。表３は、第１の濾過膜装置１６によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ１と、第２の濾過膜装置１８によって濾過された濾過水の第３の水洗槽１３への供給量Ｖ２とが、Ｖ１：Ｖ２＝１：１の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝１：１．５の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．０の場合、Ｖ１：Ｖ２＝１．５：１の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝２：１の場合の実施例を示すものである。なお、第１の濾過膜装置１６の中空糸モジュールとしてＫＣＶ３０１０（旭化成社製）を用い、第２の濾過膜装置１８の中空糸モジュールとしてＲＥ４０４０ＢＬＦ（ウンジンケミカル社製）を用いた。
【表３】
2016103732.tif 000005
【０１０５】
表３においては、上述した各比率で膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合の第１および第２の膜濾過装置１６，１８における原水の流量およびＮａイオン濃度と濾過水の流量およびＮａイオン濃度と濃縮液の流量およびＮａイオン濃度と、流路５１における濾過水の流量およびＮａイオン濃度と、電着槽１０内の電着溶液のＮａイオン濃度と、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度と、第２の水洗槽１２内の水洗水のＮａイオン濃度と、第３の水洗槽１３内のＮａイオン濃度とを示している。【０１０６】
また、図６は、表３におけるＶ１：Ｖ２＝１：１の場合の各部の流量およびＮａイオン濃度をそれぞれ示したものである。【０１０７】
表３に示すＮａイオン濃度は、第１の実施形態と同様に、複数の被塗装物を表１に示す流量で洗浄した場合における各洗浄後のＮａイオン濃度の平均値である。なお、表３に示す「前処理」および「最終洗浄工程」の流量およびＮａイオン濃度の意味も、第１の実施形態の実施例と同様である。また、Ｎａイオン濃度とＮＶの測定方法も、第１の実施形態の実施例と同様である。【０１０８】
そして、表３および図６に示す各流量で、Ｖ１：Ｖ２＝１：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度が最も高くなり、Ｎａイオン濃度の平均値は１０ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１６ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。【０１０９】
また、表３に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：１．５に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は１１ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１８ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９８．５％であった。【０１１０】
また、表３に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．０に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は１８ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は２９ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９９％であった。【０１１１】
また、表３に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１．５：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は８．７ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１４ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９７．７％であった。【０１１２】
また、表３に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝２：１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は７．２ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１２ｐｐｍであった。すなわち、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができた。また、塗料回収率は９７．２％であった。【０１１３】
表３に示す実施例の結果から、第１の実施形態の電着塗料回収システム２においても、Ｖ１：Ｖ２＝１：２〜２：１とした場合、電着槽１０のＮａイオン濃度を３０ｐｐｍ以下に維持することができ、かつ塗料回収率を９７．２％以上にすることができた。【０１１４】
次に、表４は、比較例を示すものであり、Ｖ１：Ｖ２＝１：０の場合と、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．１の場合の各部の流量およびＮａイオン濃度を示している。なお、表４に示す「前処理」および「最終洗浄工程」の流量およびＮａイオン濃度の意味も、上述した実施例と同様である。また、Ｎａイオン濃度とＮＶの測定方法も実施例と同様である。
【表４】
2016103732.tif 000006
【０１１５】
表４に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：０に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、すなわち流路５１側の濾過水のみを第３の水洗槽１３に供給した場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は６．２ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合でも、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は１０ｐｐｍであった。すなわち、Ｎａイオン濃度は、３０ｐｐｍ以下に維持することができた。しかしながら、第２の濾過膜装置１８による未電着塗料の回収効果を得ることができないので、塗料回収率は９５．４％となり、実施例と比較すると非常に悪い値となった。【０１１６】
また、表４に示すように、Ｖ１：Ｖ２＝１：２．１に調整して膜濾過濾液多段回収水洗工程を行った場合、すなわち、第２の濾過膜装置１８の濾液の供給量を第１の濾過膜装置１６の濾液の供給量の２倍以上とした場合、Ｎａイオンを含む濃縮液の戻し量も増え、これにより第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の平均値は２０ｐｐｍであった。また、前処理から持ち込まれる化成液のＮａイオン濃度が、最大値で１０ｐｐｍである場合、第１の水洗槽１１内の水洗水のＮａイオン濃度の最大値は３４ｐｐｍであった。すなわち、継続して洗浄を行った場合、電着槽１０のＮａイオン濃度は、３０ｐｐｍを超えることがわかった。ただし、塗料回収率は９９．５％であった。
【図１】
2016103732.tif 000007
【図２】
2016103732.tif 000008
【図３】
2016103732.tif 000009
【図４】
2016103732.tif 000010
【図５】
2016103732.tif 000011
【図６】
2016103732.tif 000012
【図７】
2016103732.tif 000013
【図８】
2016103732.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月21日(2016.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物の電着塗装が行われる電着槽と、
電着塗装後の被塗装物の水洗が段階的に行われる少なくとも２つの水洗槽と、
限外濾過膜または精密濾過膜からなり、前記電着槽内の電着塗料を含む電着溶液の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の前記水洗槽と前記電着槽とに供給する第１の濾過膜と、
前記電着槽内の前記電着溶液および前記水洗槽内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を供給する供給系と、
逆浸透膜からなり、前記供給系から供給される前記濾過水の濾過により得られた濾液を前記最終段の水洗槽に、濃縮液を前記電着槽もしくは前記最終段の水洗槽以外の水洗槽に供給する第２の濾過膜と、
前記第１の濾過膜によって濾過された濾液および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量をそれぞれ調整する流量調整部とを備え、
前記最終段の水洗槽から水洗後の水が前記電着槽側の水洗槽および前記電着槽に順に供給されることを特徴とする電着塗料回収システム。
【請求項２】
前記供給系は、限外濾過膜又は精密濾過膜からなり、前記少なくとも２つの水洗槽のいずれかの水洗漕内の水洗後の水の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、前記供給系を介して前記第２の濾過膜と前記最終段の水洗槽よりも前記電着槽側の水洗槽に供給する第３の濾過膜を有することを特徴とする請求項１記載の電着塗料回収システム。
【請求項３】
前記第１の濾過膜は、前記電着溶液の濾過により得られた濾液を、前記供給系を介して前記第２の濾過膜にも供給することを特徴とする請求項１記載の電着塗料回収システム。
【請求項４】
前記流量調整部が、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２が、１：２〜２：１となるように調整する手段である請求項１から３いずれか１項記載の電着塗料回収システム。
【請求項５】
前記流量調整部が、前記Ｖ１：Ｖ２が１：１となるように調整する手段である請求項４記載の電着塗料回収システム。
【請求項６】
前記流量調整部が、前記電着槽に最も近い前記水洗槽の水洗後の水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるように、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を調整する手段である請求項１から５いずれか１項記載の電着塗料回収システム。
【請求項７】
前記最終段の水洗槽内の水洗後の水の電気伝導度を計測する計測部を備え、
前記流量調整部が、前記計測部によって計測された電気伝導度に基づいて、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を自動的に調整する手段である請求項６記載の電着塗料回収システム。
【請求項８】
前記第２の濾過膜が、ゼータ電位が正である濾過膜である請求項１から７いずれか１項記載の電着塗料回収システム。
【請求項９】
被塗装物の電着塗装が行われる電着槽と、電着塗装後の被塗装物の水洗が段階的に行われる少なくとも２つの水洗槽と、限外濾過膜または精密濾過膜からなり、前記電着槽内の電着塗料を含む電着溶液の濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、最終段の前記水洗槽と前記電着槽とに供給する第１の濾過膜とを用い、前記最終段の水洗槽から水洗後の水が前記電着槽側の水洗槽および前記電着槽に順に供給される電着塗料回収方法であって、
前記電着槽内の前記電着溶液および前記水洗槽内の水洗後の水のいずれか一方を限外濾過または精密濾過した濾過水を、逆浸透膜からなる第２の濾過膜によって濾過し、
該濾過によって得られた濾液を前記最終段の水洗槽に、濃縮液を前記電着槽もしくは前記最終段の水洗槽以外の水洗槽に供給し、
前記第１の濾過膜によって濾過された濾液および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量をそれぞれ調整することを特徴とする電着塗料回収方法。
【請求項１０】
限外濾過膜又は精密濾過膜からなる第３の濾過膜を用い、前記少なくとも２つの水洗槽のいずれかの水洗漕内の水洗後の水を濾過し、該濾過により得られた濾液と濃縮液とをそれぞれ、前記第２の濾過膜と前記最終段の水洗槽よりも前記電着槽側の水洗槽に供給することを特徴とする請求項９記載の電着塗料回収方法。
【請求項１１】
前記第１の濾過膜は、前記電着溶液の濾過により得られた濾液を前記第２の濾過膜にも供給することを特徴とする請求項９記載の電着塗料回収方法。
【請求項１２】
前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ１と前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量Ｖ２との比Ｖ１：Ｖ２が、１：２〜２：１となるように調整する請求項９から１１いずれか１項記載の電着塗料回収方法。
【請求項１３】
前記Ｖ１：Ｖ２が１：１となるように調整する請求項１２記載の電着塗料回収方法。
【請求項１４】
前記電着槽に最も近い前記水洗槽の水洗後の水のＮａイオン濃度が３０ｐｐｍ以下となるように、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を調整する請求項９から１３いずれか１項記載の電着塗料回収方法。
【請求項１５】
前記最終段の水洗槽内の水洗後の水の電気伝導度を計測し、
該計測した電気伝導度に基づいて、前記第１の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量および前記第２の濾過膜によって濾過された濾液の前記最終段の水洗槽への供給量を自動的に調整する請求項１４記載の電着塗料回収方法。
【請求項１６】
前記第２の濾過膜が、ゼータ電位が正である濾過膜である請求項９から１５いずれか１項記載の電着塗料回収方法。
【国際調査報告】
2016103732.tif 000015
2016103732.tif 000016
2016103732.tif 000017
2016103732.tif 000018