(57)【要約】【課題】脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程における水洗工程で使用され、簡便であり、かつ洗浄水に含まれる固形物を、形成される塗膜の外観に悪影響を与えない程度まで粉砕させる手段等を提供すること。【解決手段】脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられる水洗工程で使用される水洗装置１であって、水洗装置１は、洗浄に使用した後の洗浄水を貯留する貯留槽２を備え、貯留槽２が、前記洗浄水をラインミキサー４で処理した後に貯留槽２及び／又は他の貯留槽に送液する回生ライン３を備え、ラインミキサー４が内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備える水洗装置１を使用する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられる水洗工程で使用される水洗装置であって、
前記水洗装置は、洗浄に使用した後の洗浄水を貯留する貯留槽を備え、
前記貯留槽が、前記洗浄水をラインミキサーで処理した後に前記貯留槽及び／又は他の貯留槽に送液する回生ラインを備え、
前記ラインミキサーが内部に管状の液体流路を備え、
前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備え、
前記ラインミキサーに前記洗浄水が供給される際の送液圧力が、０．０５〜０．５ＭＰａである水洗装置。
【請求項２】
前記水洗工程が、前記洗浄水の一部を前記水洗装置の外部に排出し、排出された洗浄水に相当する分の給水を受ける非閉鎖系水洗工程である請求項１記載の水洗装置。
【請求項３】
極液及び電極を内部に収容する極液箱と、
前記極液箱に収容された極液を、前記極液箱の外部に送液し、所定の処理を行った後に前記極液箱に返送する循環装置と、を備える電着塗装装置であって、
前記循環装置が前記極液の流路にラインミキサーを備え、
前記ラインミキサーが内部に管状の液体流路を備え、
前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備え、
前記ラインミキサーに前記極液が供給される際の送液圧力が、０．０５〜０．５ＭＰａである電着塗装装置。
【請求項４】
脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられ、使用した洗浄水を同じ工程又は他の工程で再使用する水洗工程において、
内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備えるラインミキサーに再使用される洗浄水を通過させ、
前記ラインミキサーに前記洗浄水が供給される際の送液圧力を０．０５〜０．５ＭＰａとすることにより、再使用される洗浄水に含まれる固形物を粉砕処理する方法。
【請求項５】
前記水洗工程が、前記洗浄水の一部を前記水洗工程の系外に排出し、排出された洗浄水に相当する分の給水を前記水洗工程の系内に受ける非閉鎖系水洗工程である、請求項４記載の方法。
【請求項６】
極液及び電極を内部に収容する極液箱と、前記極液を前記極液箱の内部と外部との間で循環させる循環装置と、を備えた電着塗装装置において、
内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備えるラインミキサーに循環する極液を通過させ、
前記ラインミキサーに前記極液が供給される際の送液圧力を０．０５〜０．５ＭＰａとすることにより、循環する極液に含まれる固形物を粉砕処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水洗装置及び電着塗装装置に関する。さらに詳しくは、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられる水洗工程で使用される水洗装置、及び電着塗装装置に関する。また、本発明は、これら水洗装置又は電着塗装装置を使用した、洗浄水又は極液に含まれる固形物の粉砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車又は一般工業用の塗装ラインには、金属基材に塗装を行う前処理工程として、金属基材に付着した油脂を除去する脱脂工程が含まれ、また、金属基材に防錆性を付与する化成処理工程が含まれる。これらの各工程に続く段階では、脱脂や化成処理で使用した薬品を金属基材の表面から洗い流すための洗浄工程が設けられるのが一般的である。また、この塗装ラインが電着塗装ラインである場合、金属基材に電着塗装を行った後、形成された塗膜の表面に付着した余分な塗料を洗い流すために水洗工程が設けられる。
【０００３】
このような水洗工程において、洗浄水は貯留槽に蓄えられ、この貯留槽に被洗浄対象物を浸漬して洗浄したり、貯留槽から汲み上げた洗浄水をシャワーとして被洗浄対象物に散布した後に、使用後の洗浄水を再び貯留槽に戻したりする場合がある。この場合、洗浄水は、一部貯留槽に新たに注ぎ足されたものを除いて、その大部分が再利用される。すると、洗浄水は、繰り返し使用される間に、化成処理の際に生じたスラッジやゲル化した塗料等といった工程由来の固形物の他、バクテリア、カビ、藻、スライム等といった生物由来の固形物を含むようになる。このような固形物が、洗浄工程後に金属基材の表面に付着し、塗装工程における塗膜に取り込まれると、塗装後の製品の外観を悪化させる一因となる。そこで、このような固形物を除去するための一例として、貯留槽に蓄えられた洗浄水を循環ラインにより循環させ、その循環ラインの途中にフィルター装置が設置される場合がある。固形物は、このフィルター装置によって除去され、洗浄水における固形物の量が常に一定水準以下に保たれる。
【０００４】
しかしながら、フィルター装置により洗浄水に含まれる、このような塗装品質に悪影響を与える固形物を除去する方法では、捕捉された固形物によりフィルター装置が目詰まりし、徐々に装置の入口と出口との差圧が大きくなってくるためにフィルターを頻繁に交換する必要が生じるので、メンテナンスに要する工数が大きい。この点、生物由来の固形物については、貯留槽に蓄えられた洗浄水に殺菌剤等の薬剤を投入することにより抑制を図ることが可能であり、これにより、フィルター交換の頻度を減少させることも可能である。しかし、この場合には、洗浄水に投入する薬剤の分のコストの増大を招くことになる。
【０００５】
そのため、洗浄水に含まれる固形物の全てをフィルター装置で除去するのではなく、洗浄水に含まれる固形物を塗装に悪影響を与えない程度まで粉砕し、フィルター装置への負担を軽減させる方法が検討されている。このような方法として、ロータ／ステータ型のラインミキサーを循環ラインに設置し、ロータとステータとの間に生じるせん断力によって洗浄水に含まれる固形物を粉砕する方法が挙げられる。しかしながら、この方法では、粉砕された固形物が２次凝集を起こして大粒径化したり、洗浄水に大量の泡を生じたりする場合がある。また、導入する設備の費用も比較的高い。
【０００６】
これとは別に、特許文献１には、電着塗料が蓄えられた電着槽に分散セルを設けて、当該分散セルの内部に存在する塗料に対して超音波振動を加えることによって、凝集した電着塗料を分散させる方法が開示されている。この方法では、超音波振動によって液体中に生じたキャビテーションによって生じる瞬間的な衝撃によって、凝集した電着塗料を分散させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−８２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載された方法は、凝集した塗料粒子を元の正常な粒子に復元させることが目的であり、この方法では洗浄水に含まれる固形物を粉砕させることが難しい。加えて、特許文献１の実施例では、電着槽が２０ｔの場合に３連２系統の超音波発生装置を必要としており、これを１００ｔの容量を有する貯留槽に適用しようとすると、２０系統の超音波発生装置が必要となるので、設備価格の面でも課題を有する。
【０００９】
また、このような液体中の固形物の問題は、カチオン電着塗装工程の電着槽において使用される極液の循環装置でも同様に生じうる。極液は、電着塗装を繰り返すことにより酸の濃度が増大するので、循環装置によって循環され、循環中に適切な処理が施された後に再使用される。極液に含まれる酸は、カチオン電着塗料の中和のために使用された酸を由来とするものであり、酢酸等の有機酸であることが多い。すると、このような有機酸を資化するバクテリア等が、極液の循環装置内で増殖し、スライム等といった生物由来の固形物を生じさせる。このような固形物は循環装置や酸を電着塗料から分離する隔膜を詰まらせるおそれがある。このため、極液の循環装置においても、上述の洗浄水と同様に固形物の問題を生じうる。
【００１０】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、第一には、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられる水洗工程で使用され、簡便であり、かつ洗浄水に含まれる固形物を、形成される塗膜の外観に悪影響を与えない程度まで粉砕させる手段を提供することを目的とする。また、本発明は、第二には、電着塗装工程における極液に生じる固形物を、簡便に粉砕させる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、内部に管状の液体流路を備え、当該液体流路が、その一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、当該区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一旦側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備える構造、いわゆるベンチュリ管構造を有するラインミキサーにより洗浄水に含まれる固形物を処理すると、その固形物が、形成される塗膜の外観に影響を与えない程度まで粉砕されることを見出し、本発明を完成するに至った。また、本発明者らは、このようなラインミキサーが極液循環装置における固形物の粉砕にも好ましく適用可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
（１）本発明は、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられる水洗工程で使用される水洗装置であって、前記水洗装置は、洗浄に使用した後の洗浄水を貯留する貯留槽を備え、前記貯留槽が、前記洗浄水をラインミキサーで処理した後に前記貯留槽及び／又は他の貯留槽に送液する回生ラインを備え、前記ラインミキサーが内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備え、前記ラインミキサーに前記洗浄水が供給される際の送液圧力が、０．０５〜０．５ＭＰａである水洗装置である。
【００１３】
（２）上記水洗装置において、前記水洗工程が、前記洗浄水の一部を前記水洗装置の外部に排出し、排出された洗浄水に相当する分の給水を受ける非閉鎖系水洗工程であることが好ましい。
【００１４】
（３）また、本発明は、極液及び電極を内部に収容する極液箱と、前記極液箱に収容された極液を、前記極液箱の外部に送液し、所定の処理を行った後に前記極液箱に返送する循環装置と、を備える電着塗装装置であって、前記循環装置が前記極液の流路にラインミキサーを備え、前記ラインミキサーが内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備え、前記ラインミキサーに前記極液が供給される際の送液圧力が、０．０５〜０．５ＭＰａである電着塗装装置である。
【００１５】
（４）また、本発明は、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられ、使用した洗浄水を同じ工程又は他の工程で再使用する水洗工程において、内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備えるラインミキサーに再使用される洗浄水を通過させ、前記ラインミキサーに前記洗浄水が供給される際の送液圧力を０．０５〜０．５ＭＰａとすることにより、再使用される洗浄水に含まれる固形物を粉砕処理する方法である。
【００１６】
（５）上記方法において、前記水洗工程が、前記洗浄水の一部を前記水洗工程の系外に排出し、排出された洗浄水に相当する分の給水を前記水洗工程の系内に受ける非閉鎖系水洗工程であることが好ましい。
【００１７】
（６）また、本発明は、極液及び電極を内部に収容する極液箱と、前記極液を前記極液箱の内部と外部との間で循環させる循環装置と、を備えた電着塗装装置において、内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備えるラインミキサーに循環する極液を通過させ、前記ラインミキサーに前記極液が供給される際の送液圧力を０．０５〜０．５ＭＰａとすることにより、循環する極液に含まれる固形物を粉砕処理する方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第一には、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程の後に設けられる水洗工程で使用され、簡便であり、かつ洗浄水に含まれる固形物を、形成される塗膜の外観に悪影響を与えない程度まで粉砕させる手段が提供される。また、本発明によれば、第二には、電着塗装工程における極液に生じる固形物を、簡便に粉砕させる手段が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の各実施形態が適用される塗装工程の一実施態様を示すフロー図である。
【図２】図１における水洗工程（Ｓ２０、Ｓ５０又はＳ７０）の一実施態様を示すフロー図である。
【図３】本発明の各実施形態で使用されるラインミキサー４を示す縦断面図である。
【図４】図３とは異なる形態のラインミキサー４ａを示す縦断面図である。
【図５】本発明の水洗装置の第１実施形態を模式的に示した図である。
【図６】本発明の水洗装置の第２実施形態を模式的に示した図である。
【図７】本発明の水洗装置の第３実施形態を模式的に示した図である。
【図８】本発明の水洗装置の第４実施形態を模式的に示した図である。
【図９】本発明の水洗装置の第５実施形態を模式的に示した図である。
【図１０】本発明の水洗装置の第６実施形態を模式的に示した図である。
【図１１】本発明の電着塗装装置の実施形態を模式的に示した図である。
【図１２】実施例１〜５並びに比較例３及び４で使用した試験装置の概略図である。
【図１３】比較例１、５及び６で使用した試験装置の概略図である。
【図１４】比較例２で使用した試験装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態について説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。各実施形態について説明するにあたり、まず、これら本発明の各実施形態が適用される塗装工程の一実施態様について図面を参照しながら簡単に説明する。図１は、本発明の各実施形態が適用される塗装工程の一実施態様を示すフロー図である。図２は、図１における水洗工程（Ｓ２０、Ｓ５０又はＳ７０）の一実施態様を示すフロー図である。
【００２１】
本実施態様の塗装工程は、金属基材に電着塗装を施すものであり、脱脂工程Ｓ１０、表面調整工程Ｓ３０、化成処理工程Ｓ４０、電着塗装工程Ｓ６０及び焼付工程Ｓ８０を備える。また、脱脂工程Ｓ１０、化成処理工程Ｓ４０及び電着塗装工程Ｓ６０の後には、それぞれ水洗工程（Ｓ２０、Ｓ５０、Ｓ７０）が設けられる。これらの水洗工程は、脱脂工程Ｓ１０及び化成処理工程Ｓ４０で金属基材に付着した薬品や、電着塗装工程Ｓ６０で形成された塗膜の表面に過剰に付着した電着塗料を洗い流すために設けられる。
【００２２】
脱脂工程Ｓ１０は、金属基材の表面に付着した油脂を除去するための工程であり、例えば、アルカリ性の洗浄液を金属基材の表面にスプレーしたり、アルカリ性の洗浄液を貯留した槽に金属基材を浸漬させたりすることにより行われる。洗浄液としては、公知のものを特に制限なく使用することができる。脱脂工程Ｓ１０を経た金属基材は、水洗工程Ｓ２０に付され、表面に付着した洗浄液が洗い流される。水洗工程Ｓ２０を経た金属基材は、表面調整工程Ｓ３０に付される。
【００２３】
表面調整工程Ｓ３０は、その後の工程である化成処理工程Ｓ４０において金属基材の表面に例えばリン酸亜鉛系等の化成処理が施される場合に設けられ、化成皮膜を形成させるための結晶核を金属基材の表面に形成させるための工程である。金属基材の表面に結晶核を形成させる表面調整剤としては、公知のものを特に制限なく使用することができる。表面調整工程Ｓ３０を経た金属基材は、化成処理工程Ｓ４０に付される。なお、化成処理工程Ｓ４０における化成処理の種類によっては、表面調整工程Ｓ３０を必要としない場合があり、その場合は表面調整工程Ｓ３０を省略して化成処理工程Ｓ４０を実施することができる。
【００２４】
化成処理工程Ｓ４０は、金属基材に耐食性を付与するために、金属基材の表面に化成皮膜を形成させるための工程である。金属基材の表面に化成皮膜を形成させる化成処理剤としては、公知のものを特に制限なく使用することができる。化成処理工程Ｓ４０を経た金属基材は、水洗工程Ｓ５０に付され、表面に付着した余分な化成処理剤や化成皮膜を形成する際に生じたスラッジが洗い流される。水洗工程Ｓ５０を経た金属基材は、電着塗装工程Ｓ６０に付される。
【００２５】
電着塗装工程Ｓ６０は、化成皮膜が形成された金属基材の表面に電着塗膜を形成させるための工程である。この工程では、アニオン又はカチオンの電荷を有する電着塗料が使用され、電着塗料が貯留された電着塗装槽に金属基材を浸漬しながら金属基材に電圧を印加付与することにより、金属基材の表面に塗膜を形成させる。例えば、カチオン電着塗料が使用される場合には、金属基材を負電極、電着塗装槽の内部に設けられた電極を正電極として電圧が印加されることにより、金属基材の表面にカチオン性である電着塗料が析出して塗膜となる。
【００２６】
電着塗装槽の内部において金属基材と反対の電圧を印加させる部材は、隔膜（イオン交換膜）からなる壁面を有する極液箱であり、この極液箱の内部には、電極と極液とが収容される。例えば、カチオン電着塗料の場合、塗膜を形成させるための樹脂にアミノ基等のカチオン性官能基が含まれ、このカチオン性官能基が酢酸等の酸によって中和されてカチオンとなり、その対イオンである酢酸イオンが塗料中に含まれる。上記のように、金属基材に負電圧を印加すると、カチオンである樹脂は、金属基材の表面で中和されて析出し、塗膜となる。このとき、対イオンである酢酸イオンは、正の電極が収容された極液箱へ引き寄せられ、極液箱の内部に存在する極液に取り込まれる。そのため、極液箱の内部に含まれる極液は、徐々に酸濃度が高くなるので、極液循環装置により、極液箱の外部に取り出され必要な処理を受ける。処理を受けた極液は、極液循環装置によって極液箱に返送され、再使用される。
【００２７】
電着塗料としては、公知のものを特に制限なく使用することができる。電着塗装工程Ｓ６０を経た金属基材は、水洗工程Ｓ７０に付され、形成された塗膜の表面に付着している過剰な電着塗料が洗い流される。水洗工程Ｓ７０を経た金属基材は、焼付工程Ｓ８０に付され、焼付処理を受ける。
【００２８】
次に、水洗工程Ｓ２０、Ｓ５０及びＳ７０について説明する。各水洗工程Ｓ２０、Ｓ５０、Ｓ７０は、それぞれ、少なくとも１つ以上の水洗工程から構成されている。通常の水洗工程数は２〜５である。図２では３つの水洗工程から構成されている一実施態様を示し、第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１、第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２、及び第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３を含む。そして、これら第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１、第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２、及び第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３のそれぞれにおいて、この順序で洗浄水による金属基材の洗浄を行う。また、第１水洗工程から第２水洗工程、第３水洗工程に進むに従って、金属基材の清浄度は向上する。洗浄水による金属基材の洗浄としては、洗浄水に金属基材を浸漬したり、洗浄水を金属基材にスプレーしたりする方法が挙げられるが、特に限定されない。浸漬による洗浄が行われる場合には、各工程に設けられた貯留槽に蓄えられた洗浄水に金属基材が次々に浸漬されて洗浄されるので、洗浄水が繰り返し使用される。また、スプレーによる洗浄が行われる場合には、各工程に設けられた貯留槽に蓄えられた洗浄水を汲み上げて金属基材へのスプレーを行い、使用された後の洗浄水は再び貯留槽に戻されるので、洗浄水が繰り返し使用される。なお、水洗工程Ｓ２０、Ｓ５０及びＳ７０における洗浄対象としては、金属基材そのもの、化成処理工程Ｓ４０により形成された化成皮膜の表面、及び電着塗装工程Ｓ６０により形成された塗膜の表面が考えられるが、本明細書において洗浄対象として「金属基材」と表示する場合、この「金属基材」という表示はこれらの洗浄対象のいずれかを意味する。
【００２９】
既に述べたように、洗浄水は、繰り返し使用されることに伴って、化成処理によって生成したスラッジやゲル化した塗料といった工程由来の固形物の他、バクテリア、カビ、藻、スライム等といった生物由来の固形物を含むようになる。こうした固形物は、比較的大きな粒径を有しており、形成される塗膜中に取り込まれると、塗膜の外観を低下させる。そのため、特に、最後の水洗工程となる第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３で使用される洗浄水には、大きな粒径の固形物を含まないことが求められる。
【００３０】
そのため、図２に示すように、第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３では、貯留槽に蓄えられた洗浄水の一部は、循環され、ラインミキサー４によって固形物が粉砕される。これにより、固形物は、塗膜の外観に悪影響を与えない程度に小粒径化される。なお、循環と同時に、循環される洗浄水の一部が排水され、排水された洗浄水に相当する量の純水又は工業用水が洗浄水として補充されてもよい。このように、洗浄水の一部を入れ替えながら洗浄を行う系を非閉鎖系水洗工程と呼ぶ。排出された洗浄水は、前段の水洗工程で再使用され、又は適切な排水処理を受けて廃棄される。
【００３１】
一方、第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１や第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２のように、洗浄水が長期間にわたって入れ替えられずに使用される系を閉鎖系水洗工程と呼ぶ。図示しないが、閉鎖系水洗工程であっても、洗浄水に含まれる例えば電着塗料等の成分を、限外濾過により分離して、透過液を洗浄水として使用し、洗浄性を一定水準に維持することができる。また、図示しないが、第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１や、第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２にラインミキサー４を備えた循環ラインを設けて、洗浄水をラインミキサー４で処理してもよい。
【００３２】
なお、図２では、第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３を非閉鎖系水洗工程として示し、第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１及び第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２を非閉鎖系水洗工程として示したが、これに限定されず、第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２が非閉鎖系水洗工程であってもよいし、第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１及び第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２が非閉鎖系水洗工程であってもよい。また、第１水洗工程、第２水洗工程及び第３水洗工程において、いずれもが閉鎖系水洗工程であってもよい。なお、図２及び上記説明では、第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３においてラインミキサー４で処理された洗浄水が、再び第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３で再使用されるが、他の工程で使用されてもよい。これについては、後述する本発明の各実施形態の説明において説明する。以上、図２に従って、水洗工程Ｓ２０、Ｓ５０又はＳ７０がそれぞれ３つの水洗工程から構成される場合について述べたが、構成される水洗工程数が１または２の場合、及び４以上の場合でも、非閉鎖系水洗工程の数、位置、及びラインミキサー４で処理する水洗工程の数、位置も図２で述べたのと同様に設定することができる。
【００３３】
次に、本発明の各実施形態で使用されるラインミキサー４について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の各実施形態で使用されるラインミキサー４を示す縦断面図である。
【００３４】
ラインミキサー４は、長さ方向の両端に洗浄水の流通する配管と接続される接続口４５、４６を備え、内部に管状の液体流路４１を備える。ラインミキサー４によって処理される洗浄水は、液体流路４１を通過する。この液体流路４１は、その中途に、流路が狭くなる狭窄部４２を備える。そして、液体流路４１は、液体流路４１の一端側４５から狭窄部４２に向けて縮径する縮径部４３と、狭窄部４２から液体流路４１の他端側４６に向けて拡径する拡径部４４と、を備える。つまり、図３の実施形態において、液体流路４１は、液体流路４１の「全部の」区間において、当該区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部４２と、液体流路４１の一端側４５から狭窄部４２に向けて縮径する縮径部４３と、狭窄部４２から液体流路４１の他端側４６に向けて拡径する拡径部４４と、を備える。
【００３５】
このような液体流路４１の構造は、ベンチュリ管とも呼ばれるものである。この液体流路４１の一端側４５から流入した洗浄水は、縮径部４３を通過する間に加速を受け、狭窄部４２に達したときに最大の流速となった後、拡径部４４を通過する間に減速される。このため、液体流路４１を流れる洗浄水は、ベルヌーイの定理より、狭窄部４２において最も圧力が低くなる。このとき、洗浄水は、狭窄部４２の付近において、周囲の圧力が自己の蒸気圧よりも低くなるために瞬間的に沸騰状態となって気泡を生じたり、周囲の圧力が低下することに伴って溶存している空気を遊離して気泡を生じたりする。このときに生じた微細な気泡は、キャビテーションとなり、やがて周囲の圧力が回復するにつれて押しつぶされて、衝撃波を発生させる。この衝撃波が洗浄水に含まれている固形物を粉砕するので、液体流路４１を通過して他端側４６から流出する洗浄水に含まれる固形物の粒径は、一端側４５から流入したときの洗浄水に含まれる固形物の粒径よりも小さくなる。
【００３６】
本発明は、ベンチュリ管を備えたラインミキサー４に洗浄水を通過させることにより、洗浄水から、塗膜の外観に悪影響を与えるような大粒径の固形物を減少させることができるとの新たな知見に基づいて完成されたものである。具体的には、特に５０μｍ以上の粒径を有する固形物が塗膜に取り込まれると、電着塗装工程の焼付工程後、塗膜の研磨等の補修を必要とする場合が多いが、ラインミキサー４を使用することにより、このような粒径の固形物を著しく減少させることができる。
【００３７】
ラインミキサー４への洗浄水の供給圧力は、０．０５〜０．５ＭＰａに設定される。この範囲であれば、洗浄水に含まれる固形物の大きさを、塗膜外観への影響の小さい５０μｍ未満まで小さくすることができる一方で、圧力が過剰になることに伴う泡の発生を抑制することができる。ラインミキサー４への洗浄水の供給圧力は、０．０６〜０．４５ＭＰａであることがより好ましく、０．０８〜０．３ＭＰａであることがさらに好ましい。
【００３８】
ラインミキサー４において、縮径部４３及び拡径部４４の狭窄部４２と対向する端部の内径Ｄ１と、狭窄部４２の内径Ｄ２と、の比Ｄ１／Ｄ２は、１．５〜１０が好ましく、２〜５がより好ましい。Ｄ１／Ｄ２がこの範囲であれば、大粒径の固形物を良好に粉砕することができる。なお、縮径部４３の狭窄部４２と対向する端部と、拡径部４４の狭窄部４２と対向する端部とが異なる内径を有していてもよい。この場合、縮径部４３の狭窄部４２と対向する端部の内径Ｄ１ａと、拡径部４４の狭窄部４２と対向する端部の内径Ｄ１ｂとのいずれもが、上記Ｄ１／Ｄ２の比を満たしていることが好ましい。
【００３９】
また、ラインミキサー４は、以下の３つの観点からも、上述の水洗工程で使用するのに適する。第１には、上述のロータ／ステータ型のラインミキサーと違って、大きなせん断力が加えられることに起因する固形物の二次凝集を生じさせず、かつ泡の発生を抑制できる点が挙げられる。第２には、構造が簡素でメンテナンスが容易であるので、特に自動車の塗装ラインのような大型の設備に適用した場合に、メンテナンスのコストを著しく低減させることのできる点が挙げられる。第３には、上述のフィルター装置によって洗浄水に含まれる固形物を除くのと違って、フィルター交換等の工数を大きく減少できる点が挙げられる。
【００４０】
なお、ラインミキサー４による処理は、フィルター装置で固形物を除去するのとは異なり、固形物を粉砕して、塗膜に悪影響を与える粒径の固形物を減少させるものであり、洗浄水から固形物自体を除くものではない。そのため、ラインミキサー４のみによる固形物処理を閉鎖系処理工程で行うと、洗浄工程を繰り返すことに伴って、洗浄水中の固形物の絶対量が増加することになる。このような観点からは、ラインミキサー４による固形物処理は、非閉鎖系水洗工程で行われることが好ましい。
【００４１】
ラインミキサー４の別の形態として、図４に示すラインミキサー４ａが挙げられる。図４は、図３とは異なる形態のラインミキサー４ａを示す縦断面図である。ラインミキサー４ａは、内部にベンチュリ管構造を２つ有するものである。本発明において、このように、複数のベンチュリ管構造を有するラインミキサー使用してもよい。ラインミキサー４ａは、上述のラインミキサー４と同様に、内部に液体流路４１ａを備える。液体流路４１ａは、一端側４５から、順に、第１縮径部４３ａ、第１狭窄部４２ａ、第１拡径部４４ａ、第２縮径部４３ｂ、第２狭窄部４２ｂ及び第２拡径部４４ｂを経て、他端側４６に至る。
【００４２】
ここで、第１縮径部４３ａ、第１狭窄部４２ａ及び第１拡径部４４ａに注目すれば、液体流路４１ａは、液体流路４１ａの「一部の」区間において、当該区間の中途部で最も流路幅が狭くなる第１狭窄部４２ａと、液体流路４１ａの一端側４５から第１狭窄部４２ａに向けて縮径する第１縮径部４３ａと、第１狭窄部４２ａから液体流路４１ａの他端側４６に向けて拡径する第１拡径部４４ａと、を備えることになる。以下の各実施形態の説明では特に明記しないが、ラインミキサー４に代えて、このように複数のベンチュリ管構造を有するラインミキサーを使用してもよい。
【００４３】
次に、本発明の実施形態として、上記水洗工程で好ましく使用することのできる水洗装置、及び上記電着塗装工程で好ましく使用することのできる電着塗装装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の水洗装置の第１実施形態を模式的に示した図である。図６は、本発明の水洗装置の第２実施形態を模式的に示した図である。図７は、本発明の水洗装置の第３実施形態を模式的に示した図である。図８は、本発明の水洗装置の第４実施形態を模式的に示した図である。図９は、本発明の水洗装置の第５実施形態を模式的に示した図である。図１０は、本発明の水洗装置の第６実施形態を模式的に示した図である。図１１は、本発明の電着塗装装置の実施形態を模式的に示した図である。
【００４４】
［水洗装置の第１実施形態］
まず、本発明の水洗装置の第１実施形態について説明する。本実施形態の水洗装置１は、上述した水洗工程において好ましく使用されるものである。水洗装置１は、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程を経た金属基材を洗浄するための装置である。なお、上述した水洗工程の説明では、第３水洗工程において、洗浄水の一部を排水し、かつ排水された洗浄水に相当する量の純水又は工業用水を洗浄水として供給することについて説明したが、以下の水洗装置１も、図示しないが、同様の機構を備えてよい。このことは、後に説明する各実施形態においても同様である。
【００４５】
水洗装置１は、洗浄水（図示せず、以下同様である。）を貯留する貯留槽２を備える。脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装工程を経た金属基材は、貯留槽２に貯留された洗浄水中に浸漬され、余分な薬品又は塗料が表面から除去される。洗浄に使用された洗浄水は、そのまま貯留槽２に残るので、貯留槽２には洗浄に使用した後の洗浄水が貯留されていることになる。
【００４６】
貯留槽２は、貯留槽２に貯留される洗浄水を抜き出すための回生ライン３を備える。回生ライン３は、上述の循環ラインに相当する。回生ライン３は、貯留槽２から洗浄水を抜き出すための一端が貯留槽２に接続され、その途中にポンプ５及びラインミキサー４が接続され、ラインミキサー４によって処理された洗浄水を貯留槽２に返送するために、他端が貯留槽２に接続される。ポンプ５は、回生ライン３を通して、貯留槽２に貯留された洗浄水を循環させる。
【００４７】
ラインミキサー４については、既に説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。ラインミキサー４は、回生ライン３を流れる洗浄水に含まれる大粒径の固形物を粉砕する。そして、ラインミキサー４による固形物の粉砕処理を受けた洗浄水は、貯留槽２へ返送される。
【００４８】
回生ライン３における洗浄水の循環圧力、すなわちラインミキサー４への洗浄水の供給圧力（運転圧力）は、上述のように、０．０５〜０．５ＭＰａに設定される。この範囲であれば、洗浄水に含まれる固形物の大きさを、塗膜外観への影響の小さい５０μｍ未満まで小さくすることができる一方で、圧力が過剰になることに伴う泡の発生を抑制することができる。ラインミキサー４への洗浄水の供給圧力は、０．０６〜０．４５ＭＰａであることがより好ましく、０．０８〜０．３ＭＰａであることがさらに好ましい。
【００４９】
ここで、ラインミキサー４の運転時間及び洗浄水の循環流量、すなわち、ポンプ５の運転時間及び循環流量について説明する。図５は貯留槽２と回生ライン３とを備え、ラインミキサー４に洗浄水を循環供給して使用する一実施態様を示すものであるが、ラインミキサー４における固形物の粉砕処理は、貯留槽２に貯留されている洗浄水が均等にラインミキサー４で処理されることにより完結する。具体的には、貯留槽２に貯留された洗浄水は、運転開始後、ラインミキサー４で処理された洗浄水と処理が完結していない洗浄水との混合状態になっている。このような循環処理方式では次式で示される総循環回数が３以上であることが好ましい。
総循環回数＝洗浄水の循環流量（ｔ／時間）×運転時間（時間）／貯留槽２内液量（ｔ）
総循環回数とは、上記式からも理解されるように、計算上、貯留槽２に貯留された洗浄水が回生ライン３およびラインミキサー４を通過する回数を意味する。総循環回数が３以上であれば、貯留槽２内の洗浄水のほぼ全量の処理が見込まれる。処理速度としては、一日当りの総循環回数が３以上となることが好ましい。一日当りの総循環回数が３未満の場合には、ラインミキサー４による処理速度が十分ではないおそれがあるため、安定した品質が得られにくい。一日当りの総循環回数が３以上の場合、循環回数が増すにしたがって、より安定した品質が得られるようになる。貯留槽２の内容量が５ｔを超える場合には、安定した品質を得るために一日当りの総循環回数が５以上となることが好ましい。なお、上記の循環回数を示す式における洗浄水の循環流量は、前述のラインミキサー４への供給圧力（運転圧力）が得られる流量であることが必要である。ラインミキサー４の運転は、長時間にわたる連続運転であってもよいし、運転及び停止を繰り返す間欠運転であってもよい。総循環回数が上記の数値以上となる処理を行うことにより、洗浄水に含まれる大粒径固形物の量が、塗膜の外観に影響を与えない程度まで減少する。化成処理で生じたスラッジやゲル化した塗料及び生物由来の固形物は常に発生している場合が多く、停止を伴わない長時間の連続運転の方が安定した品質が得られるので好ましい。一方、連続した運転で所定の総循環回数が得られれば停止し、一定時間後、再び運転を開始し、これらを繰り返す間欠運転でも十分な効果が得られる。処理の頻度は、これら固形物の発生頻度や量によって異なる。
【００５０】
また、既に説明したように、ラインミキサー４は、洗浄水に含まれる固形物の大きさを塗膜の外観に影響を与えない程度まで小さくするものであり、フィルター装置のように洗浄水から固形物を除去するものではない。そのため、水洗装置１は、洗浄水の一部を水洗装置１の外部に排出し、排出された洗浄水に相当する分の水を洗浄水として給水する非閉鎖系水洗工程で使用されることが好ましい。
【００５１】
［水洗装置の第２実施形態］
次に、本発明の水洗装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の水洗装置１ａもまた、上述した水洗工程において好ましく使用されるものである。なお、本実施形態の水洗装置１ａの説明において、既に説明した実施形態の説明と重複する箇所については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
水洗装置１ａは、ラインミキサー４が２系統の回生ライン３のそれぞれの途中に直列配置４ｃ及び並列配置４ｂで設けられる。このように、本発明において、ラインミキサー４は、直列配置４ｃで設けられてもよいし、並列配置４ｂで設けられてもよい。また、本発明において、ラインミキサー４は、複数の回生ライン３中に複数系統として設けられてもよい。
【００５３】
ラインミキサー４が直列配置４ｃ又は並列配置４ｂで設けられることにより、固形物の粉砕能力の向上又は単位時間当たりの処理能力の増大を図ることができる。なお、図６では、直列配置４ｃ及び並列配置４ｂのそれぞれについて、２本のラインミキサー４が使用された場合を示したが、直列配置４ｃ及び並列配置４ｂに含まれるラインミキサー４の本数は、これに限定されず、必要とされる粉砕能力及び処理能力を考慮して適宜決定すればよい。
【００５４】
なお、水洗装置１ａにおけるラインミキサー４の運転時間及び運転圧力は、第１実施形態の水洗装置１におけるものと同様である。ここに、前述した総循環回数の式において、洗浄水の循環流量とは２基のポンプ５の総流量である。また、水洗装置１ａは、第１実施形態の水洗装置１と同様に、非閉鎖系水洗工程で使用されることが好ましい。
【００５５】
［水洗装置の第３実施形態］
次に、本発明の水洗装置の第３実施形態について説明する。本実施形態の水洗装置１ｂもまた、上述した水洗工程において好ましく使用されるものである。なお、本実施形態の水洗装置１ｂの説明において、既に説明した実施形態の説明と重複する箇所については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
水洗装置１ｂは、シャワー装置６から洗浄対象である金属基材に洗浄水を噴射することにより、洗浄を行うものである。洗浄に使用された洗浄水は、貯留槽２に戻され、貯留される。貯留槽２で貯留された洗浄水は、回生ライン３により抜き出され、ポンプ５及びラインミキサー４を通過して再びシャワー装置６へと送られる。このように、洗浄水は、循環使用され、洗浄に使用される直前にラインミキサー４による処理を受ける。
【００５７】
なお、水洗装置１ｂにおけるラインミキサー４の運転時間及び運転圧力は、第１実施形態の水洗装置１におけるものと同様である。また、水洗装置１ｂは、第１実施形態の水洗装置１と同様に、非閉鎖系水洗工程で使用されることが好ましい。
【００５８】
［水洗装置の第４実施形態］
次に、本発明の水洗装置の第４実施形態について説明する。本実施形態の水洗装置１ｃもまた、上述した水洗工程において好ましく使用されるものである。なお、本実施形態の水洗装置１ｃの説明において、既に説明した実施形態の説明と重複する箇所については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
水洗装置１ｃは、貯留槽２の外部に設けられるポンプ５の代わりに槽内ポンプ７を貯留槽２の内部に設け、槽内ポンプ７が吸引した洗浄水を回生ライン３に導入する。回生ライン３に導入された洗浄水は、ラインミキサー４による処理を受け、再び貯留槽２へ返送される。
【００６０】
なお、水洗装置１ｃにおけるラインミキサー４の運転時間及び運転圧力は、第１実施形態の水洗装置１におけるものと同様である。また、水洗装置１ｃは、第１実施形態の水洗装置１と同様に、非閉鎖系水洗工程で使用されることが好ましい。
【００６１】
［水洗装置の第５実施形態］
次に、本発明の水洗装置の第５実施形態について説明する。本実施形態の水洗装置１ｄもまた、上述した水洗工程において好ましく使用されるものである。なお、本実施形態の水洗装置１ｄの説明において、既に説明した実施形態の説明と重複する箇所については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
水洗装置１ｄでは、貯留槽２から回生ライン３により抜き出された洗浄水が、ラインミキサー４による処理を受けた後に、貯留槽２に返送されるのではなく、他の槽８へ移送される。他の槽８は、別の工程で洗浄水を使用するための槽でもよいし、単に、貯留槽２に貯留されていた洗浄水を一時的に退避させるための槽でもよい。後者の場合、例えば、貯留槽２の内部を洗浄する場合等への利用が考えられる。
【００６３】
なお、水洗装置１ｄにおいては貯留槽２に貯留された洗浄水を循環して処理することなく、ラインミキサー４を通過した洗浄液は処理が完結されて他の槽８に移送される。ラインミキサー４の運転圧力は、第１実施形態の水洗装置１におけるものと同様である。
【００６４】
［水洗装置の第６実施形態］
次に、本発明の洗浄装置の第６実施形態について説明する。本実施形態の水洗装置１ｅもまた、上述した水洗工程において好ましく使用されるものである。なお、本実施形態の水洗装置１ｅの説明において、既に説明した実施形態の説明と重複する箇所については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
水洗装置１ｅでは、貯留槽２から回生ライン３により抜き出された洗浄水が、ラインミキサー４による処理を受けた後に、一部が貯留槽２に返送されるとともに、残りが前段の水洗工程の貯留槽９へ移送される。既に説明したように、例えば、第３水洗工程Ｓ２３、Ｓ５３、Ｓ７３や第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２で使用された洗浄水を、それぞれ前段の水洗工程である第２水洗工程Ｓ２２、Ｓ５２、Ｓ７２や第１水洗工程Ｓ２１、Ｓ５１、Ｓ７１へ移送して再使用する場合があり、そのような場合に水洗装置１ｅが好ましく使用される。
【００６６】
なお、水洗装置１ｅにおけるラインミキサー４の運転時間及び運転圧力は、第１実施形態の水洗装置１におけるものと同様である。また、水洗装置１ｅは、第１実施形態の水洗装置１と同様に、非閉鎖系水洗工程で使用されることが好ましい。
【００６７】
以上、本発明の水洗装置について、第１から第６実施形態を示して具体的に説明したが、これらの実施形態は、それぞれを単独で用いてもよいし、複数の実施形態を組み合わせて用いてもよい。また、これらの実施形態について、本発明の範囲において、適宜変更を加えて実施してもよい。
【００６８】
［電着塗装装置の一実施形態］
次に、本発明の電着塗装装置の一実施形態について、図１１を参照しながら説明する。なお、本実施形態の電着塗装装置１０は、既に説明した極液循環装置１５を備える。そして、本実施形態の電着塗装装置１０は、この極液循環装置１５に特徴を有するものであり、その他の部分については従来公知の電着塗装装置と同様のものである。そのため、以下の記述では、極液循環装置１５を中心に説明を行う。また、本実施形態の電着塗装装置１０の説明において、既に説明した水洗装置の実施形態の説明と重複する箇所については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
電着塗装装置１０は、金属基材を浸漬して電着塗装を施すための電着槽１１を備える。電着槽１１の内部には、電着塗料（図示せず、以下同様である。）が貯留されるとともに、電極（図示せず、以下同様である。）及び極液（図示せず、以下同様である。）を収納し、隔膜（イオン交換膜）からなる壁面を有する複数の極液箱１２が存在する。既に説明したように、極液箱１２は、金属基材とは正負反対の電圧を印加するための部材である。
【００７０】
電着塗装装置１０における極液循環装置１５は、極液箱１２と、循環ライン１３と、極液槽１４と、ポンプ５と、ラインミキサー４とから構成される。極液箱１２の内部に収容された極液は、循環ライン１３によって極液箱１２の外部に取り出されて、極液槽１４へ運ばれ、純水による酸濃度調整等必要な処理を受ける。その後、極液は、ポンプ５、ラインミキサー４を通過して、再び極液箱１２へ返送される。
【００７１】
このように、極液は、必要な処理を受けつつ循環使用される。そのため、長期間にわたる循環使用に伴い、極液中に、藻が繁殖したり、微生物やカビ等からなるスライムが発生したりする場合がある。このような藻やスライムは、固形物となり、極液箱１２や循環ライン１３等といった極液循環装置１５の目詰まりの原因となる。そのため、電着塗装装置１０における極液循環装置１５では、循環ライン１３中にラインミキサー４を備えることにより、こうした固形物を粉砕させる。ラインミキサー４の構造及びその固形物の粉砕効果については、既に述べた通りであるので、その説明を省略する。
【００７２】
電着塗装装置１０では、上記のような極液循環装置１５を備えるので、フィルター交換等の手間を要するフィルター装置を極液循環装置１５に設けなくとも、また、生物由来の固形物発生防止のための抗菌剤処理やこれら固形物発生時の殺菌剤処理を行なわなくとも、極液に発生した固形物による極液箱１２や循環ライン１３等といった極液循環装置１５の目詰まりが防止される。
【００７３】
ラインミキサー４への極液の供給圧力（運転圧力）は、０．０５〜０．５ＭＰａに設定される。この範囲であれば、極液に含まれる固形物の大きさを、極液箱１２や循環ライン１３の目詰まりを防止できる程度まで小さくすることができる一方で、圧力が過剰になることに伴う極液中の泡の発生を抑制することができる。ラインミキサー４への極液の供給圧力は、０．０６〜０．４５ＭＰａであることがより好ましく、０．０８〜０．３ＭＰａであることがさらに好ましい。
また、電着塗装装置１０におけるラインミキサー４の運転時間は、第１実施形態の水洗装置１におけるものと同様に表すことができる。すなわち、総循環回数＝極液の循環流量（ｔ／時間）／極液槽１４の内液量（ｔ）×運転時間（時間）で計算される総循環回数が一日当たり３以上となることが好ましい。極液槽１４の内液量が５ｔを超える場合には、一日あたりの総循環回数が５以上となることが好ましい。
【００７４】
なお、上記水洗装置の説明でも述べたように、ラインミキサー４は、固形物を粉砕するために使用されるものであり、フィルター装置のように固形物自体を除去するものではない。通常の極液循環装置では、極液の酸濃度調整のために、純水や工業用水を補給し、補給量と同量の極液を一部排出する非閉鎖系が一般的であるので、極液中に固形物が蓄積するのを防止する観点では本願発明の好ましい適用が可能である。一方、本願発明を閉鎖系で適用する場合であっても極液循環装置や隔膜の目詰まりを抑制できるので効果は発現できる。
【００７５】
以上、本発明の電着塗装装置について実施形態を示して具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態何ら限定されものではないので、上記実施形態について、本発明の範囲において、適宜変更を加えて実施してもよい。
【００７６】
本発明は、脱脂工程、化成処理工程又は電着塗装装置の後に設けられ、使用した洗浄水を同じ工程又は他の工程で再使用する水洗工程において、内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備えるラインミキサーに再使用される洗浄水を通過させ、前記ラインミキサーに前記洗浄水が供給される際の送液圧力を０．０５〜０．５ＭＰａとすることにより、再使用される洗浄水に含まれる固形物を粉砕処理する方法でもある。
【００７７】
この方法は、既に説明した水洗装置にて好ましく実施されるものである。その詳細については、水洗装置についての上記説明で述べた通りであるので、ここでの説明を省略する。
【００７８】
また、本発明は、極液及び電極を内部に収容する極液箱と、前記極液を前記極液箱の内部と外部との間で循環させる循環装置と、を備えた電着塗装装置において、内部に管状の液体流路を備え、前記液体流路が、前記液体流路の一部又は全部の区間において、少なくとも一組の、前記区間の中途部で最も流路幅が狭くなる狭窄部と、前記液体流路の一端側から前記狭窄部に向けて縮径する縮径部と、前記狭窄部から前記液体流路の他端側に向けて拡径する拡径部と、を備えるラインミキサーに循環する極液を通過させ、前記ラインミキサーに前記極液が供給される際の送液圧力を０．０５〜０．５ＭＰａとすることにより、循環する極液に含まれる固形物を粉砕処理する方法でもある。
【００７９】
この方法は、既に説明した電着塗装装置にて好ましく実施されるものである。その詳細については、電着塗装装置についての上記説明で述べた通りであるので、ここでの説明を省略する。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例を示すことによりさらに具体的に本発明を説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００８１】
図１２〜１４に、実施例１〜５及び比較例１〜６で使用した試験装置の概略図を示す。図１２は、実施例１〜５並びに比較例３及び４で使用した試験装置の概略図である。図１３は、比較例１、５及び６で使用した試験装置の概略図である。図１４は、比較例２で使用した試験装置の概略図である。なお、図１２〜１４において、同一の機器には同一の符号を記した。
【００８２】
まず、実施例１の試験について、図１２を使用して説明する。試験液Ａの７ｋｇを容量１０Ｌの貯留槽Ｅ２に貯留し、撹拌機Ｅ１（ヤマト科学株式会社製、製品名：スリーワンモーター）を２００ｒｐｍで運転した。次に圧力計Ｅ６が０．０６ＭＰａになるように、ポンプＥ５（株式会社ナカキン製、ロータリーポンプ）の流量を設定し、試験液Ａの循環を開始した。このとき、貯留槽Ｅ２内の試験液Ａは、循環ラインＥ３を通り、ラインミキサーＥ４（ニチラク機械株式会社製、製品名：ＮＲＫマルチミキサー１０Ａ）を通過し、その後、貯留槽Ｅ２へ返送される。使用したラインミキサーＥ４は、内部に液体流路を有し、当該液体流路に３連のベンチュリ管構造が形成されている。試験液Ａの循環時間である運転時間を５．５分間とし、処理液を得た。
なお、試験液Ａは、電着塗料（日本ペイント株式会社製、商品名：パワーニックス３３０グレー）を固形分濃度が０．１質量％になるように純水で希釈して希釈液を作製し、この希釈液１０ｋｇに、３５℃恒温水槽に発生したスライムを固形分として０．２ｇ、及び酢酸ナトリウムを１ｇ添加し、その後、撹拌機（ヤマト科学株式会社製、商品名：スリーワンモーター）を使用して、回転数３５０ｒｐｍにて２４時間撹拌して作製した。試験液Ａは、電着塗装工程における洗浄液のモデル液であり、スライム、及び酢酸ナトリウムでゲル化した電着塗料を固形物として含む。
【００８３】
圧力計Ｅ６の圧力設定を変更したこと以外は、実施例１と同様の条件にて、実施例２及び３、並びに比較例３及び４の試験を行った。このときの圧力、流量及び運転時間は、表１及び２に示す通りとした。なお、運転時間は、総循環回数が１０になるよう、次式により決定した。
運転時間（分）＝１０×貯留槽Ｅ２内液量（７ｋｇ）／循環流量（ｋｇ／分）
【００８４】
実施例４及び５の試験は、試験液を試験液Ｂ又はＣとしたこと以外は実施例２と同様の条件にて行った。
なお、試験液Ｂは、脱脂剤（日本ペイント株式会社製、商品名：サーフクリーナー５３ＮＦ）を純水で希釈し、電導度を６００μＳ／ｃｍに調整した液と、リン酸亜鉛化成処理剤（日本ペイント株式会社製、商品名：サーフダインＳＤ−５３５０Ｒ−１）を純水で希釈し、電導度を６００μＳ／ｃｍに調整した液（化成処理液）と、を質量比１：１で混合して混合液を作製し、この混合液１０ｋｇに、別途上記化成処理剤で冷延鋼板に化成処理を施した際に生じたスラッジを固形分として０．２ｇ、及び３５℃恒温水槽に発生したスライムを固形分として０．２ｇ添加し、その後、撹拌機（ヤマト科学株式会社製、商品名：スリーワンモーター）を使用して、回転数３５０ｒｐｍにて２４時間撹拌して作製した。試験液Ｂは、化成処理工程における洗浄液のモデル液であり、スライム及びスラッジを固形物として含む。
【００８５】
また、試験液Ｃは、酢酸を純水で電導度が６００μＳ／ｃｍになるように希釈した希釈液１０ｋｇに、３５℃恒温水槽に発生した藻を固形分として０．２ｇ添加し、その後、撹拌機（ヤマト科学株式会社製、商品名：スリーワンモーター）を使用して、回転数３５０ｒｐｍにて２４時間撹拌して作製した。試験液Ｃは、電着塗装装置における極液のモデル液であり、藻を固形物として含む。
【００８６】
次に、比較例１の試験について、図１３を使用して説明する。比較例１で使用した試験装置は、実施例１等で使用した図１２で示す試験装置からラインミキサーＥ４を除いたものであり、その他の構成については、実施例１等で使用した試験装置と同じである。比較例１の試験は、図１３で示す試験装置を使用したこと以外は、実施例１の試験と同様に行った。また、比較例５及び６の試験については、試験液Ａを試験液Ｂ又はＣに変更したこと以外は、比較例１の試験と同様に行った。比較例１、５及び６における総循環回数は、上記と同様に１０回とした。このときの試験液の流量は毎分１３ｋｇであり、運転時間は５．５分間であった。
【００８７】
次に、比較例２の試験について、図１４を使用して説明する。比較例２の試験では、比較例１で得られた処理液１．８ｋｇを試験液として、容量３Ｌの貯留槽Ｅ２ａに貯留し、撹拌機Ｅ１を１００ｒｐｍで運転した。ここで、比較例２の試験で使用した試験液は試験液Ａを由来とするものであるが、比較例２の試験で、試験液Ａを使用せずに比較例１で得られた処理液を使用した理由は、比較例２で使用した後述のポンプＥ５ａが他の実施例及び比較例で使用したポンプＥ５と異なるので、ポンプの違いによる影響を除外するためである。次に、ポンプＥ５ａ（池本理科工業株式会社製、チュービングポンプ）の流量を毎分６０ｇとなるように設定し、試験液の循環を開始した。このとき、貯留槽Ｅ２ａ内の試験液は、循環ラインＥ３ａを通り、超音波振動子Ｅ７（株式会社日本精機製作所製、製品名：ＵＳ−１５０Ｔ、超音波発信器Ｅ８の出力１５０ＫＷ、発振周波数２０ＫＨｚ）を装着した容量０．５Ｌの超音波処理層Ｅ９を通過し、その後、貯留槽Ｅ２ａへ返送される。このような循環運転を行い、処理液を得た。なお、比較例２の総循環回数は、他の実施例及び比較例と同様に１０回とした。このときの運転時間は、５時間であった。
【００８８】
実施例１〜５及び比較例１〜６のそれぞれについて、処理液の濾過時間、処理液の濾過残渣、及び試験中における試験液の発泡状態を評価した。その結果を表１及び２に示す。なお、濾過時間は、各実施例及び比較例で得られた処理液の１ｋｇを３００メッシュのナイロン製の濾布を用いて自然落下により濾過し、濾過が終了するまでに要した時間を調べることにより求めた。また、濾過残渣は、各実施例及び比較例で得られた処理液の１ｋｇを３００メッシュのナイロン製の濾布を用いて濾過し、濾過前後の濾布の質量差を調べることにより求めた。
【００８９】
また、発泡状態は、循環運転中の試験液の発泡状態を目視で観察して評価した。評価基準は、下記の通りである
◎  発泡はほとんど観察されない
○  少し発泡が観察されたが、実用上の影響はない
△  発泡が観察され、わずかに実用上の影響がある
×  著しく発泡が観察され、実用上の影響が大きい
【００９０】
また、運転圧力は、圧力計Ｅ６における圧力であり、ラインミキサーＥ４の運転圧力を意味する。表１及び２において、ラインミキサーＥ４を有しない図１３及び１４に示す装置を使用した比較例については、運転圧力の欄を「−」で表示した。
【００９１】
【表１】
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【００９２】
【表２】
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【００９３】
表１及び２から理解されるように、本発明所定のベンチュリ管構造を有するラインミキサーＥ４を備えた試験装置を使用した実施例１〜４の試験では、濾過時間及び濾過残渣ともに小さな数値となり、大きな粒径の固形物が少ないことがわかる。ここで、濾過に使用した濾布は３００メッシュであるので、濾過残渣として残った固形物は、粒径が約５０μｍ以上であり、塗膜の外観に影響を与えるものである。このため、本発明所定のベンチュリ管構造を有するラインミキサーＥ４を使用することにより、試験液（洗浄水）に含まれる、塗膜の外観に影響を与える固形物を、塗膜の外観に影響を与えない程度まで粉砕できることがわかる。また、電着塗装装置の極液の循環装置を模した試験である実施例５でも、本発明所定のベンチュリ管構造を有するラインミキサーＥ４の有効性が確認できた。
【００９４】
これに対して、本発明所定のベンチュリ管構造を有するラインミキサーを備えない試験装置を使用した比較例１、２、５及び６では、塗膜の外観に影響を与えるような大粒径の固形物が処理液中に多く存在することがわかる。また、比較例３及び４から、本発明所定のベンチュリ管構造を有するラインミキサーを備えた試験装置を使用した場合であっても、運転圧力が０．０５〜０．５ＭＰａの範囲でなければ、大粒径の固形物が十分に粉砕できない、又は著しく発泡して実用上の問題があることがわかる。
【符号の説明】
【００９５】
１    水洗装置
２    貯留槽
３    回生ライン
４    ラインミキサー
４１  液体流路
４２  狭窄部
４３  縮径部
４４  拡径部
４５  液体流路の一端側
４６  液体流路の他端側
５    ポンプ
６    シャワー装置
７    槽内ポンプ
８    他の槽
９    前段の水洗工程の貯留槽
１０  電着塗装装置
１１  電着槽
１２  極液箱
１３  循環ライン
１４  極液槽
１５  極液循環装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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