電気泳動コーティング産業における限外濾過システム (UF) の応用
電着塗装は、水溶性塗料の中にワークと対応する電極を入れ、電源を接続し、塗料中の樹脂、顔料、フィラーを均一に析出させて塗装表面に堆積させる塗装方法です。電極として使用し、電界による物理的・化学的作用により非水溶性の塗膜を形成します。 限外濾過と限外濾過は、電気泳動コーティングのプロセスにおいて重要な役割を果たします。 ED-RO 技術の有効活用と推進により、電気泳動コーティングと水資源の利用率がさらに向上し、電気泳動下水の排出を大幅に削減できます。 限外濾過装置の正しく効果的な使用とメンテナンスにより、限外濾過システムの稼働率が向上します。 電気泳動後の限外濾過洗浄（UF）の目的は、電気泳動膜表面に付着した浮遊塗料を除去し、膜の外観品質を向上させ、電気泳動膜を回復することです。
限外濾過システムの簡単な説明
限外濾過 (UF) は膜分離技術です。 これは、UF 膜の両側の圧力差によって駆動される機械的スクリーニングの原理に基づいた溶液分離プロセスです。 使用圧力は通常(0.1～0.6)MPa、分離細孔径は1nm～0.1μm、保持分子量は500～1000000程度です。 電気泳動塗料UFの工程において、電気泳動塗料が接触すると、 UF 膜、溶液および無機塩は UF 膜を通過できますが、樹脂や顔料と同等のサイズの分子は UF 膜を通過できず、塗料溶液中に保持されて電気泳動タンクに戻されます。
電気泳動コーティングにおける限外フィルターの応用限外濾過装置は電気泳動コーティングラインの重要な装置です。 限外ろ過装置の主な目的は、UF装置を通して電気泳動槽から純水と塗料溶剤を取り出し、電気泳動部の洗浄水を供給し、電気泳動ワークに付着した余分な電気泳動塗料を洗浄して電気泳動槽に戻すことです。 このようにして、ワーク表面からの電気泳動塗料をリサイクルすることができ、閉回路循環を実現することができ、企業向けの電気泳動塗料の購入コストを 30% 節約できます。 第二に、UF 液の一部を排出することで、塗装工程中に電気泳動槽内に持ち込まれる不純物イオンを除去し、電気泳動槽の作動液中の不純物含有量を規定のコンダクタンスと pH 値の範囲内に保つことができます。また、電気泳動後のワークの洗浄水として純水の代わりにUF液を再利用でき、電気泳動塗料の排出も基本的にありません。 純水による直接洗浄による廃水処理負荷を回避し、環境汚染を軽減します。
限外濾過システムの動作原理限外濾過は、電気泳動塗料の作動液中の不純物イオンを除去し、カチオンおよびアニオンの汚染源を効果的に遮断して、塗料溶液の安定性と塗膜の完全性を確保するために使用されます。 限外濾過 (UF) は、溶液を精製、分離、または濃縮できる膜透過分離技術です。 限外濾過プロセスは、膜の孔径に関連するスクリーニングプロセスとして理解できます。 膜の両側の圧力を駆動力として、限外濾過膜を濾材として、一定の圧力下で溶液が膜表面を流れるとき、水、無機塩、低分子のみが膜を通過できます。膜は、組織水中の浮遊固体、コロイド、タンパク質、微生物および他の高分子を通過させ、溶液の精製、分離および濃縮の目的を達成します。 限外濾過は連続的な低圧操作です。
電気泳動塗料槽の液は、限外濾過フィルターと側面の限外濾過膜により差圧濾過され、液中を通って限外濾過槽に流れます。 限外濾過液の循環量の約30％が電気泳動補助槽から流れ、その後電気泳動槽に戻ります。 限外濾過システムへの塗料の最小量は設計水収量の 10 倍であり、塗料の最適量は設計水収量の 20 倍です。
1) 出口パイプラインに圧力がかかっていないことを確認し、塗料供給バルブ、洗浄入口バルブ、洗浄出口バルブを閉じ、液体を貯蔵タンクと洗浄タンクのバルブに通します。 2) 塗料循環バルブ、液体排出バルブ、すべての圧力計遮断バルブを開きます。 ３）限外濾過ポンプシャフトシールの冷却剤入口および出口バルブを開く（圧力は０．２ＭＰａである）。 4) 塗料供給ポンプを始動します。 5) 塗料入口をわずかに開き、塗料を限外濾過システムにゆっくりと注入します。 6) ベースライン圧力が 0.15MPa に達するまで塗料入口バルブをゆっくりと開き、その後ポンプを開きます。 7) 圧力差が 0.2MPa に達し、入口圧力が 0.35MPa、出口圧力が 0.15MPa になるまで、入口バルブと出口バルブをゆっくりと調整します。 8) 限外濾過膜に漏れがないか確認してください。 それでも漏れがある場合は、O リングとメンブレン グループを適時に交換する必要があります。 9) 浸透性液体の吐出時間は 10 分以上としてください。 10) 貯留装置への液通しバルブを開け、分離液排出バルブを閉じます。
限外ろ過装置の使用上の注意 1) 限外濾過コンポーネント、エンクロージャー、および付属品は、損傷を防ぐために軽く取り扱う必要があります。 2) 突然の停電またはその他の予期しないシャットダウンの時間は 2 時間を超えてはなりません。 シャットダウン時間が長すぎる場合は、限外濾過膜エレメントをブロックする塗料の堆積を避けるために、限外濾過膜エレメントをすぐに洗浄する必要があります。 3) 問題を防止および解決するために、洗浄システムと電気泳動システムのパラメータを詳細に記録します。 4) フィルターの入口と出口の間の圧力差は 0.08MPa の場合は、限外濾過のフィルターバッグを適時に交換する必要があり、濾過精度は 25μm 以下です。 5) 液体バルブが閉じているときは、限外濾過システムを作動させないでください。 6) 限外濾過膜への圧力損傷を避けるため、排出バルブが開いているときはポンプを始動しないでください。 7) 大量の濾液は禁止し、規定の濾液量以下で開閉バルブを調整してください。 8) 金属の前処理プロセスでの化学薬品の導入を最小限に抑え、電気泳動タンクに入る前の最後のリンスの滴下導電率は 10us/cm 未満である必要があります。
電気泳動後に使用される限外濾過洗浄システム（UF）は、電気泳動塗料の表面に付着した浮遊塗料を除去し、塗膜の外観を改善し、電気泳動塗料を回収するために使用されます。 使用する装置は前処理リン酸塩処理後の水洗装置と同じです。 純水による最終洗浄は、不純物イオンを除去し、汚染汚れや皮膜の発生を防止することが目的です。 洗浄が不十分な場合にギャップに二次フローマークが発生するのを防ぐために、完全な浸漬洗浄プロセスを実行する必要があります。 限外濾過洗浄は塗料の取り出し量を減らすために通常2～3回行います。例えば、車体面積は80～100平方メートルで、車体1台あたり20%固形液を7～10L取り出すことになります。 最初の水洗浄の固形分が 4% ～ 5% の場合、2 回目の水洗浄では 1% 未満に達する可能性があります。 新しい限外濾過液の固形分は通常 0.5% 未満です。 不純物イオンや固形物を除去する場合、最終純水洗浄に純水の代わりにUE-RO液を使用することで、真の完全密閉型電気泳動後洗浄を実現し、電気泳動汚水の排出量を大幅に削減できます。電気泳動コーティングの利用率を大幅に向上させます。 効果的な閉回路によって電気泳動塗料作業溶液中の不純物イオンと陽イオンおよび陰イオン汚染源を除去し、塗料溶液の安定性と塗膜の完全性を確保します。 電気泳動塗料システムでは、限外濾過によって生成される浸透液には水と塗料の可溶化物質が含まれています。 このループ循環システムにより、塗料の洗浄工程で液体を使用する際の塗料の損失を補うことができます。 液体を通過すると、塗料の導電率が低下する可能性があります。
濃縮洗浄液と純水の比率は 1:99、温度は 38 ～ 43℃、PH=2 ～ 2.2 に制御します。洗浄液は粘着性があるため、洗浄槽内で洗浄ポンプを使用して純水を循環させます。温度が32℃以上になった後、洗浄液を加えて35℃まで循環させ、塩酸を加えてPH値をPH=2に調整し、洗浄バルブを開いて膜コアの洗浄を行います。 洗浄中はPHを少なくとも2.2に保ってください。 限外濾過システムは、プロセス要件に厳密に従って操作する必要があります。 限外濾過システムの限外濾過膜を一定期間交換した後、フィルターバッグが詰まり、限外濾過膜の流量差がプロセス要件を満たせないという障害が発生します。 したがって、上記の問題を考慮すると、原因を突き止めて障害を取り除くために、操作要件とプロセスパラメータに従って厳密に従って洗浄プロセス中にオペレーターを追跡する必要があります。 プロセスを最適化し、プロセスを改善し、製品の品質を向上させます。 注意事項： 1) 限外濾過膜成分の透過率が通常の70％以下になった場合は洗浄が必要です。 清掃が遅れると詰まりが発生し、ひどい場合には元の流れに戻すことが困難になります。 2) 限外濾過システムには膜エレメントの目詰まりを防止する精度25μmの精密フィルターが装備されています。 フィルターバッグはプロセス要件に従って厳密に交換する必要があり、フィルターとパイプラインは定期的に清掃する必要があります。 3) 故障による予期せぬシャットダウンの場合、膜部品の詰まりを防ぐために、規定に従って洗浄を適時に実行する必要があります。 4) 操作規則に厳密に従って操作し、参考のために UF 限外濾過システムの操作パラメーターを詳細に記録します。
掃除の手順 1) 洗浄する限外濾過膜アセンブリの塗料入口および出口バルブを閉じます。 ２）洗浄が必要な限外濾過膜アセンブリ内の塗料を徹底的に排出する。 3) 洗浄ポンプの入口および出口バルブを開きます。 4) 洗浄パイプの洗浄入口および出口バルブを膜パイプ内に開きます。 5) 必要な限外濾過膜アセンブリの洗浄入口および出口バルブを開きます。 6) 洗浄ポンプを始動します。 ７）限外濾過膜内の塗料を流水脱イオン水で洗浄する（目視検査では透明な水である）。 8）洗浄処方に従って洗浄液を調製し（pH値を2〜3に調整、試験紙）、2時間〜3時間サイクルし、浸透力が600L/hに達するまで洗浄し、洗浄液を排出します。 9) 洗浄時の液温は45℃を超えないようにしてください。 温度が高すぎる場合は、機械を停止して冷却し、洗浄を続行し、洗浄液を排出する必要があります。 １０）脱イオン水の流水で３０分間洗浄し、洗浄液を排出する。 詰まりがひどい場合は、洗浄時間を延長する場合があります。 11) メンブレンを脱イオン水または UF 溶液で密封して使用します。 限外濾過システムは、ワークに持ち込まれる不純物イオンの濃度を制御し、コーティングの品質を確保します。 本装置の運転にあたっては、一度運転したら連続運転することに注意し、限外濾過膜の乾燥を防ぐため断続運転は厳禁です。 乾燥した樹脂や顔料は限外濾過膜に付着し、完全に洗浄できず、限外濾過膜の透水性や寿命に重大な影響を及ぼします。 限外ろ過膜の排水量は運転時間とともに減少しますので、限外ろ過浸出および洗浄に必要な限外ろ過水を確保するために、連続 30 ～ 40 日に一度洗浄する必要があります。
おわりに 電気泳動塗装は特殊な塗膜形成方法であり、水性塗料の中で最も実用的な施工技術です。 水溶性で毒性がなく、自動制御が容易な特徴があるため、電気泳動塗料をリサイクルして廃棄物を削減する必要があります。 電気泳動コーティングの回収は一般に限外濾過または逆浸透を採用しますが、その動作原理は根本的に異なり、プロセスの使用には一般に2種類があります：限外濾過UF：ポリマーと電解質の分離、塗料水の分離とも言えます、使用圧力は約1Kg 、浸透圧の約3倍、膜の孔が大きい。 逆浸透RO：溶液を精製または濃縮する、つまり有機物と無機物の分離を実現します。 使用圧力は浸透圧の約50倍の約25Kgで、膜穴も小さい。
