JP3291571B2 - 湿式塗装ブース循環水の処理剤及び処理方法 - Google Patents

湿式塗装ブース循環水の処理剤及び処理方法

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JP3291571B2
JP3291571B2 JP21647596A JP21647596A JP3291571B2 JP 3291571 B2 JP3291571 B2 JP 3291571B2 JP 21647596 A JP21647596 A JP 21647596A JP 21647596 A JP21647596 A JP 21647596A JP 3291571 B2 JP3291571 B2 JP 3291571B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や家庭用電
気製品等の塗装用湿式スプレーブースにおいて、水に捕
集された未塗着塗料ミストを不粘着化し、かつそれを塗
料滓と処理水とに固液分離するために用いる湿式スプレ
ーブース循環水の処理剤及び処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車や家庭用電気製品等の塗装工程
は、一般に塗装ブース内で塗料を噴霧し塗装し、対象物
に塗着しなかったオーバースプレー塗料は、水によって
補集し処理している。このようなオーバースプレー塗料
を水によって補集処理する所が湿式スプレーブースであ
る。
【0003】湿式スプレーブースにおける諸問題は、水
に捕集された塗料成分がポンプ、循環水配管の内壁、シ
ャワーノズル、ウオーターカーテン部、水膜渦流部等に
付着して、循環水量を低下させ、塗料ミストの捕集効率
を著しく低下させる原因となり、その結果、作業効率の
低下や装置寿命の短縮化、塗料ミストの屋外排出、臭気
の発生等をひき起こすと共に、捕集塗料の一部が循環水
ピットに沈降堆積することとなる。
【0004】従来このような問題を解決するために、湿
式スプレーブース循環水に、苛性ソーダ等のアルカリ
剤、無機凝集剤、両性金属の塩、カチオンポリマー、界
面活性剤、メラミン−アルデヒド樹脂酸コロイド(特公
平4−2317号公報)、尿素−メラミン−アルデヒド
樹脂酸コロイド(特開昭63−241089号公報)等
を単独あるいは2種以上併用して循環水に添加する方法
が用いられてきた。特開平2−18492号公報にはス
プレーブース循環水処理剤として、擬ベーマイト及びベ
ーマイト型アルミナ60〜80%を含有する塗料の非粘
着化−沈降剤が提案されている。この方法はアルミナ含
量60〜80%の粉末を水又は酸中に分散させて適用す
るものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら従
来の方法はいずれも不粘着化作用が不十分なこと、ブー
ス循環水の適性pHが狭く、またpH調整のために多量
のpH調整剤を使用する等、実際の運転上多くの問題を
有していた。一方、充分な不粘着化効果を発揮させよう
とすると多量の処理剤を必要とし、非常に不経済な状態
である。
【0006】そこで本発明の目的は、従来の湿式スプレ
ーブース循環水の処理剤の貧弱な不粘着化効果を改善
し、塗料滓の粘着による湿式スプレーブース関連設備の
閉塞を防いで循環水量を正常に保ち、塗装設備全般の操
業率向上と装置保全に寄与し、取扱が容易で危険性のな
い湿式スプレーブース循環水の処理剤を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水中にお
ける塗料の不粘着化作用について理論と実験に基づいて
鋭意研究を重ねた結果、特定のアルミナゾルを用いるこ
とにより塗料の不粘着化が効率よく達成されることを見
いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。
【0008】すなわち、本発明は、カチオン強度が、
1.3〜3.0meq/g(但し、Al23 1g当りの値
を示す。以下、同じ)のアルミナゾルを有効成分とし、
及び必要によりこれに水溶性脂肪族アミノ酸を加えた湿
式塗装ブース循環水の処理剤、およびこの処理剤を使用
するに当たり、塗装ブース循環水のpHを6〜9に調整
することよりなる湿式塗装ブース循環水の処理方法であ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0010】アルミナゾルとは、5nm〜200nmの
コロイドの大きさを持つアルミナ水和物が水中の陰イオ
ンを安定剤として分散している乳白色の粘性ある液体を
示すものである。
【0011】本発明におけるアルミナゾルのカチオン強
度は、1.3〜3.0meq/g、好ましくは1.5〜
3.0meq/gである。カチオン強度が、1.3me
q/g未満のものは水中における塗料の不粘着化作用が
小さく好ましくない。また、カチオン強度が、3.0m
eq/gより大きいものは、塗料の不粘着化作用は大き
いが、製造が容易でないのに加え、製造されたものの性
状の安定性が悪くゲル化し易く好ましくない。
【0012】アルミナゾルのカチオン強度の測定は、公
知のコロイド滴定試験法、例えば指示薬としてトルイジ
ンブルーを加えておいてポリビニルアルコール硫酸カリ
ウムで滴定する方法(千手諒一著、コロイド滴定法、3
〜6頁、南江堂1969年刊)が利用できる。この方法
はポリビニルアルコール硫酸カリウムがアルミナゾルカ
チオンと反応しトルイジンブルーの青色は変化しない
が、アルミナゾルカチオンの等量点に達すると過剰のポ
リビニルアルコール硫酸カリウムはトルイジンブルーと
反応し赤紫色に変わることに基づいており、トルイジン
ブルーの変色から等量点を測定することができる。
【0013】本発明におけるアルミナゾルは、好ましく
は水酸化アルミニウムゲルを水中で、酸の存在下に加熱
(水熱反応)して製造することができる。この時用いる
酸は、一価の酸で、例えば硝酸、塩酸などの無機酸、ギ
酸、酢酸などの有機酸が用いられ、加熱温度は通常10
0〜200℃、加熱時間は通常1〜5時間である。アル
ミナゾルは通常カチオン性を有しており、そのカチオン
強度は、用いる酸の種類、およびその量、加熱温度、お
よび加熱時間など製造条件によって大きく変わる。カチ
オン強度が高く安定性の良いアルミナゾルを得るには硝
酸を使用するのが好ましい。用いる酸の量は、酸/アル
ミニウム(Alとして)のモル比で0.1〜0.2程度で
ある。また、アルミナゾルはカチオン強度の高いものほ
どその安定性が悪くなる傾向を示すが、この場合水熱反
応時、あるいは反応後に、水溶性脂肪族アミノ酸を配合
することによりアルミナゾルの安定性を増すことが可能
である。
【0014】本発明の処理剤中のアルミナゾル濃度は、
処理剤として安定に取り扱いできる範囲で決められる
が、通常処理剤中Al23として、1〜25重量%、好
ましくは2〜15重量%、さらに好ましくは4〜10重
量%である。Al23として1重量%より低いと処理剤
として取り扱い上不利であり、また使用時に多量に加え
ることとなり好ましくない。また、25重量%より多い
と製造上、および製品安定上不利となり好ましくない。
【0015】本発明に用いられる水溶性脂肪族アミノ酸
はアルミナゾルの安定剤として作用するものである。ア
ルミナゾル、特にカチオン強度の高いアルミナゾルほど
安定性が悪く、放置しておくと増粘、ゲル化しやすく、
定量的な注入が因難になるなど取り扱い上問題となる場
合がある。しかし、水溶性脂肪族アミノ酸を加えること
によりアルミナゾルの安定性は改善され、定量的な注入
が容易となり好適である。水溶性脂肪族アミノ酸類の添
加量は、水溶性脂肪族アミノ酸の種類、アルミナゾルの
性状などによって変わるが、通常アルミナゾル中0.5
〜20重量%、好ましくは1〜10重量%、さらに好ま
しくは2〜5重量%である。本発明に用いられる水溶性
脂肪族アミノ酸としては、例えば、グリシン、ザルコシ
ン、アミノプロピオン酸、バリン、アミノカプロン酸が
あり、その誘導体であるカプロラクタムも含まれる。
【0016】本発明の処理剤の湿式塗装ブース循環水へ
の適用は、該循環水の流れがよい箇所に添加されるが、
通常循環ポンプの吸い込み側または吐出側などの処理剤
が該循環水系によく分散できる場所に連続注入するのが
好ましい。また、状況によっては間欠注入も可能であ
る。添加量は塗料の種類、循環水量に対する塗料負荷、
水中の塗料量、ブースの構造等により一律に定められる
ものではないが、目安としてオーバースプレー量に対し
てアルミナゾルの固形分換算で0.01〜100重量
%、好ましくは、0.02〜20重量%、さらに好まし
くは0.05〜10重量%である。0.01重量%より
少ないと効果が充分でなく、また100重量%より多い
と、効果が充分であるが添加量の割りには効果が高くな
らないので経済的にみて不利である。
【0017】また、本発明の処理剤を使用するに当た
り、塗装ブース循環水のpHは6〜9、好ましくは6.
5〜8.5に調整して使用する。pHが6より低いと不
粘着化効果が低下し、また、pHが9を越えると不粘着
化効果の低下に加え、循環水の発泡が増大するので好ま
しくない。
【0018】本発明の処理剤を適用しうる対象の塗料
は、エポキシ、メラミン、アクリル、アルキッド、ポリ
エステル、ウレタンなどの油性塗料である。
【0019】このようにして本発明の処理剤を湿式塗装
ブース循環水中に注入することにより、水中のオーバー
スプレー塗料は不粘着化される。不粘着化された塗料滓
は浮上分離、サイクロンなどによる遠心分離機などによ
り固液分離が容易となり、更に分離した水は循環して再
度使用が可能となる。
【0020】本発明の処理剤を湿式スプレーブース循環
水に添加することにより、循環水中でカチオンの電荷を
帯びたアルミナゾルがフロックを形成し、これらが循環
水中のアニオン電荷を帯びたオーバースプレー塗料に吸
着し、塗料粒子の表面を覆うことによって不粘着化効果
を発揮する。通常のアルミナゾル単独でも水中でカチオ
ン性を帯びたフロックを形成し、不粘着化効果を発揮す
るが、カチオン強度を高めることにより塗料粒子との反
応性が強まり、少量で優れた不粘着化効果を発揮させる
ことが可能となる。
【0021】
【実施例】以下に実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下
の実施例に限定されるものではない。
【0022】1.処理剤の調整 〔アルミナゾルの製造〕 「処理剤−1」容量1.5リットルの攪拌機付きオート
クレーブに乾燥水酸化アルミニウムゲル〔Al23とし
て54.0重量%含有、協和化学工業(株)製、 キョー
ワード200S(商品名)を使用〕134g、水820g
及び硝酸(67.5%品)16gを加え、密閉し攪拌し
ながら130℃まで温度を上げ、この温度にて2時間維
持した。冷却後これにグリシン30gを加えアルミナゾ
ルとして使用した(この配合によりAl23として7.
2重量%、酸/Alのモル比が0.12のアルミナゾル
となる)。このアルミナゾルのカチオン強度は2.06
meq/g、固形分は12.5%であった。 「処理剤−2〜14」処理剤−1と同様にして製造し
た。各処理剤の構成を表1に示した。 「処理剤−15」ベーマイト型アルミナ粉末(Al23
分:71.7%)〔コンデア・ビスタ(Condea・
Vista)社製、「ディスペラル ゾル」P3(「D
isperal Sol」P3)(商品名)〕を用い
て、10重量%の水性分散液を調整した。このカチオン
強度は1.18meq/gであった。 「比較に用いた処理剤」本発明の処理剤の代わりに亜鉛
酸ソーダ〔25重量%水酸化ナトリウム水溶液中に亜鉛
として6重量%含む溶液〕、メラミン樹脂酸コロイド
〔メラミン:ホルムアルデヒド=1:2.19(重量比)
のメチロール化メラミン10gを、1.35%塩酸溶液
100mL中に撹拌下添加し酸コロイドを作成〕、ポリ
塩化アルミニウム〔Al23として10重量%含有する
水溶液〕を用いた。
【0023】〔カチオン強度の測定〕アルミナゾル約
0.2gを精秤し、イオン交換水100mLに入れ、塩
酸を加えpHを4に調整した。0.1重量%のトルイジ
ンブルー指示薬3滴を加え、1/400N(硫酸基あた
り)のポリビニルアルコール硫酸カリウム〔和光純薬工
業(株)製、試薬〕水溶液を滴下し、液の色が青から赤紫
色に変化したときをもって終点とした。
【0024】また別途、イオン交換水100mLに塩酸
を加えpHを4に調整し、同様ポリビニルアルコール硫
酸カリウム水溶液を滴下しブランクとした。
【0025】
【数1】
【0026】〔固形分の測定〕アルミナゾルを、105
℃にて6時間乾燥しその重量を求めた。
【0027】2.処理剤の効果比較 〔アルミナゾルの不粘着化効果〕500mLビーカーに
市水400mLを取り、処理剤を所定量添加し、pHを
調整し、ホモミキサーで強く攪拌しながら塗料1mLを
添加し、引き続き20秒間攪拌を続けた。攪拌を停止
し、塗料滓の状況を確認した。ここで塗料が不粘着化で
あれば、再びホモミキサーで攪拌しながら塗料1mLを
追加し、20秒間攪拌を続け、塗料滓の状況を確認し
た。このようにして塗料滓が粘着性を帯びた時点を終点
とし、それまでの塗料の添加量を不粘着化可能量とし
て、アルミナゾルの効果判定とした。(最初の1mLの
塗料で不粘着化していなければ、不粘着化可能量は0と
した) * 塗料はアミノアルキッド樹脂系塗料〔オルガセレク
ト120 日本ペイント(株)製〕100重量部に対しシ
ンナーを45重量部の割合で混合したものを使用した。
【0028】結果を表2に示した。この結果にみられる
ように、 カチオン強度の大きい本発明のアルミナゾル
は、塗料の不粘着効果が大きいことが認められた。 〔安定性の比較〕処理剤であるアルミナゾルを室温で放
置し、一定期間毎に粘度を測定し、アルミナゾルの安定
性を評価した。結果を表3にまとめた。この結果にみら
れるように、 グリシン、アミノプロピオン酸、アミノカ
プロン酸などの脂肪族アミノ酸を加えたものは、経時的
な粘度上昇が少なく、かつゲル化も起き難いことが認め
られた。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】
【本発明の効果】本発明の処理剤を湿式スプレーブース
循環水に添加することにより、循環水中に捕集された塗
料は不粘着化され、ブース関連設備への塗料の粘着、閉
塞が防止され、塗装設備の保全と操業率向上に大きな効
果を発揮する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−182901(JP,A) 特開 平5−269470(JP,A) 特開 平5−253574(JP,A) 特公 昭53−41911(JP,B2) 特表 平5−507649(JP,A) 特表 平6−509371(JP,A) 特表 平7−506763(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05B 15/12,15/04 B01D 21/01 102 B05C 15/00 C02F 1/52

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カチオン強度が、1.3〜3.0meq/
    g(但し、Al23 1g当りの値を示す)のアルミナゾ
    ルを含むことを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理
    剤。
  2. 【請求項2】 カチオン強度が、1.5〜3.0meq/
    g(但し、Al23 1g当りの値を示す)のアルミナゾ
    ルを用いる請求項1記載の湿式塗装ブース循環水の処理
    剤。
  3. 【請求項3】 アルミナゾルが、水酸化アルミニウムゲ
    ルを水中で一価の酸の存在下水熱反応させて得られたも
    のである請求項1または2記載の湿式塗装ブース循環水
    の処理剤。
  4. 【請求項4】 アルミナゾルに水溶性脂肪族アミノ酸を
    加えた請求項1または2記載の湿式塗装ブース循環水の
    処理剤。
  5. 【請求項5】 水溶性脂肪族アミノ酸がグリシンである
    請求項4記載の湿式塗装ブース循環水の処理剤。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5に記載の処理剤を使用する
    に当たり、塗装ブース循環水のpHを6〜9に調整する
    ことを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理方法。
JP21647596A 1996-08-16 1996-08-16 湿式塗装ブース循環水の処理剤及び処理方法 Expired - Lifetime JP3291571B2 (ja)

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