(57)【要約】【課題】合金製被塗装物の化成処理後の水洗工程において排出される洗浄水を再利用するに際し、使用済み洗浄水の汚れに起因する塗料付着性不良の発生を抑制することができ、且つ洗浄水の再利用にかかるコストを低減することができる洗浄水の再利用方法および再利用システムを提供すること。【解決手段】少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用方法であって、前記使用済み洗浄水を活性炭を充填した活性炭塔に通液する工程と、前記工程で活性炭塔に通液した使用済み洗浄水を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔に通液する工程と、前記２工程を経て精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定し、該ＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する工程とを具備する、洗浄水の再利用方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用方法であって、前記使用済み洗浄水を活性炭を充填した活性炭塔に通液する工程と、前記工程で活性炭塔に通液した使用済み洗浄水を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔に通液する工程と、前記２工程を経て精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定し、該ＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する工程とを具備する、洗浄水の再利用方法。
【請求項２】
前記所定値がＴＯＣ濃度について１０ｍｇ／Ｌであり、シリコン含有量について５ｍｇ／Ｌである、請求項１に記載の洗浄水の再利用方法。
【請求項３】
少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用システムであって、活性炭を充填した活性炭塔と、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔と、前記活性炭塔および混床樹脂塔を通過し精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定する手段と、前記手段により測定されたＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する制御手段とを具備する、洗浄水の再利用システム。
【請求項４】
前記所定値がＴＯＣ濃度について１０ｍｇ／Ｌであり、シリコン含有量について５ｍｇ／Ｌである、請求項３に記載の洗浄水の再利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄した際に排出される洗浄水の再利用方法及び再利用システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製品、例えば、車両用ホイールを塗装するに際し、主塗装と合金との塗装付着性を向上させるため、前処理として該合金の表面にクロメート処理を行い化成被膜を施している。
【０００３】
化成被膜の水洗浄においては、従来、使用済み洗浄水を再利用することが行われている。使用済み洗浄水の再利用手段としては、使用済み洗浄水をイオン交換樹脂部材を用いて精製しこれを再利用するというものであり、使用済み洗浄水を、洗浄部とイオン交換樹脂部材との間を循環させ、精製された洗浄水を再利用していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上述した使用済み洗浄水の再利用手段は、イオン交換樹脂部材を通液する洗浄水の精製度を考慮することなくこれを単に循環させ再利用するものであり、イオン交換樹脂の交換容量を越えることによる使用済み洗浄水の汚れに起因する塗装付着性不良や、イオン交換樹脂の交換容量未満での交換による無駄が生じていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−５４５９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、合金製被塗装物の化成処理後の水洗工程において排出される洗浄水を再利用するに際し、使用済み洗浄水の汚れに起因する塗料付着性不良の発生を抑制することができ、且つイオン交換樹脂を効率的に使用することにより洗浄水の再利用にかかるコストを低減することができる洗浄水の再利用方法および再利用システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、イオン交換樹脂部材により精製される使用済み洗浄水の成分に着目し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、洗浄水の再利用方法に係わり、少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用方法であって、前記使用済み洗浄水を活性炭を充填した活性炭塔に通液する工程と、前記工程で活性炭塔に通液した使用済み洗浄水を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔に通液する工程と、前記２工程を経て精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定し、該ＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する工程とを具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、洗浄水の再利用システムに係わり、少なくともマグネシウム及び／又はアルミニウムを含有する合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水の再利用システムであって、活性炭を充填した活性炭塔と、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とを充填した混床樹脂塔と、前記活性炭塔および混床樹脂塔を通過し精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定する手段と、前記手段により測定されたＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記ＴＯＣ濃度の所定値は１０ｍｇ／Ｌであることが好ましく、また前記シリコン含有量の所定値は５ｍｇ／Ｌであることが好ましい。
【００１１】
ここで「ＴＯＣ濃度」とは、全有機炭素量（Ｔｏｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ）の略で、排水（使用済み洗浄水）中の有機成分含有量を示すものである。
【００１２】
これまで洗浄水の再利用に関し洗浄水の精製度と塗装付着性不良との関係について詳細に検討されたことはなかったところ、本発明により初めて両者の関係が明確に規定され、これにより化成処理皮膜洗浄水の再利用において被洗浄物の塗装付着性を向上させることが可能となった。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、合金製被塗装物に施された化成被膜の洗浄に使用される洗浄水の再利用に関し、再利用される洗浄水の精製度に着目して開発されたものであり、該洗浄水中のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが被塗装物の塗装付着性に極めて重要な影響を及ぼすとの極めて重要な知見に基づき完成された。
【００１４】
すなわち、本発明に係る洗浄水の再利用方法は、合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水であって、活性炭塔及び混床樹脂塔に通液され精製された洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定し、該ＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る洗浄水の再利用システムは、合金製被塗装物に施された化成被膜を洗浄する工程から排出された使用済み洗浄水を精製するための活性炭塔と混床樹脂塔とを具備し、更に該活性炭塔および混床樹脂塔に通液され精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量とを測定する手段と、前記手段により測定されたＴＯＣ濃度とシリコン含有量とが各々所定値以下である場合に該使用済み洗浄水を化成被膜の洗浄水として再利用する制御手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１６】
化成処理前の合金表面は、製造工程で生じる酸化膜、水酸化膜、油膜が付着しており、かかる合金表面の汚れを予め洗浄しておかないと塗装工程において不良率が上がってしまうことから、これらの汚れを除去するために塩素系溶剤、石油系溶剤、界面活性剤等を含有する処理剤が使用される。従って、化成被膜洗浄後の使用済み洗浄水中には、酸化膜、水酸化膜、油膜、塩素系溶剤、石油系溶剤、界面活性剤等の汚染物質が含まれている。
【００１７】
このような使用済み洗浄水は、活性炭塔および混床樹脂塔に通液することにより精製されるが、本発明において化成被膜の洗浄水として再利用することができる使用済み洗浄水の精製度の基準は、上述した通り、洗浄水中のＴＯＣ濃度とシリコン含有量であり、好ましくはＴＯＣ濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下で、且つシリコン含有量が５ｍｇ／Ｌ以下である。活性炭塔および混床樹脂塔を通過して精製された使用済み洗浄水のＴＯＣ濃度及びシリコン含有量が前記範囲である限り洗浄水として再利用しても塗料付着性不良の発生を抑制することができ、一方かかる範囲を超えるまで活性炭塔および混床樹脂塔を使用し続けることができるため、交換容量未満での交換による無駄が防止できコストを低減することも可能となる。
【００１８】
使用済み洗浄水に含有される有機物成分を除去するために本発明において用いられる活性炭は特に限定されるものではなく、粒状、粉末状、繊維状等任意の形状のものを使用することができる。安価で圧力損失がより少ない観点からは粒状活性炭を好適に使用することができる。
【００１９】
また、本発明において用いられる混床樹脂塔についても特に限定されるものではなく、排水汚染物質またはその汚染程度に応じて使い分けることができる。混床樹脂塔としては、一般的に、
１）強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
２）強酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
３）弱酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
４）弱酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂との組み合わせ
が挙げられる。１）の混床樹脂塔は、高純水を得る場合に最も好ましい。２）の混床樹脂塔は、強酸性陽イオン交換樹脂に通液した後、弱塩基性インイオン交換樹脂に通益する複床式に比べ高い精製度の水が得られる。３）の混床樹脂塔は、弱酸性用イオン交換樹脂に通液した後、強塩基性陰イオン交換樹脂に通液する複床式に比べ高い精製度の水が得られる。４）の混床樹脂塔は、いくらかの脱塩能力を有し、塩を含む排水の場合高い精製度の水が得られる。本発明において、これらの混床塔は、上述の通り、排水汚染物質またはその汚染程度に応じて使い分けることができる。
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を示した図面を参照しながら、本発明を更に詳細に説明する。
図１において、１は洗浄タンク群を表し、該洗浄タンク群１は主洗浄タンク１−１、副洗浄タンク１−２、ミスト洗浄タンク１−３の順で配置され構成される。化成処理後の化成皮膜が付着した合金はこの順で洗浄され、次工程の塗装工程に移動する。
【００２１】
洗浄水は矢印方向の流路で回流する。主洗浄タンク１−１から排出された洗浄液は、流路ａを通りポンプ２を経由して流路ｂを通り活性炭が充填された活性炭塔３に通液される。活性炭塔３では洗浄液に含有される有機物が回収される。次いで洗浄液は流路ｃを通り陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とが充填された混床樹脂塔４に通液され、ここでは洗浄水中に含有される陽イオン及び陰イオンが吸着除去される。その後、洗浄水は流路ｄを通り、水質測定器５による水質監視下において流路ｅを通り、ミスト洗浄部１−３で洗浄水として再利用される。
【００２２】
水質測定器５においては、常時ＴＯＣ濃度とシリコン含有量が測定され、活性炭塔３及び混床樹脂塔４を通過した洗浄水の精製度が監視されている。水質測定器５により洗浄水中のＴＯＣ濃度あるいはシリコン含有量のいずれか一方について許容値を超えた値が測定された場合には、バルブ７、８を開け、バルブ９を閉じ、系外の排水処理施設へ洗浄水を排出する。その後、バルブ８、９及び１０を閉じ、バルブ７を開け、高純水タンク６に用意した規定量の高純水を系内に導入し、洗浄水の入れ替えを行う。洗浄水の入れ替え後に、バルブ７を閉じ、バルブ９、１２及び１３を開け、洗浄水を流路ｈに導くことにより、別系統に準備された活性炭塔１４及び混床樹脂塔１５に切り替えて操業する。
【００２３】
【実施例】
被洗浄物の塗装付着性と、再利用される洗浄水のＴＯＣ濃度並びにシリコン含有量との関係について詳細な検討を行った。洗浄水のＴＯＣ濃度とシリコン含有量を変えて洗浄した後に、本塗装を施した合金の塗装膜表面状態評価を行った結果を表１に示す。
【００２４】
［塗装膜表面状態評価］
表面状態の評価は、ＪＩＳ  Ｋ５４００（塗料一般試験方法：耐水性テスト）およびＪＩＳ  Ｋ５４００（塗料一般試験方法：耐湿性テスト）を実施した結果であり、表中の記号は以下の評価基準を示す。
【００２５】
◎：両評価方法のいずれにおいても変化が全く認められなかったもの。
【００２６】
○：両評価方法のいずれにおいてもほぼ変化がなかったもの。
【００２７】
×：両評価方法のいずれか、または両方において、白化・剥離が見られたもの。
【００２８】
耐水性テスト：テストピースを常温で水に２００時間浸漬し、基盤目状に傷をつけテーピングテストを行うもの。
【００２９】
耐湿性テスト：テストピースを湿度９０％、温度４５〜５０℃の環境に２００時間保持し、その後基盤目状に傷をつけテーピングテストを行うもの。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１の結果より、再利用される洗浄水のＴＯＣ濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下で、且つシリコン含有量が５ｍｇ／Ｌ以下である場合に、塗装膜の表面状態が良好であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄水の再利用システムの好適な一態様を示す説明図。
【符号の説明】１・・・洗浄タンク群、１−１・・・主洗浄タンク、１−２・・・副洗浄タンク、１−３・・・ミスト洗浄タンク、２・・・ポンプ、３，１４・・・活性炭塔、４，１５・・・混床樹脂塔、５・・・水質測定器、６・・・高純水タンク、７〜１３・・・バルブ、ａ〜ｄ・・・流路
【図１】
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