(57)【要約】【課題】カチオン電着塗料浴からの沈降を防止する新しい方法を提供して、沈降物の掃除や廃棄を軽減することを目的とする。【解決手段】カチオン電着塗料浴の一部を取り出してポンプで限外濾過装置に送り、限外濾過器により濃縮した濃縮液をカチオン電着塗料浴の隣のオーバーフロー槽に戻す、カチオン電着塗料浴の循環方法であって、  限外濾過器により濃縮した濃縮液の全部または一部を電着塗料浴にも噴出的に直接戻すことを特徴とするカチオン電着塗料浴の循環方法およびそれを実行するカチオン電着塗装装置。【選択図】図１
2009249686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン電着塗料浴の一部を取り出してポンプで限外濾過装置に送り、限外濾過器により濃縮した濃縮液をカチオン電着塗料浴の隣のオーバーフロー槽に戻す、カチオン電着塗料浴の循環方法であって、
限外濾過器により濃縮した濃縮液の全部または一部を電着塗料浴に噴出的に直接戻すことを特徴とするカチオン電着塗料浴の循環方法。
【請求項２】
カチオン電着塗料浴の底部が、Ｒ状加工されている請求項１記載の循環方法。
【請求項３】
カチオン電着塗料浴、該カチオン電着塗料浴からカチオン電着塗料を取り出して限外濾過器に送るポンプ、該ポンプによりカチオン電着塗料をカチオン電着塗料浴から取り出して濃縮するための限外濾過器、限外濾過器で得られた濃縮液を戻すカチオン電着塗料浴の隣のオーバーフロー槽および該濃縮液の一部または全部をカチオン電着塗料浴にも噴出的に直接戻す噴出ノズルを包含するカチオン電着塗装装置。
【請求項４】
カチオン電着塗料浴の底部が、Ｒ状加工されている請求項３記載のカチオン電着塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カチオン電着塗料浴の循環方法およびカチオン電着塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カチオン電着塗装は、カチオン電着塗料組成物中に被塗物を陰極として浸漬させ、電圧を印加することにより行なわれる塗装方法である。この方法は、複雑な形状を有する被塗物であっても細部にまで塗装を施すことができ、自動的かつ連続的に塗装することができるので、特に自動車車体などの大型で複雑な形状を有する被塗物の下塗り塗装方法として広く実用化されている。
【０００３】
カチオン電着塗料は、顔料などの固形分が沈降物として、蓄積する。カチオン電着塗料浴は、通常、沈降物が蓄積しないように、撹拌をしたり、電着塗料を循環したりしている。しかし、どうしてもカチオン電着塗料浴には、沈降物が蓄積し、それを定期的には掃除を行う必要があり、産業廃棄物処理などが行われている。
【０００４】
沈降物が少ない電着塗料の開発も行われているが、沈降物をゼロにすることは、基本的に難しく、沈降物の蓄積は、避けることができない。沈降物を減らすことは、清掃工程数を減らすことができ、産業廃棄物の量も減らすことができ、もちろん撹拌や循環のエネルギーも減らすことができ、その効果は非常に大きい。
【０００５】
特開平６―２８７７９９号公報（特許文献１）には、電着槽および振動撹拌手段を備えた電着液循環槽とからなることを特徴とする電着装置を開示する。電着槽から電着塗料を一部汲み出して振動撹拌することにより、高い撹拌効果を達成するものである。
【０００６】
特開平１１―２９８９８号公報（特許文献２）や特開２００２−２３５１９７号公報（特許文献３）には、カチオン電着塗料浴内に電着塗料の流れを作って、沈降物を少なくする方法を提供する。
【０００７】
特開２００４−１８９５７号公報（特許文献４）には、電着塗料浴から一部を取り出して、濾過した後噴射して電着浴内にもどし、電着塗料浴の底部には、傾斜溝を設けてなる電着塗装装置を記載する。
【特許文献１】特開平６―２８７７９９号公報
【特許文献２】特開平１１―２９８９８号公報
【特許文献３】特開２００２−２３５１９７号公報
【特許文献４】特開２００４−１８９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、カチオン電着塗料浴からの沈降を防止する新しい方法を提供して、沈降物の掃除や廃棄を軽減する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、カチオン電着塗料浴の一部を取り出してポンプで限外濾過装置に送り、限外濾過器により濃縮した濃縮液をカチオン電着塗料浴の隣のオーバーフロー槽に戻す、カチオン電着塗料浴の循環方法であって、
限外濾過器により濃縮した濃縮液の全部または一部を電着塗料浴に噴出的に直接戻すことを特徴とするカチオン電着塗料浴の循環方法を提供する。
【００１０】
上記カチオン電着塗料浴の底部は、好ましくはＲ状加工されている。
【００１１】
本発明は、また、カチオン電着塗料浴、該カチオン電着塗料浴からカチオン電着塗料を取り出して限外濾過器に送るポンプ、該ポンプによりカチオン電着塗料をカチオン電着塗料浴から取り出して濃縮するための限外濾過器、限外濾過器で得られた濃縮液を戻すカチオン電着塗料浴の隣のオーバーフロー槽および該濃縮液の一部または全部をカチオン電着塗料浴に噴出的に直接戻す噴出ノズルを包含するカチオン電着塗装装置も提供する。
【００１２】
その場合、カチオン電着塗料浴の底部は、Ｒ状加工されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、限外濾過器からの濃縮液一部または全部を、カチオン電着塗料浴中にも噴出的に直接戻して、その噴出力によって、固形分の沈降を防止するのである。また、この噴出力は、既にカチオン電着塗料浴中に沈降している固形分も更に再分散させることにもなる。
【００１４】
本発明では、さらに、カチオン電着塗料浴の底部がR状に加工されているので、固形分の沈降が起こりやすくなる液溜まり部分が少なくなって、沈降がより一層防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は図面を参照して説明される。
図１は、本発明のカチオン電着塗装装置の概略を説明するための模式図である。
図２は、従来のカチオン電着塗装装置の概略を説明するための模式図である。
図３は、図１の本発明のカチオン電着塗装装置のカチオン電着塗料浴のＡ−Ａ断面の底部をＲ状にした模式図である。
図４は、従来型のカチオン電着塗料浴の図１のＡ−Ａ断面に相当する底部を示す模式図である。
図５は、図１のカチオン電着塗装装置のカチオン電着塗料浴の底部をＲ状にした場合を示す模式図である。
【００１６】
図１は、本発明のカチオン電着塗装装置の概略を説明するための模式図であって、図２は、従来例を示す模式図である。従来例である図２に点線で示した部分が本発明で導入される追加的噴出ノズルを示す部分である。図１および図２中、１はカチオン電着塗料浴であり、その電着浴にはオーバーフロー槽２が隣接している。通常、カチオン電着塗料浴の一部をポンプ３を介して、限外濾過器４（図中では、UFと表す。）に送られる。限外濾過器４では、カチオン電着塗料を濃縮して、濃縮液と濾液に分離する。濃縮液は、従来では、オーバーフロー槽２に戻される。また、濾液は、純水に近い水であるので、洗浄工程５（図示しない。）に送られる。
【００１７】
本発明を示す図１では、限外濾過で得られた濃縮液をオーバーフロー槽２のみならず、カチオン電着塗料浴１にも戻す。また、濃縮液をオーバーフロー槽２には戻さずに、全量カチオン電着塗料浴１に戻してもよい。図１では、オーバーフロー槽２に戻す流路から点線６で分岐するように示してある。上記いずれの場合でも、濃縮液は、カチオン電着塗料浴１内に噴射的に戻される。噴射的に戻すためには、通常噴射ノズルが用いられるが、特に限定的ではなく、何らかの形で濃縮液がカチオン電着塗料浴１の内部に噴出すればそれでよい。濃縮液が噴出することにより、沈降物が再分散したり、あるいは噴出力で沈降を阻害して浮遊するようにすることができる。噴射ノズルの取り付け位置は、カチオン電着塗料浴のいずれの箇所でもよく、入槽部（被塗物がカチオン電着塗料浴に導入される部分）、出槽部（被塗物がカチオン電着塗料浴から出て行く部分）またはその両者あるいは中間部であっても特に問題はない。また、噴射ノズルの高さは、低い箇所（カチオン電着塗料浴の底部）であっても、高い箇所（カチオン電着塗料浴の塗料液面付近）であっても、その中間であってもよいが、効率良く沈降を防止する観点から低い箇所（カチオン電着塗料浴の底部）付近が好ましい。
【００１８】
図３および図４は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図を示し、図４は従来型の電着浴の底部がＲ状になっていない状態を示し、図３は本発明の好ましい態様である電着浴底部にＲを付けた場合を示す。また、図５は図１の電着浴１のみを示す図であるが、電着浴の出槽部と入槽部の底部に好ましい態様であるＲを付けたものを示す。ここで、電着浴にＲ部をつけた場合、そのＲ部の半径（曲率半径）は当該電着浴の底部の大きさに応じて決められることになる。
【００１９】
カチオン電着塗料組成物
本発明のカチオン電着塗料用補給塗料に用いられるカチオン電着塗料組成物は、一般のカチオン電着塗料組成物に用いられる組成と同じ物であってよい。以下それぞれの成分について説明する。
【００２０】
カチオン性エポキシ樹脂
本発明で用いるカチオン性エポキシ樹脂には、アミンで変性されたエポキシ樹脂が含まれる。カチオン性エポキシ樹脂は、典型的には、ビスフェノール型エポキシ樹脂のエポキシ環の全部をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物で開環するか、または一部のエポキシ環を他の活性水素化合物で開環し、残りのエポキシ環をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物で開環して製造される。
【００２１】
ビスフェノール型エポキシ樹脂の典型例はビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂である。前者の市販品としてはエピコート８２８（油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量１８０〜１９０）、エピコート１００１（同、エポキシ当量４５０〜５００）、エピコート１０１０（同、エポキシ当量３０００〜４０００）などがあり、後者の市販品としてはエピコート８０７、（同、エポキシ当量１７０）などがある。
【００２２】
これらのエポキシ樹脂は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、および単官能性のアルキルフェノールのような適当な樹脂で変性しても良い。また、エポキシ樹脂はエポキシ基とジオール又はジカルボン酸との反応を利用して鎖延長することができる。
【００２３】
これらのエポキシ樹脂は、開環後０．３〜４．０ｍｅｑ／ｇのアミン当量となるように、より好ましくはそのうちの５〜５０％が１級アミノ基が占めるように活性水素化合物で開環するのが望ましい。
【００２４】
カチオン性基を導入し得る活性水素化合物としては１級アミン、２級アミン、３級アミンの酸塩、スルフィド及び酸混合物がある。１級、２級又は／及び３級アミノ基含有エポキシ樹脂を調製するためには１級アミン、２級アミン、３級アミンの酸塩をカチオン性基を導入し得る活性水素化合物として用いる。
【００２５】
硬化剤
本発明で使用する硬化剤は、ポリイソシアネートをブロック剤でブロックして得られたブロックポリイソシアネートが好ましく、ここでポリイソシアネートとは、１分子中にイソシアネート基を２個以上有する化合物をいう。ポリイソシアネートとしては、例えば、脂肪族系、脂環式系、芳香族系および芳香族−脂肪族系等のうちのいずれのものであってもよい。
【００２６】
ブロック剤は、ポリイソシアネート基に付加し、常温では安定であるが解離温度以上に加熱すると遊離のイソシアネート基を再生し得るものである。
【００２７】
ブロック剤としては、低温硬化（１６０℃以下）を望む場合には、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタムおよびβ−プロピオラクタムなどのラクタム系ブロック剤、及びホルムアルドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、ジアセチルモノオキシム、シクロヘキサンオキシムなどのオキシム系ブロック剤を使用するのが良い。
【００２８】
カチオン性エポキシ樹脂と硬化剤とを含むバインダーは、一般に、電着塗料組成物の全固形分の２５〜８５質量％、好ましくは４０〜７０質量％を占める量で電着塗料組成物に含有される。
【００２９】
顔料
本発明で用いられる電着塗料組成物は、通常用いられる顔料を含んでもよい。使用できる顔料の例としては、通常使用される無機顔料、例えば、チタンホワイト、カーボンブラック及びベンガラのような着色顔料；カオリン、タルク、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、マイカおよびクレーのような体質顔料；リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛、シアン化亜鉛、酸化亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム及びリンモリブデン酸アルミニウム、リンモリブデン酸アルミニウム亜鉛のような防錆顔料等、が挙げられる。
【００３０】
顔料は、一般に、電着塗料組成物の全固形分の１〜３５質量％、好ましくは１０〜３０質量％を占める量で電着塗料組成物に含有される。
【００３１】
顔料分散ペースト
顔料を電着塗料の成分として用いる場合、一般に顔料を顔料分散樹脂と呼ばれる樹脂と共に予め高濃度で水性媒体に分散させてペースト状にする。顔料は粉体状であるため、電着塗料組成物で用いる低濃度均一状態に一工程で分散させるのは困難だからである。一般にこのようなペーストを顔料分散ペーストという。
【００３２】
顔料分散ペーストは、顔料を顔料分散樹脂ワニスと共に水性媒体中に分散させて調製する。顔料分散樹脂ワニスとしては、一般に、カチオン性又はノニオン性の低分子量界面活性剤や４級アンモニウム基及び／又は３級スルホニウム基を有する変性エポキシ樹脂等のようなカチオン性重合体を用いる。水性媒体としてはイオン交換水や少量のアルコール類を含む水等を用いる。
【００３３】
上記顔料分散用樹脂ワニスおよび顔料を、混合した後、その混合物中の顔料の粒径が所定の均一な粒径となるまで、ボールミルやサンドグラインドミル等の通常の分散装置を用いて分散させて、顔料分散ペーストを得る。
【００３４】
電着塗料組成物の調製
電着塗料組成物は、カチオン性エポキシ樹脂、硬化剤、及び顔料分散ペーストを水性媒体中に分散することによって調製される。また、通常、水性媒体にはカチオン性エポキシ樹脂の分散性を向上させるために中和剤を含有させる。中和剤は塩酸、硝酸、リン酸、ギ酸、酢酸、乳酸のような無機酸または有機酸である。その量は少なくとも２０％、好ましくは３０〜６０％の中和率を達成する量である。
【００３５】
硬化剤の量は、硬化時にカチオン性エポキシ樹脂中の１級、２級又は／及び３級アミノ基、水酸基等の活性水素含有官能基と反応して良好な硬化塗膜を与えるのに十分でなければならず、一般にカチオン性エポキシ樹脂の硬化剤に対する固形分質量比で表して一般に９０／１０〜５０／５０、好ましくは８０／２０〜６５／３５の範囲である。
【００３６】
電着塗料は、ジラウリン酸ジブチルスズ、ジブチルスズオキサイドのようなスズ化合物や、通常のウレタン開裂触媒を含むことができる。鉛を実質的に含まないものが好ましいため、その量はブロックポリイソシアネート化合物の０．１〜５質量％とすることが好ましい。
【００３７】
電着塗料組成物は、水混和性有機溶剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、及び顔料などの常用の塗料用添加剤を含むことができる。
【００３８】
本発明では、前述したように、限外濾過器からの濃縮液一部または全部を、カチオン電着塗料浴中に噴出的に直接戻して、その噴出力によって、固形分の沈降を防止するのである。また、この噴出力は、既にカチオン電着塗料浴中に沈降している固形分も更に再分散させることにもなる。これにより、沈降物の形成を阻害し、沈降物の掃除や廃棄を軽減する。
【００３９】
本発明では、さらに、カチオン電着塗料浴の底部がR状加工されているので、固形分の沈降が起こりやすくなる液溜まり部分が少なくなって、沈降がより一層防止される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明のカチオン電着塗装装置の概略を説明するための模式図である。
【図２】図２は、従来のカチオン電着塗装装置の概略を説明するための模式図である。
【図３】図３は、図１の本発明のカチオン電着塗装装置のカチオン電着塗料浴のＡ−Ａ断面の底部をＲ状にした模式図である。
【図４】図４は、従来型のカチオン電着塗料浴の図１のＡ−Ａ断面に相当する底部を示す模式図である。
【図５】図５は、図１のカチオン電着塗装装置のカチオン電着塗料浴の底部をＲ状にした場合を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・カチオン電着塗料浴
２・・・オーバーフロー槽
３・・・ポンプ
４・・・限外濾過器
５・・・洗浄工程
６・・・追加的に設けた噴出ノズルに分岐した流路。
【図１】
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【図２】
2009249686.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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