DE10132349A1

DE10132349A1 - Verfahren und Anlage zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen

Info

Publication number: DE10132349A1
Application number: DE10132349A
Authority: DE
Inventors: Apostolos Katefidis
Original assignee: Eisenmann Foerdertechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: DE10132349B4

Abstract

Bei einem Verfahren bzw. einer Anlage zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, werden die Gegenstände in an und für sich bekannter Weise in ein Lackflüssigkeit enthaltenes Tauchbecken (1) eingetaucht. Geschaltet als Elektroden im elektrischen Feld zu einer Gegenelektrode (6) werden sie dort mit Lack beschichtet. Die sich bei dem Beschichtungsvorgang bildende Säure wird durch eine Elektrodialyseeinrichtung (19) entfernt, so dass der Säuregehalt in der Lackflüssigkeit innerhalb eines zulässigen Bereiches bleibt. Die Säurekonzentration in dem Anolyten der Elektrodialyseeinrichtung (19) wird durch geeignete Maßnahmen so hoch gehalten, dass der Anolyt einer stofflichen Wiederverwertung der Säure zugeführt werden kann. Außerdem wird auf diese Weise die Menge des vollentsalzten Wassers, das der Elektrodialyse zugeführt werden muss, reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 5
sowie
eine Anlage zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, nach dem Oberbegriff des Anspruches 9 bzw. des Anspruches 11.

Es ist bekannt, dass beim elektrophoretischen Tauchlackieren Säure frei wird, wenn sich die Lackfestkörper am als Elektrode geschalteten Werkstück entladen. Diese Säure verändert den pH-Wert der Lackflüssigkeit und muss daher kontinuierlich aus dieser entfernt werden. Bei den derzeit bekannten kataphoretisch arbeitenden Verfahren und Anlagen der eingangs genannten Art sind deshalb in das Lacktauchbecken selbst Dialysezellen eingebaut, die innen ständig mit einem Anolyten durchströmt werden. Diese Dialysezellen bestehen aus einem Gehäuse, das eine Austauschermembran trägt, die Anionen permeieren lässt, jedoch für Kationen und Lackfestkörper undurchlässig ist. Die Austauschermembran umgibt die Anoden, die für den kataphoretischen Beschichtungsvorgang verantwortlich sind. Dabei darf auch der Säuregehalt des Anolyten des Elektrodialyseprozesses nicht zu stark anwachsen, da anderenfalls die Anoden wegen der dort vorliegenden hohen Energiedichte einem starken Verschleiß ausgesetzt wären. Daher wird der Leitwert des Anolytkreislaufes je nach verwendetem Lack auf einen Sollwert zwischen 500 und 6000 µS eingestellt. Wenn der ständig überwachte Leitwert einen vorgegebenen Sollwert übersteigt, wird über ein Magnetventil so viel neues vollentsalztes Wasser zugegeben, bis der vorgegebenen Sollwert wieder erreicht ist. Überschüssiger Anolyt läuft dabei der Abwasseraufbereitung zu.

Neben der Säurekonzentration des Anolyten schreiben die Lackhersteller in den Dialysezellen einen Mindestvolumendurchsatz des Anolyten vor, um dort den Wärmehaushalt beherrschen zu können und an den Anoden das Auftreten von Konzentrationspolarisationen oder Verarmungen zu verhindern. Aufgrund dieser kombinierten Anforderungen war es bisher erforderlich, dem Anolytkreislauf große Mengen vollentsalztem Wasser zuzuführen und entsprechend große Mengen des Anolyts pro Zeiteinheit zu verwerfen. Hiermit waren sowohl für das vollentsalzte Wasser als auch an Abwassergebühren hohe Kosten verbunden. Zudem lag die Konzentration der Säure in dem verworfenen Anolyten so niedrig, dass eine stoffliche Wiederverwertung der an und für sich teuren Säure nicht möglich war.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das kostengünstiger durchgeführt werden kann.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.

Bei dieser ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Grundgedanke der, die Elektrodialyse aus dem Lacktauchbecken herauszunehmen. Auf diese Weise gelten für sie die strengen, eingangs benannten Anforderungen der Lackhersteller sowohl für den Volumendurchsatz als auch für die Säurekonzentration des Anolyten nicht mehr. Der eigentliche Beschichtungsvorgang ist ja von dem Elektrodialysevorgang entkoppelt. Hierdurch wird es möglich, den Elektrodialysevorgang mit einer Anolytkonzentration zu fahren, die sehr viel höher liegt, als dies von den Lackherstellern bisher bei den herkömmlichen Verfahren vorgeschrieben war. Höhere Konzentration bedeutet zweierlei: Zum einen wird weniger vollentsalztes Wasser benötigt, was sowohl Kosten für dieses Wasser als auch Abwassergebühren einspart; zum anderen kann die Konzentration der Säure in dem Anolyten so hoch gehalten werden, dass nunmehr eine stoffliche Wiederverwertung dieser Säuren wirtschaftlich sinnvoll wird.

Die einfachste Ausführungsform dieses Verfahrens besteht darin, dass der Volumenstrom pro Zeiteinheit des vollentsalzten Wassers, der in den Anolyten eingebracht wird, so niedrig gehalten wird, dass die Säurekonzentration des Anolyten bei einem einzigen Durchgang durch den Elektrodialyseprozess die notwendige hohe Konzentration erreicht. Bei dieser Ausführungsform wird also ohne Rücksicht auf den Beschichtungsvorgang im Lacktauchbecken die Zufuhr von vollentsalztem Wasser zur Elektrodialyse soweit gedrosselt, wie dies die Funktionsfähigkeit der Elektrodialyseeinrichtung zulässt. Bereits hierdurch lassen sich in vielen Fällen die gewünschte Einsparung an vollentsalztem Wasser sowie die gewünschte hohe Konzentration der Säure im Anolyten erzielen.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, den Anolyten durch wiederholte Führung im Kreislauf durch den Elektrodialyseprozess auf die notwendige hohe Konzentration zu bringen. In diesem Falle ist eine fast beliebige Aufkonzentration der Säure im Anolyten möglich.

Fast jedes elektrophoretische Tauchlackierverfahren verwendet einen Ultrafiltrationsvorgang, wobei das klare Permeat dieser Ultrafiltration den dem Lacktauchbecken nachgeschalteten Spüleinrichtungen als Spülflüssigkeit zugeführt wird, die danach in Kaskade wieder dem Lacktauchbecken zufließt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektrodialyse am Permeat der Ultrafiltration durchgeführt wird. In diesem Permeat steht etwa die gleiche Säurekonzentration zur Verfügung wie im Lackbad selbst. Die Membranen der "ausgelagerten" Elektrodialysezellen, denen das Permeat zugeführt wird, kommen aber nur mit klarem Medium und nicht mit Lackfestkörpern in Berührung. Die Austauschermembranen sind zudem mechanisch außerhalb des Lacktauchbeckens wenig gefährdet. Die Verrohrung der Gesamtanlage wird deutlich einfacher und kostengünstiger.

Die oben geschilderte Aufgabe wird auch durch die im Anspruch 5 beschriebene Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst. Bei dieser Variante wird die Abreicherung der Lackflüssigkeit von Säure wie beim Stande der Technik durch einen Elektrodialysevorgang durchgeführt, der im Lacktauchbecken selbst stattfindet und an dem die Elektroden, die die Lackabscheidung bewirken, als Elektroden der Elektrodialyse eine Doppelfunktion übernehmen. Erneut greift in diesem Falle die Überlegung, dass es zur Erzielung eines Anolyten mit hoher Säurekonzentration erforderlich ist, einen Elektrodialysevorgang außerhalb des Lacktauchbeckens durchzuführen. Dies geschieht bei der Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die im Anspruch 5 angegeben ist, dadurch, dass ein zweiter Elektrodialysevorgang außerhalb des Lacktauchbeckens durchgeführt wird, dem der Anolyt des ersten, innerhalb des Lacktauchbeckens ablaufenden Elektrodialysevorganges unterzogen wird. Durch den zweiten Elektrodialysevorgang wird der Anolyt des ersten Elektrodialysevorganges innerhalb desjenigen Säurekonzentrationsbereiches gehalten, den die Lackhersteller fordern. Die Zugabe von vollentsalztem Wasser in diesen ersten Anolytkreislauf ist daher nicht mehr oder nur zum Ausgleich von Verlusten erforderlich. Der Anolyt der zweiten, ausgelagerten Elektrodialyse unterliegt nun nicht mehr den Anforderungen des Lackherstellers, kann also auf konzentriert werden. Erneut stellen sich die kostenmäßigen Vorteile ein, die in der Reduzierung der zugeführten Menge vollentsalzten Wassers, der Einsparung von Abwassergebühren und gegebenenfalls in der Wiedergewinnung von Säure bestehen.

Auch bei der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es grundsätzlich möglich, für die hohe Konzentration des Anolyten des zweiten Elektrodialysevorganges dadurch zu sorgen, dass entweder die Menge des zugeführten vollentsalzten Wassers ausreichend reduziert oder der Anolyt im Kreislauf mehrfach über den Elektrodialyseprozess geführt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die kostengünstiger betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 9 bzw. Anspruch 11 angegebenen Mitteln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage sind im Anspruch 10 bzw. in den Ansprüchen 12 und 13 angeben.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage stimmen sinngemäß mit den oben geschilderten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens überein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; Es zeigen
Fig. 1 schematich ein erster Ausführungsbeispiel einer Anlage zur kataphoretischen Tauchlackierung von Fahrzeugkarosserien;
Fig. 2 ähnlich schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer derartigen Anlage.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfaßt ein Lacktauchbecken 1, das bis zu einem bestimmten Spiegel mit Lackflüssigkeit angefüllt ist, eine Spritzspülstation 2 sowie eine Spültauchbecken 3. Die zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 4 werden mit Hilfe eines nicht dargestellten Fördersystemes in der Zeichnung von links nach rechts geführt und dabei zuerst in das Lacktauchbecken 1 eingetaucht, dort in noch zu beschreibender Weise beschichtet, sodann durch die Spritzspülstation 2 geführt, dort in noch zu beschreibender Weise abgesprüht, schließlich in das Spültauchbecken 3 eingetaucht und dann der weiteren Bearbeitung zugeführt.
Die kataphoretische Beschichtung im Lacktauchbecken 1 wird mit Hilfe einer Beschichtungsstromquelle 5 durchgeführt, mit deren Minuspol die Fahrzeugkarosserien 4 während der Passage durch die Lackflüssigkeit verbunden sind. Außerdem tauchen in die Lackflüssigkeit des Lacktauchbeckens 1 mehrere Anoden 6 ein, die mit dem Pluspol der Beschichtungsstromquelle 5 verbunden sind.
Ein Teil der Lackflüssigkeit tritt aus dem Lacktauchbecken 1 in einen Überlaufbehälter 7 über, aus dem sie über eine Leitung 8 mit Hilfe einer Pumpe 9 einer Ultrafiltrationseinheit 10 zugeführt wird. Das in der Ultrafiltrationseinheit 10 gewonnene Retentat wird über eine Leitung 11 wieder direkt dem Lacktauchbecken 1 zugeführt, während das Permeat über eine weitere Leitung 12 in einen Arbeitsbehälter 13 gebracht wird. Das sich hier sammelnde Permeat stimmt in seiner ionischen Zusammensetzung, also auch in seinem pH-Wert, mit derjenigen der Lackflüssigkeit im Lacktauchbecken 1 überein, enthält jedoch keine Lackfestkörper.
Das Permeat wird dem Arbeitsbehälter 13 mit Hilfe einer Pumpe 14 entnommen und über eine Leitung 15 als Spülflüssigkeit in das Spültauchbecken 3 eingebracht. Von dort fließt die Spülflüssigkeit im Überlauf in einen Auffangbehälter 16, der sich innerhalb der Spritzsprühzone 2 unterhalb des Bewegungsweges der Fahrzeugkarosserien 4 befindet. Diesem Auffangbehälter 16 wird mit Hilfe einer Pumpe 17 Spülflüssigkeit entnommen und Spritzdüsen 18 zugeführt, die sich oberhalb des Bewegungsweges der Fahrzeugkarosserien 4 befinden und aus denen die vorbeiwandernden Fahrzeugkarosserien 4 mit Spülflüssigkeit besprüht werden. Erneut im Überlauf fließt die sich im Auffangbehälter 16 sammelnde Spülflüssigkeit in den Überlaufbehälter 7 zurück, wodurch der Kreislauf geschlossen ist.
Die Spritzspülzone 2 und das Spültauchbecken 3 bilden somit in bekannter Weise eine Spülkaskade, die gegensinnig zur Bewegung der Fahrzeugkarosserien 4 von der Spülflüssigkeit durchströmt ist.
Das sich im Arbeitsbehälter 13 sammelnde Permeat der Ultrafiltrationseinheit 10 wird zusätzlich einer Elektrodialysebehandlung unterzogen mit dem Ziel, die Säurekonzentration abzureichern und so den pH-Wert des Permeates und damit letztendlich der Lackflüssigkeit in vorbestimmten Grenzen zu halten. Hierzu ist eine Elektrodialysezelle 19 vorgesehen, welcher mit Hilfe einer Pumpe 20 das sich im Arbeitsbehälter 13 sammelnde Permeat der Ultrafiltrationseinheit 10 zugeführt wird. Der innere Aufbau der Elektrodialysezelle 19 ist in der Zeichnung nur sehr schematisch dargestellt. Sie enthält mindestens eine ionenspezifische Austauschermembran 21 sowie auf gegenüberliegenden Seiten der Austauschermembran 21 angeordnet eine Kathode 22 und eine Anode 23, die an eine Dialysespannungsquelle 24 angeschlossen sind. Das der Elektrodialysezelle 19 durch die Pumpe 20 zugeführte Permeat durchfließt im Inneren der Elektrodialysezelle 19 einen Raum, der zumindest auf einer Seite von der Austauschermembran 21 begrenzt ist.
Der auf der gegenüberliegenden Seite der Austauschermembran 21 liegende Raum der Elektrodialysezelle 19 wird von einem Anolyten in an und für sich bekannter Weise durchströmt. Bei diesem handelt es sich anfänglich um konditioniertes, vollentsalztes Wasser, das im Laufe der Zeit mit Anionen angereichert wird, die über die Austauschermembran 21 aus dem Permeat übergetreten sind. Hierzu wird dem fraglichen Raum der Elektrodialysezelle 19 über eine Leitung 30 Anolyt entnommen und in einen Vorlagebehälter 31 überführt. Mit Hilfe einer Pumpe 32 wird dieser Anolyt vom Vorlagebehälter 31 über eine Leitung 25 erneut dem Anolytraum der Elektrodialysezelle 19 zugeleitet. Auf diese Weise entsteht also eine Anolyt-Kreisströmung, die über den Vorlagebehälter 31 führt.
Der Inhalt des Vorlagebehälters 31 kann außerdem über eine Leitung 33 entnommen und einer Entsorgung zugeführt werden. Über eine weitere Leitung 34 schließlich kann in den Vorlagebehälter 31 frisches vollentsalztes Wasser eingebracht werden.
Die oben beschriebene Lackieranlage arbeitet wie folgt:
Die Fahrzeugkarosserien 4 werden in die im Lacktauchbecken 1 befindliche Lackflüssigkeit eingetaucht und dort im elektrischen Feld zwischen ihnen und den Anoden 6 kataphoretisch beschichtet. Sie werden sodann aus dem Lacktauchbad 1 wieder ausgehoben und unter den Spritzdüsen 2 der Spritzspülzone 2 hindurchgeführt, wobei anhaftende Lackflüssigkeit abgespült und im Auffangbehälter 16 gesammelt wird. Die Fahrzeugkarosserie 4 wird dann weiter zum Spültauchbecken 3 befördert, dort eingetaucht und so von noch verbliebener Lackflüssigkeit befreit. Nach dem Austritt aus dem Spültauchbecken 3 wird sie, wie schon eingangs erwähnt, der weiteren Bearbeitung zugeführt.
Der Austrag an Pigmenten aus der Lackflüssigkeit, die sich im Lacktauchbecken 1 befindet, wird durch Zugabe entsprechender Pigmente kompensiert.
Die in der Spülkaskade, welcher die Spritzspülzone 2 und das Spültauchbecken 3 umfaßt, verwendete Spülflüssigkeit wird in der Ultrafiltrationseinheit 10 gewonnen, durch die ständig mit Hilfe der Pumpe 9 Lackflüssigkeit umgewälzt wird. Das so erhaltene Permeat wird über die Leitung 12 dem Arbeitsbehälter 13 und von dort über die Pumpe 14 und die Leitung 15 dem Spültauchbecken 3 zugeführt.
Wie ebenfalls weiter oben schon erwähnt, stimmt die Ionenzusammensetzung des in den Arbeitsbehälter 13 eingebrachten Permeats mit der Ionenzusammensetzung der Lackflüssigkeit innerhalb des Lacktauchbeckens 1 überein. Während der kataphoretischen Beschichtung der Fahrzeugkarosserien 4 im Lacktauchbad 1 steigt der Säuregehalt in der Lackflüssigkeit und damit auch in dem die Ultrafiltrationseinheit 10 verlassenden Permeat an. Wird ein vorgegebener Sollwert überstiegen, wird mit Hilfe der Pumpe 20 Permeat über die Elektrodialysezelle 19 umgewälzt. Dabei wird dem Permeat Säure entzogen, der pH-Wert also wieder in den zulässigen Bereich gebracht. Der Grad der Abreicherung kann sowohl durch die Betriebsdauer der Pumpe 20, also die Zeiten der Umwälzung durch die Elektrodialysezelle 19, als auch durch die Ausgangsspannung der Dialysespannungsquelle 24 beeinflußt werden. Das Permeat, welches auf diese Weise in seiner Säurekonzentration reduziert wurde, gelangt über das Spültauchbecken 3 und die Spritzspülzone 2 wieder in das Lacktauchbecken 1 zurück, so daß sich auch dort die in der Elektrodialysezelle 19 vorgenommene Säureabreicherung auswirkt.
Die Austauschermembranen 21, die sich in der Elektodialysezelle 19 befinden, sind keinen Lackfestkörpern ausgesetzt. Auch mechanische Beschädigungen der Austauschermembranen 21 innerhalb der Elektrodialysezelle 19 sind nicht zu befürchten.
Der Anolyt der Elektrodialysezelle 19 wird während deren Betrieb ständig über den oben beschriebenen Kreislauf, d. h. über die Leitung 30, den Vorlagebehälter 31, die Pumpe 32 und Leitung 25 umgewälzt. Dabei steigt die Säurekonzentration in ihm ständig an. Hat diese einen bestimmten Wert, beispielsweise 10 bis 20 Gewichtsprozente erreicht, so wird die Zirkulation des Anolyten unterbrochen. Über die Leitung 33 wird der Inhalt des Vorlagebehälters 31 abgelassen und einer Entsorgung zugeführt. "Entsorgung" kann ein bloßes Verwerfen als Abwasser sein; vorzugsweise erfolgt jedoch eine Wiedergewinnung der in dem Anolyt-Konzentrat enthalten Säuren.
Der Vorlagebehälter 31 wird sodann über die Leitung 34 wieder mit vollentsalztem Wasser angefüllt; die Rezirkulation des Anolyten über den oben geschilderten Weg wird wieder aufgenommen und es beginnt eine erneute Anreicherung des Anolyten der Elektrodialysezelle 19.
Die oben geschilderte Aufkonzentrierung des Anolyten der Elektrodialysezelle 19 erfolgte im Chargenbetrieb. Es ist jedoch auch möglich, im Anolytkreislauf der Elektrodialysezelle 19 mit im wesentlichen konstanter Konzentration zu arbeiten. Hierzu wird dem Vorlagebehälter 31 über die Leitung 33 ständig Konzentrat entnommen und über die Leitung 34 ein gleiches Volumen an vollentsalztem Wasser zugeführt.
Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer kataphoretischen Tauchlackieranlage ähnelt stark dem oben anhand der Fig. 1 beschriebenen. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet. Von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 finden sich beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 wieder das Lacktauchbecken 101, die Spritzspülstation 102, das Spültauchbecken 103, die in die Lackflüssigkeit des Lacktauchbeckens 101 eintauchenden Anoden 106, die Beschichtungsstromquelle 105, der Lackflüssigkeitskreislauf, der über den Überlaufbehälter 107, die Leitung 108, die Pumpe 109 und die Ultrafiltrationseinheit 110 sowie die Leitung 111 führt. In ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird das Permeat der Ultrafiltrationseinheit 110 über die Leitung 112 in einen Arbeitsbehälter 113 eingebracht, aus diesem mit Hilfe der Pumpe 114 entnommen und über die Leitung 115 in die das Spültauchbecken 103 sowie die Spitzsprühzone 102 umfassende Spülkaskade eingebracht. Auch dieses Permeat fließt letztendlich in den Überlaufbehälter 107 zurück.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 fehlen jedoch die Elektrodialysezelle 19 der Fig. 1 sowie die dieser zugeordneten Komponenten. Stattdessen ist in Übereinstimmung mit dem eingangs genannten Stand der Technik beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Elektrodialyse, welche den Säuregehalt der Lackflüssigkeit konstant hält, in das Lacktauchbecken 101 integriert. Die Anoden 106, welche unmittelbar am kataphoretischen Lackiervorgang beteiligt sind, dienen hier gleichzeitig als Anoden der Elektrodialysezelle. Die Anoden 106 sind von einer korbartig ausgestalteten semipermeablen Membran 132 umgeben, welche den Anolytraum, in den die Anoden 106 eintauchen, von dem Katalytraum trennen, der von dem Lackflüssigkeitsbad gebildet wird. Die semipermeablen Membranen 133 haben außerdem die Aufgabe, die Lackfestteile von den Anoden 106 fernzuhalten.
Der Anolyt dieses Elektrodialyseprozesses fließt im Kreislauf in folgender Weise: Er strömt aus den Anolyträumen, welche die Anoden 106 umgeben, über eine Leitung 134 zu einem Arbeitsbehälter 135 und wird diesem über eine Leitung 136 entnommen, von der eine weitere Leitung 137 abzweigt. In dieser Leitung 137, die in die Anolyträume nahe den Anoden 106 zurückführt, liegt eine fördernde Pumpe 138.
Eine weitere Pumpe 139 in der Leitung 136 fördert einen Teil des dem Arbeitsbehälter 135 entnommenen Anolyten in den Katalytraum einer weiteren Elektrodialysezelle 140. Dieser weiteren Elektrodialysezelle 140 ist eine eigenständige Spannungsquelle 141 zugeordnet.
In den Anolytraum der Elektrodialysezelle 140 wird über die Leitung 142 vollentsalztes Wasser zugegeben. Der mit Säure angereicherte Anolyt verlässt die Elektrodialysezelle 140 über die Leitung 143 und wird hier der Entsorgung zugeführt.
Die in Fig. 2 dargestellte kataphoretische Tauchlackieranlage funktioniert, was den eigentlichen Lackiervorgang sowie den Spülvorgang anbelangt, in derselben Weise wie das oben ausführlich beschriebene Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Die mit der Aufrechterhaltung einer bestimmten Säurekonzentration in der Lackflüssigkeit verbundenen Vorgänge spielen sich jedoch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in folgender Weise ab:
Mit Hilfe der Pumpe 138 wird ständig Anolyt in dem oben geschilderten, ersten Kreislauf umgewälzt, der über die die Anoden 106 umgebenden Anolyträume führt. Das Strömungsvolumen pro Zeiteinheit in diesem ersten Kreislauf darf nicht unter einen bestimmten Wert abfallen, um den Wärmehaushalt im Bereich der semipermeablen Membranen 133 sowie der Anoden 106 nicht zu stören. Statt nun diesem Kreislauf, wie dies beim Stande der Technik geschah, zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Säurekonzentration ständig vollentsalztes Wasser zuzuführen und eine entsprechende Menge Anolyt abzuführen und zu verwerfen, wird bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 über die Leitung 136 ein zweiter Kreislauf aufgebaut, der über die zusätzliche Elektrodialysezelle 140 führt. In der Elektrodialysezelle 140 wird dem Anolyt des ersten Kreislaufes Säure entzogen, so dass in dem Arbeitsbehälter 135, in welchen der abgereicherte Anolyt zurückgeführt wird, eine im wesentlichen konstante Säurekonzentration herrscht. Im Prinzip ist also der erste Anolytkreislauf, der den Arbeitsbehälter 135 einschließt, vollständig geschlossen; ohne Leck- und Verdampfungsverluste müsste also diesem Kreislauf kein Wasser zugeführt werden.
In der zweiten Elektrodialysezelle 140 herrschen andere Anforderungen, was den Durchsatz des Anolyten betrifft. Das heißt, hier ist es möglich, die Menge an vollentsalztem Wasser, welches über die Leitung 142 dem Anolytraum der Elektrodialysezelle 140 zugeführt wird, so weit zu reduzieren, dass bei einem einzigen Durchgang durch die Elektrodialysezelle 140 eine erhebliche Aufkonzentration erfolgt. Im Idealfall ist also der Anolyt der zweiten Elektrodialysezelle 140, der über die Leitung 143 abströmt, so hoch aufkonzentiert, dass eine stoffliche Wiederverwertung der in ihm enthaltenen Säure möglich ist.
Sollte im Einzelfalle eine noch höhere Aufkonzentrierung des Anolyten gewünscht sein, da beispielsweise zur korrekten Funktion der Elektrodialysezelle 140 die Menge an vollentsalztem zugeführten Wasser nicht weiter reduziert werden kann, so ist es möglich, auch den Anolyten der zweiten Elektrodialysezelle in einem Kreislauf zu führen, ähnlich wie dies bei der Elektrodialysezelle 119 des ersten Ausführungsbeispieles der Fall war.

Claims

1. Verfahren zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, bei dem

a) die Gegenstände in ein Lackflüssigkeit enthaltendes Lacktauchbecken eingetaucht und als Elektroden, insbesondere Kathoden, geschaltet im elektrischen Feld zu einer Gegenelektrode, insbesondere Anode, die ebenfalls in die Lackflüssigkeit eintaucht, mit Lack beschichtet werden;

b) die sich bei dem Beschichtungsvorgang bildende Säure durch einen Elektrodialysevorgang entfernt wird, so dass der Säuregehalt in der Lackflüssigkeit innerhalb eines zulässigen Bereiches bleibt,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Elektrodialysevorgang außerhalb des Lacktauchbeckens (1) mit einer Spannungsquelle (24) erfolgt, die unabhängig von der die elektrophoretische Lackabscheidung im Lacktauchbecken (1) bewirkenden Spannungsquelle (5) ist;

b) der bei der Elektrodialyse eingesetzte Anolyt auf einer so hohen Säurekonzentration gehalten wird, dass eine stoffliche Wiederverwertung der in dem Anolyt enthaltenen Säure möglich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom pro Zeiteinheit des vollentsalzten Wassers, der in den Anolyten eingebracht wird, so niedrig gehalten wird, dass die Säurekonzentration des Anolyten bei einem einzigen Durchgang durch den Elektrodialyseprozess die notwendige hohe Konzentration erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anolyt durch wiederholte Führung im Kreislauf durch den Elektrodialyseprozess auf die notwendige hohe Konzentration gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Teil der Lackflüssigkeit dem Lacktauchbecken entnommen und einer Ultrafiltration unterzogen wird, wobei das Retentat der Ultrafiltration direkt zum Lacktauchbecken zurückgeführt wird, während das Permeat der Ultrafiltration zunächst als Spülflüssigkeit für die beschichteten Gegenstände genutzt und sodann in das Lacktauchbecken zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodialyse am Permeat der Ultrafiltration durchgeführt wird.

5. Verfahren zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, bei dem

b) die sich bei dem Beschichtungsvorgang bildende Säure durch einen ersten Elektrodialysevorgang entfernt wird, so dass der Säuregehalt in der Lackflüssigkeit innerhalb eines zulässigen Bereiches bleibt,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) dem Anolyt des ersten Elektrodialysevorgangs in einem zweiten, außerhalb des Lacktauchbeckens stattfindenden Elektrodialysevorgang Säure entzogen wird, wobei

b) der bei dem zweiten Elektrodialysevorgang eingesetze Anolyt auf einer so hohen Säurekonzentration gehalten wird, dass eine stoffliche Wiederverwertung der in dem Anolyten enthaltenen Säure möglich ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom pro Zeiteinheit des vollentsalzten Wassers, der in den Anolyten des zweiten Elektrodialyseprozesses eingebracht wird, so niedrig gehalten wird, dass die Säurekonzentration dieses Anolyten bei einem einzigen Durchgang durch den zweiten Elektrodialyseprozess die notwendige hohe Konzentration erreicht.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anolyt durch wiederholte Führung im Kreislauf durch den zweiten Elektrodialysevorgang auf die notwendige hohe Konzentration gebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Säurekonzentration des der stofflichen Wiederverwertung zugeführten Anolyten mindestens zehn Gewichtsprozent beträgt.

9. Anlage zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit

a) einem Lacktauchbecken, das mit einer Lackflüssigkeit angefüllt ist, in welche die Gegenstände eingetaucht werden;

b) einer Beschichtungsspannungsquelle, mit deren einem Pol, insbesondere Minuspol, die eingetauchten Gegenstände verbindbar sind und deren anderer Pol, insbesondere Pluspol, mit mindestens einer in die im Lacktauchbecken befindliche Flüssigkeit eintauchenden Gegenelektrode, insbesondere Anode, verbunden ist;

c) einer Elektrodialyseeinrichtung, mit deren Hilfe die sich bei dem Beschichtungsvorgang bildende Säure aus der Lackflüssigkeit entfernt werden kann, so dass der Säuregehalt in der Lackflüssigkeit innerhalb eines zulässigen Bereiches bleibt,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Elektrodialyseeinrichtung (1) außerhalb des Lacktauchbeckens (1) angeordnet ist, eine von der Beschichtungsstromquelle (5) unabhängige Dialysestromquelle (24) und von der in das Lacktauchbecken (1) angeordneten Gegenelektrode, insbesondere Anode (6), unabhängige Elektroden (22, 23) aufweist;

b) der der Elektrodialyseeinrichtung (1) entnommene Anolyt eine so hohe Säurekonzentration aufweist, dass eine stoffliche Wiederverwertung der in dem Analyten enthaltenen Säure möglich ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodialyseeinrichtung (1) ein Kreislauf (30,31, 32, 25) zugeordnet ist, über den der Anolyt geführt werden kann.

12. Anlage zur elektrophoretischen, insbesondere kataphoretischen, Tauchlackierung von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien, mit

b) einer Beschichtungsspannungsquelle, mit deren einem Pol, insbesondere Minuspol, die eingetauchten Gegenstände verbindbar sind, und deren anderer Pol, insbesondere Pluspol, mit mindestens einer in die im Lacktauchbecken befindliche Lackflüssigkeit eintauchenden Gegenelektrode, insbesondere Anode, verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, dass

a) eine zweite Elektrodialyseeinrichtung (140) außerhalb des Lacktauchbeckens (101) vorgesehen ist, welcher der Anolyt der ersten Elektrodialyseeinrichtung (106, 133) zuführbar ist, wobei

b) der der zweiten Elektrodialyseeinrichtung (140) entnommene Anolyt eine so hohe Säurekonzentration aufweist, dass eine stoffliche Wiederverwertung der in dem Anolyten enthaltenen Säure möglich ist.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten Elektrodialyseeinrichtung ein Kreislauf zugeordnet ist, über den der Anolyt geführt werden kann.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Säurekonzentration des der stofflichen Wiederverwertung zugeführten Anolyten mindestens zehn Gewichtsprozent beträgt.