JP2880622B2 - 回収塗料の分離液の再使用方法 - Google Patents
回収塗料の分離液の再使用方法Info
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Description
に捕集される水性塗料を分離回収して再使用する系にお
ける分離液の再使用方法に関するものである。
ー塗装するにあたって、被塗装物に塗着しない塗料のダ
ストが多く発生するが、この塗料ダストは塗装ブース内
の洗浄水(ブース循環水)に溶解乃至分散させて捕集さ
れる。このように洗浄水に捕集される塗料ダストは多量
であるために、これをそのまま廃棄すると塗料の損失に
なると共に、また環境汚染の問題にもつながる。
を回収して再使用することが検討されており、例えば特
開昭49−51324号公報に開示されるような回収方
法が提案されている。すなわちこのものは、水性塗料の
噴霧ダストを塗装ブース内の洗浄水に捕集することによ
って得られる塗料希釈水を限外濾過膜や逆浸透濾過膜な
どに通し、水を濾過して濃縮することによって水性塗料
の不揮発分濃度を元の水性塗料と同程度に戻すようにし
たものであり、このように塗料希釈水を濃縮することに
よって水性塗料を洗浄水から分離して再生使用できるよ
うにしたものである。
するために塗料希釈水を限外濾過膜などに通して濃縮す
る際に、塗料から分離された大量の分離液が濾液として
得られる。この分離液を廃棄するとなると排水処理をお
こなうことが必要になるために、分離液を再度塗装ブー
スに戻して洗浄水として再使用することがおこなわれて
いる。
塗料希釈水から分離された分離液を塗装ブースの洗浄水
として再使用する場合、塗料希釈水の回収、塗料希釈水
の濾過分離、分離液の洗浄水としての再使用を繰り返し
ていくと、塗料希釈水を濾過濃縮して回収塗料を得よう
とする際に、濃縮する塗料の粘度が異常に上昇し、元の
塗料の不揮発分濃度(例えば約50%)まで濃縮するこ
とが困難になり、また濾過濃縮をおこなうのに長時間を
要することになるという問題が発生するものであった。
使用すると濃縮した回収塗料が増粘する現象がどのよう
なメカニズムで起こるか詳細は不明であるが、次のよう
に推定される。すなわち、水性塗料には、塗料主原料で
ある樹脂合成の際に残留する未反応の酸モノマーや、樹
脂合成の副生成物である酸を含んだ低分子の重合体や、
樹脂ワニスをアミン等で中和する際に生じる樹脂の分解
生成物や、樹脂ワニスや塗料の保管中に生じる樹脂の分
解生成物や、塗料を夏場などのような高温下で塗装・洗
浄水に捕集・濃縮分離・再使用を多数回繰り返すことに
よって生じる加水分解生成物など、様々な原因による低
分子酸成分が含まれている。そして、この水性塗料を洗
浄水に捕集した塗料希釈水を濾過すると、低分子酸成分
は洗浄水に溶解して分離液と共に濾過され、塗料から分
離されることになり、この濾過分離を繰り返すと分離液
中に低分子酸成分が蓄積されて分離液中の低分子酸成分
の濃度が高くなる。この低分子酸成分の濃度が高い分離
液を洗浄水として使用して塗料を捕集することによって
得られる塗料希釈水では、塗料樹脂は蓄積された高濃度
の低分子酸成分によって安定化されているが、この塗料
希釈水を濾過・濃縮して塗料を回収する過程で低分子酸
成分は分離液と共に流出して塗料樹脂から引き離される
ことになり、この結果として濃縮した回収塗料中の樹脂
が不安定になって増粘し、濾過効率が低下して目的とす
る元の塗料の不揮発分濃度まで濃縮することができなく
なると考えられる。
あり、塗料希釈水の濃縮の効率を低下させることなく塗
料希釈水からの分離液を洗浄水として再利用することが
できるようにすることを目的とするものである。
分離液の再使用方法は、水性塗料を洗浄水1に捕集させ
て得られる塗料希釈水2を回収し、これを塗料と水に分
離することによって塗料を回収して再使用すると共に分
離液3を洗浄水1として再使用するにあたって、分離液
3を再使用して調製される洗浄水1の酸価を10以下、
pHを7.0〜9.0に調整することを特徴とするもの
である。
に分離する手段として限外濾過を用いることができる。
また本発明では、洗浄水1に捕集される水性塗料が回収
塗料と新塗料の混合塗料である場合、回収塗料と新塗料
の混合体積比に応じて、分離液3を再使用して調製され
る洗浄水1の酸価を、回収塗料の混合体積百分率をy
軸、分離液を再使用して調製される洗浄水の酸価をx軸
としたx−y座標系において、(0,0),(10,
0),(10,50),(5,100),(0,10
0)の各点を結ぶ直線で囲まれた範囲に調整することが
好ましい。
が25〜100、水酸基価が35〜200、SP値が1
0.0〜11.0の水溶性アルキド樹脂あるいは水溶性
アクリル樹脂を主成分とし、水溶性アルキド樹脂あるい
は水溶性アクリル樹脂のSP値より0.5〜3.0高い
SP値を有する硬化剤を配合して調製されるものを用い
るのが好ましい。
性塗料の塗装−濃縮回収システムの一例を示すものであ
り、水性塗料としてはスプレー塗装用に従来から使用さ
れている水性アルキド樹脂塗料や水性アクリル樹脂塗料
など、特に制限されることなく使用することができる
が、特に水性アルキド樹脂塗料は一般に樹脂合成過程で
未反応酸モノマーが残留し易く、低分子酸成分の濃度が
高くなり易いので本発明に適用して効果を高く得ること
ができるものである。そしてこの水性塗料を図1のよう
な塗装ブース8においてスプレー機9でスプレー塗装す
る際に、被塗装物に塗着しない塗料ダストは塗装ブース
8内に循環される洗浄水1に溶解乃至分散させて捕集さ
れる。このように洗浄水1に塗料ダストが捕集されると
塗装作業の進行に従って洗浄水1中の塗料の濃度が高ま
り、洗浄水1中の不揮発分濃度が高くなる。洗浄水1中
の不揮発分濃度が所定値にまで高くなると、この水性塗
料が溶解乃至分散する洗浄水1を塗料希釈水2として塗
料濃縮タンク7に移し、この塗料希釈水2を濾過装置4
で濾過する。
料と水とを分離することができるものであれば何でも使
用することができるが、具体的には限外濾過膜を具備し
て形成される限外濾過装置や、逆浸透膜を具備して形成
される逆浸透濾過装置など、特開昭49−51324号
公報などで従来から提供される装置を用いておこなうこ
とができる。濃縮タンク7からこの濾過装置4に塗料希
釈水2を送って水を濾過することによって濃縮し、さら
にこの濃縮した塗料希釈水2を濃縮タンク7に返送して
再度濾過装置4に供給するというように繰り返して塗料
希釈水2を濾過することによって、塗料希釈水2を元の
水性塗料の不揮発分濃度とほぼ同じ濃度になるまで濃縮
して、洗浄水1から分離して回収塗料を得ることができ
るものである。一方、濾過装置4で塗料希釈水2から濾
過・分離された分離液3は濾液タンク5に回収され、塗
装ブース8に送って洗浄水1として再使用される。
生使用システムにおいて、新しい洗浄水1と新しい水性
塗料を用いて初めて稼動する場合や、塗装ブース8を含
む塗料回収循環系を清掃などするために洗浄水1を廃棄
した場合は、洗浄水1として新しい水にブチルセロソル
ブなどの親水溶剤を若干量添加したものを用いるので、
低分子酸成分を低減するための水質を調整をする必要は
ないが、上記のようにして塗料希釈水2から濾過した分
離液3を塗装ブース8に循環されるブース循環水源(以
下マスターバッチという)に戻して洗浄水1として使用
する場合には、既述のように塗料希釈水2から濾過・分
離された分離液3は低分子酸成分が蓄積して低分子酸成
分の濃度が高くなっており、この分離液3をそのまま洗
浄水1として使用して塗料を捕集し、塗料希釈水2とし
て回収して濾過・濃縮すると、濃縮した塗料の粘度が高
くなるおそれがある。
・分離した分離水3をマスターバッチに戻すことによっ
て洗浄水1を調製するにあたって、この洗浄水1の低分
子酸成分の量を管理することによって、この洗浄水1を
使用して塗料を捕集することによって得られる塗料希釈
水2を濾過・濃縮する際に、粘度が異常に高くなること
なく濃縮して回収塗料を得ることができるようにしたも
のである。そして本発明では、分離液3を再使用して調
製される洗浄水1の酸価を10以下、pHを7.0〜
9.0の範囲に管理することによって、洗浄水1の低分
子酸成分を調整するようにしている。
水1中の酸の量を中和するのに必要なKOHのmg数と
定義されるものであり、市販の電位差滴定装置により中
和点までに要した0.1NのKOH水溶液の滴定量から
計算される値である。洗浄水1の酸価が10を超える
と、洗浄水1に含有される低分子酸成分の量が多過ぎ
て、濃縮塗料の粘度が高くなって元の塗料の不揮発分濃
度にまで濃縮することが困難になるものである。
性塗料としては、新規に配合調製された新塗料の他に、
上記のように塗料希釈水2から濃縮・分離して回収され
た回収塗料が使用されるものであり、この回収塗料を使
用する場合には新規塗料に混合して混合塗料として用い
るのが普通である。そしてこのように回収塗料を使用す
るときには回収塗料中の樹脂は新塗料のものよりも水に
対する溶解性が不安定になっているために、混合塗料中
の回収塗料の混合体積比に応じて洗浄水1の酸価の限界
値を決めるのが好ましい。すなわち混合塗料を用いる場
合の洗浄水1の酸価の値は、混合塗料中の回収塗料の混
合体積百分率をy軸、分離液3を再使用して調製される
洗浄水の酸価をx軸としたx−y座標系において、
(0,0),(10,0),(10,50),(5,1
00),(0,100)の各点を結ぶ直線で囲まれた範
囲内になるように調整するのが好ましい。この範囲を図
2に実線で示すが、さらに好ましい範囲は、図2に破線
で示すように上記x−y座標系において、(0,0),
(5,0),(5,50),(4,100),(0,1
00)の各点を結ぶ直線で囲まれた範囲内である。酸価
がこの範囲であれば、濃縮した塗料の粘度は元の塗料よ
りもむしろ粘度が低くなり、元の塗料よりも高い不揮発
分濃度になるまで濃縮することが可能になって、回収後
の塗料の調整が容易になると共に、濃縮の時間も短縮す
ることができるものである。
用して調製した洗浄水1中の低分子酸成分を低減して酸
価を上記範囲に調整する方法は、公知の方法等を用いる
ことができるものであって特に限定されるものではない
が、例えば次の方法を採用することがきる。 塗料希釈水2から濾過回収した分離液3中の低分子
酸成分の濃度が高いとき、この分離液3を水で希釈して
低分子酸成分の濃度を下げて酸価を調整し、この分離液
3で洗浄水1のマスターバッチを調製する。この方法で
は分離液3を水で希釈すると量が増えるために、全量を
洗浄水1のマスターバッチとして再使用することができ
ない場合があって、一部を廃棄する必要が生じてリサイ
クルシステムとして不完全になることがあるが、簡単な
方法であるので実用的な価値がある。
3中の低分子酸成分の濃度が高いとき、逆浸透法などで
分離液3中の低分子酸成分を濃縮して除去することによ
って、分離液3の低分子酸成分の濃度を下げて酸価を調
整し、この分離液3で洗浄水1のマスターバッチを調製
する。この方法では低分子酸成分の濃縮した液を処理し
て廃棄する必要があり、リサイクルシステムとして不完
全になることがあるが、処理量は少量になるため実用的
な価値がある。
を構成するワニスを水で希釈し、限外濾過などにより水
を濾過することによって、塗料に含まれる低分子酸成分
を水に溶解させて水と共に濾過・除去し、水性塗料の低
分子酸成分量を少なくする。このようにして低分子酸成
分を少なくした水性塗料を用いることによって分離液3
中の低分子酸成分の濃度も低くなるようにする。
際に、酸モノマーを縮合させる反応時間を長く取るなど
の反応工程の工夫により、低分子酸成分の少ないワニス
を調製し、この低分子酸成分の少ないワニスから調製し
た水性塗料を用いることによって分離液3中の低分子酸
成分の濃度も低くなるようにする。また塗料希釈水2か
ら得られる分離液3を再使用して調製した洗浄水1のp
Hは、上記のように7.0〜9.0の範囲に調整する必
要がある。pHが7.0未満であると洗浄水1の酸価が
上記範囲内であっても、回収塗料が増粘して希望する不
揮発分濃度(例えば50%)にまで濃縮することができ
なくなるものであり、逆にpHが9.0を超えて高い
と、使用中又は保存中の回収塗料が加水分解を促進され
て低分子酸成分が増え、塗料増粘に至ることになるもの
である。洗浄水1のpHの調整はアルカリを添加してお
こなうことができる。このアルカリは塗料を焼き付ける
際に揮散するものであれば良く、特に水性塗料を調製す
る際に中和するために用いられるものと同じアミン類が
好ましい。
を安定して水に分散させるためにブチルセロソルブなど
親水性の有機溶剤を添加することがおこなわれており、
その濃度は塗料の種類によって適宜変更されるが、労働
安全性の観点からブチルセロソルブについては1〜5%
の範囲で添加するのがよい。また、水性塗料には塗膜形
成用の水溶性樹脂を水に分散させるためにブチルセロソ
ルブなどの親水性有機溶剤が配合されているが、上記の
ように濾過装置4に通して塗料希釈水2を濾過して濃縮
する際に、水性塗料に配合されている親水性有機溶剤も
水と共に濾過されて除去され、回収塗料では水溶性樹脂
に対する有機溶剤の配合比が小さくなり、この結果、回
収塗料中での水溶性樹脂の形態が溶解状態から分散状態
に変化するなどして顔料が凝集を起こし、塗料分離が発
生すると共に、塗装塗膜にはツヤヒケなどが発生するお
それがある。そこでこの場合には、水性塗料に配合され
ている有機溶剤11を溶剤タンク12から濃縮タンク7
内の塗料希釈水2に添加して補充しつつ、塗料希釈水2
を濾過して濃縮する作業をおこなうようにするのがよ
い。塗料希釈水2へのこの有機溶剤11の添加の操作
は、少量づつの有機溶剤11を連続して濃縮タンク7に
供給するようにしておこなったり、あるいは濃縮の進行
に伴って不揮発分濃度が所定値になった時点で所定量の
有機溶剤11を濃縮タンク7に供給すると共にさらに濃
縮の進行に伴って不揮発分濃度が所定値になった時点で
所定量の有機溶剤11を濃縮タンク7に供給するという
操作を繰り返して供給を不連続的におこなうようにした
りすることができるものであり、回収塗料における塗膜
形成用の水溶性樹脂に対する有機溶剤11の配合比が元
の水性塗料の場合より大きく低下しないように補充する
ことができれば良い。有機溶剤11の添加量は水性塗料
の種類毎に異なるものであって、各水性塗料について実
験的に決定することができる。そしてこのように有機溶
剤11を塗料希釈水2に添加して補充しつつ塗料希釈水
2を濾過して濃縮することによって、回収塗料の不揮発
分濃度を元の水性塗料の濃度と同程度にまで濃縮すると
共に有機溶剤11の含有量も元の水性塗料と同程度に保
って有機溶剤と水との比率を元の水性塗料と同程度に保
つようにすることができるものである。
る水性塗料は特に限定されるものではないが、水溶性樹
脂として水溶化度を高めたものを配合した水性塗料を用
いることが、塗料希釈水を濾過・濃縮して塗料を回収す
る際に塗料分離を確実に防止するうえで好ましい。しか
しこのように水溶化度を高めた水溶性樹脂を配合して調
製される水性塗料は、耐湿性や耐沸水性などの塗膜性能
が悪くなるという問題がある。このために本発明にあっ
ては、塗料希釈水を濾過・濃縮して回収塗料を得るのに
特に適した水性塗料として次のものを用いるのが好まし
い。すなわち、酸価が25〜100、水酸基価が35〜
200、SP値が10.0〜11.0の水溶性アルキド
樹脂あるいは水溶性アクリル樹脂を主成分とし、水溶性
アルキド樹脂あるいは水溶性アクリル樹脂のSP値より
0.5〜3.0高いSP値を有する硬化剤を配合して調
製される水性塗料を用いるのが好ましい。
水溶性アルキド樹脂と水溶性アクリル樹脂はいずれか一
方を使用する他、両者を併用することもできるが、上記
のように水溶性アルキド樹脂や水溶性アクリル樹脂とし
ては、酸価(AV)が25〜100、水酸基価(OH
V)が35〜200、さらにSP値が10.0〜11.
0のものを用いる。酸価が25未満、水酸基価が35未
満、SP価が10.0未満であると、水溶性アルキド樹
脂や水溶性アクリル樹脂の水溶化度(親水化度)が低
く、濃縮過程で分離等が発生するおそれがある。逆に酸
価が100を超え、水酸基価が200を超え、SP値が
11.0を超えると、水溶性アルキド樹脂や水溶性アク
リル樹脂の水溶化度(親水化度)が高くなり過ぎて、塗
膜の耐水性等に問題が生じることになる。
溶解性の尺度となるものであり、次のようにして測定さ
れる。参考文献SUH,CLARKE〔J.P.S.A
−1,5,1671−1681(1967)〕 ・測定温度 20℃ ・サンプル 樹脂0.5gを100mlビーカーに秤量
し、良溶媒10mlをホールピペットを用いて加え、マ
グネティックスターラーにより溶解する。 ・溶媒 良溶媒:ジオキサン、アセトン 貧溶媒:n−ヘキサン、イオン交換水 ・濁点測定 50mlビュレットを用いて貧溶媒を滴下
し、濁りが生じた点を滴下量とする。 ・計算 樹脂のSP値δは次式によって与えられ
る。
(Vml 1/2 +Vmh 1/2 ) Vm =V1 V2 /(φ1 V2 +φ2 V1 ) δm =φ1 δ1 +φ2 δ2 Vi :溶媒の分子容(ml/mol) φi :濁点における各溶媒の体積分率 δi :溶媒のSP値 ml:低SP貧溶媒混合系 mh:高SP貧溶媒混合系 また硬化剤(架橋剤)としては、メラミン樹脂やベンゾ
グアナミン樹脂などアミノ系樹脂を用いることができる
が、上記のようにSP値が水溶性アルキド樹脂や水溶性
アクリル樹脂のSP値よりも0.5〜3.0の範囲で高
くなるように調製したものを用いる。水溶性アルキド樹
脂や水溶性アクリル樹脂に対して硬化剤としてSP値が
この範囲にあるものを用いることによって、塗装時に水
溶性アルキド樹脂や水溶性アクリル樹脂を硬化させて塗
膜を形成するにあたって塗膜を疎水化することができ、
耐吸湿性や耐沸水性などの塗膜性能を高めることができ
るものである。硬化剤と水溶性アルキド樹脂や水溶性ア
クリル樹脂のSP値の差が0.5未満(硬化剤のSP値
が水溶性アルキド樹脂や水溶性アクリル樹脂のSP値よ
り低い場合も含む)であると、水性塗料組成物の安定性
が悪くなって分離等が発生するおそれがあり、また逆に
このSP値の差が3.0を超えると耐吸湿性や耐沸水性
などの塗膜性能を高める効果を得ることができなくな
る。
クリル樹脂、硬化剤、さらに顔料や水溶性有機溶剤等を
配合することによって、水性塗料を調製することができ
る。この顔料としては、二酸化チタン、カーボン、キナ
クリドン系等の着色顔料や、炭酸カルシウム等の体質顔
料などを用いることができるものであり、配合量はPV
C=0〜35%程度が好ましい。また水溶性有機溶剤と
してはブチルセロソルブ等を用いることができる。ここ
で、水溶性アルキド樹脂あるいは水溶性アクリル樹脂に
対する硬化剤の配合比率は、固形分に換算して50:5
0〜95:5の範囲に設定するのが好ましい。
することによって塗装に使用することができるものであ
り、既述したようにこの水性塗料をスプレー塗装する際
に発生する塗料ダストを塗装ブースの洗浄水に溶解乃至
分散させて捕集し、塗料を捕集した塗料希釈水を既述し
たように濾過して水を除去し、濃縮して回収塗料を得る
ことができる。ここで、水性塗料に配合される硬化剤と
してSP値が水溶性アルキド樹脂や水溶性アクリル樹脂
のSP値よりも0.5〜3.0高いものを用いることに
よって、塗膜を疎水化して耐吸湿性や耐沸水性などの塗
膜性能を高めるようにしているために、水性塗料に配合
する水溶性アルキド樹脂や水溶性アクリル樹脂としては
上記のように水溶化度が比較的高いものを用いることが
できるものであり、従ってこのように塗料希釈水を濾過
して濃縮する際に水溶性アルキド樹脂や水溶性アクリル
樹脂が分離することを確実に防ぐことができると共に、
また塗膜性能が低下することも防ぐことができるのであ
る。
量が3300のアルキド樹脂をブチルセロソルブに溶解
して不揮発分が75重量%のアルキド樹脂ワニスを調製
した。これをジメチルエタノールアミンで理論上100
%中和して脱イオン水にて不揮発分が40重量%になる
ように調整してSP値が10.5の水溶性アルキド樹脂
ワニスを得た。この水溶性アルキド樹脂ワニス108重
量部に硬化剤としてメタノール・エタノール変性ベンゾ
グアナミン樹脂(三井サイアナミド社製「サイメール1
123」:不揮発分100%、SP値11.47)11
重量部、二酸化チタン100重量部、シリカ2.5重量
部を配合して水性塗料を調製した。
5重量%になるように調整し、ブチルセロソルブとイオ
ン交換水とを2:98の重量比で混合すると共に酸価
4、pH8.5に調整してマスターバッチ水を調製し、
このマスターバッチ水から循環される洗浄水1を張った
塗装ブース8内で図1のようにスプレー塗装に供した。
そして塗装ブース8内の洗浄水1に塗料ダストが捕集さ
れて水中の不揮発分が15重量%に達した時点で、洗浄
水1に塗料を捕集して得られる塗料希釈水2を塗装ブー
ス8から濃縮タンク7に移し、これを限外濾過膜として
デサリネーションシステムズ(DESARLINATI
ON SYSTEMS)社製「EW4026」を用いた
限外濾過装置4に通して水を濾過し、不揮発分濃度が5
5重量%になるまで濾過を継続して濃縮することによっ
て、不揮発分濃度が55重量%の回収塗料を得ると共に
濾過した水を分離液3として回収した。
ッチ水として用い、図1における塗装ブース8の洗浄水
1として使用に供した。ここで、洗浄水1はpHを8.
2〜9.0の範囲に保ちつつその酸価を表1に示すよう
に調整し、このように各種の数値に酸価を調整した各洗
浄水1を25〜35℃の液温に温度設定して平均流量1
5.7リットル/hの条件で塗装ブース8に循環させ、
また塗料として表1に示すように、上記水性塗料を新規
に調合して得た新塗料と、上記回収塗料と、新塗料と回
収塗料を混合した混合塗料をそれぞれ用いて、塗装ブー
ス8で塗装をおこなった。
不揮発分濃度が17%になった時点で塗装ブース8から
14.7kgの洗浄水1を塗料希釈水2として濃縮タン
ク7に移し、この塗料希釈水2を限外濾過装置4に18
0分間通して濃縮した。このように濃縮して得た回収塗
料について、20℃での粘度を測定すると共に不揮発分
濃度を測定した。尚、不揮発分濃度が50%以上に高い
回収塗料については水を加えて不揮発分濃度を50%に
して粘度を測定した。粘度の測定は、NK#2カップを
用いて塗料の流出時間を計測することによっておこなっ
た。結果を図2のグラフに示す。図2のグラフにおい
て、「○」は回収塗料の粘度が60秒以下、不揮発分濃
度が50%以上、「△」は回収塗料の粘度が60〜15
0秒、不揮発分濃度が45〜50%、「×」は回収塗料
の粘度が150秒以上、不揮発分濃度が45%以下をそ
れぞれ示すものである。尚、元の塗料の粘度は60秒で
あるので、「○」のものは元の塗料よりも粘度が低下し
ているものである。
を用いる場合には、洗浄水1の酸価を10以下に調整す
ることによって、増粘を抑制して濃縮をおこなうことが
できることが確認される。塗料として新塗料と回収塗料
の混合塗料を用いる場合も、回収塗料の比率が50%以
下であれば、同様に洗浄水1の酸価を10以下に調整す
ることによって増粘を抑制して濃縮をおこなうことがで
きることが確認される。塗装に用いる塗料のうち洗浄水
1に捕集して回収される塗料は塗装に供される塗料のほ
んの一部であるので、回収塗料の絶対量はあまり多くな
く、回収塗料を使用する場合には新塗料に50%以下の
比率で混合するのが一般的である。従って混合塗料を使
用する場合も洗浄水1の酸価を10以下に調整しておけ
ば実用上十分である。ただ、例外的に回収塗料を50%
以上の比率で混合した混合塗料を用いることもあるの
で、このときには図2にみられるように、回収塗料の混
合体積百分率をy軸、分離液を再使用して調製される洗
浄水の酸価をx軸としたx−y座標系において、(0,
0),(10,0),(10,50),(5,10
0),(0,100)の各点を結ぶ直線で囲まれた範囲
に調整する必要がある。
て回収した分離液3を塗装ブース8のマスターバッチ水
として用い、洗浄水1として使用に供するにあたって、
洗浄水1の酸価を3.2に保ちつつpHを種々の値に調
整し、回収塗料50%の混合塗料を用いて実施例1と同
様にして塗装をおこなって洗浄水1に塗料ダストを捕捉
させ、不揮発分濃度が17%になった時点で塗装ブース
8から14.7kgの洗浄水1を塗料希釈水2として濃
縮タンク7に移し、この塗料希釈水2を実施例1と同様
に限外濾過して不揮発分濃度約50%まで濃縮した。
ついて、20℃での粘度をNK#2カップを用いて塗料
の流出時間を計測することによって測定した。結果を図
3に示す。図3にみられるように、pHが7.0未満で
は、回収塗料の粘度は元の塗料の粘度(60秒)よりも
上昇することが確認される。またpHが9.0を超えて
も回収塗料の増粘はないが、回収塗料を温度40℃で3
0日保存すると加水分解が盛んに起こって酸価が大きく
上昇した。図4は40℃で30日保存した後の回収塗料
の固形分の酸価と洗浄水のpHとの関係を示すものであ
り、pH9.0で初期の酸価(55)の1.3倍、pH
9.5で初期酸価の1.5倍となり、pH9.0を超え
ると通常の許容範囲を上回るものであった。
ンターを備えた容器に次の組成の原料を仕込み、攪拌し
ながら加熱した。 大豆油脂肪酸 34重量部 イソフタル酸 25重量部 無水トリメリット酸 9重量部 トリメチロールプロパン 31重量部 キシレン 1重量部 ジブチルスズオキサイド 0.02重量部 反応進行に伴って生成する水をキシレンと共沸させて除
去し、酸価50、水酸基価125になるまで加熱を継続
し、反応を終了させた。得られた樹脂を不揮発分73重
量%となるようにブチルセロソルブで希釈してアルキド
樹脂ワニスを得た。この樹脂ワニスはガードナー粘度Z
2 であり、SP値=10.37であった。この樹脂ワニ
スをジメチルエタノールアミンで理論上100%中和
し、脱イオン水にて不揮発分40重量%になるように調
整して水溶性アルキド樹脂ワニスを得た。この水溶性ア
ルキド樹脂ワニス108重量部に硬化剤として実施例1
で用いたメタノール・エタノール変性ベンゾグアナミン
樹脂11重量部、二酸化チタン100重量部、シリカ
2.5重量部を配合して水性アルキド樹脂塗料を調製し
た。
不揮発分が55重量%になるように調整し、酸価1.5
〜4.5、pH8.5〜9.0に調整した15m3 のマ
スターバッチ水から54リットル/hの平均流量で循環
される洗浄水1を張った塗装ブース8で実施例1と同様
にしてスプレー塗装に供し、洗浄水1に塗料ダストが捕
集されて水中の不揮発分が17重量%に達した時点で、
この洗浄水1に塗料を捕集させて得られる塗料希釈水2
を実施例1と同様にして限外濾過し、不揮発分濃度が5
5%になるまで濃縮して回収塗料を得た。次に上記水性
アルキド樹脂塗料にこの回収塗料を1:1の容量比で混
合して同様に塗装をおこない、塗装、濃縮、回収を10
回繰り返した。この結果は、10回とも20℃、不揮発
分濃度50%でのNK#2カップにおける粘度測定は1
2〜60秒であって増粘現象はみられず、回収塗料は不
揮発分濃度50%以上に濃縮することができた。
水に捕集させて得られる塗料希釈水を回収し、これを塗
料と水に分離することによって塗料を回収して再使用す
ると共に分離液を洗浄水として再使用するにあたって、
分離液を再使用して調製される洗浄水の酸価を10以
下、pHを7.0〜9.0に調整するようにしたので、
酸価及びpHで分離液中の低分子酸成分の量を管理する
ことができ、洗浄水に塗料を捕集して得られる塗料希釈
水を濾過・濃縮して塗料を回収する際に回収塗料の粘度
が異常に高くなることがなくなって、濾過効率が低下し
たり、目的とする元の塗料の不揮発分濃度まで濃縮する
ことができなくなったりするというようなことがなくな
るものである。この結果、分離液を洗浄水として繰り返
して再使用することが可能になると共に、高い不揮発分
濃度まで濃縮して塗料を回収して回収塗料をそのままで
塗装に使用することも可能になるものである。
システムの一例を示す概略図である。
使用して調製される洗浄水の酸価をx軸としたx−y座
標系のグラフである。
グラフである。
の関係を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 水性塗料を洗浄水に捕集させて得られる
塗料希釈水を回収し、これを塗料と水に分離することに
よって塗料を回収して再使用すると共に分離液を洗浄水
として再使用するにあたって、分離液を再使用して調製
される洗浄水の酸価を10以下、pHを7.0〜9.0
に調整することを特徴とする回収塗料の分離液の再使用
方法。 - 【請求項2】 塗料希釈水を塗料と水に分離する手段が
限外濾過であることを特徴とする請求項1に記載の回収
塗料の分離液の再使用方法。 - 【請求項3】 洗浄水に捕集される水性塗料が回収塗料
と新塗料の混合塗料である場合、回収塗料と新塗料の混
合体積比に応じて、分離液を再使用して調製される洗浄
水の酸価を、回収塗料の混合体積百分率をy軸、分離液
を再使用して調製される洗浄水の酸価をx軸としたx−
y座標系において、(0,0),(10,0),(1
0,50),(5,100),(0,100)の各点を
結ぶ直線で囲まれた範囲に調整することを特徴とする請
求項1又は2に記載の回収塗料の分離液の再使用方法。 - 【請求項4】 水性塗料として、酸価が25〜100、
水酸基価が35〜200、SP値が10.0〜11.0
の水溶性アルキド樹脂あるいは水溶性アクリル樹脂を主
成分とし、水溶性アルキド樹脂あるいは水溶性アクリル
樹脂のSP値より0.5〜3.0高いSP値を有する硬
化剤を配合して調製されるものを用いることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれかに記載の回収塗料の分離液
の再使用方法。
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