JP3895381B2 - ペイント再生方法およびペイント塗料 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、一般にペイントスプレーしぶき粒子を再生する方法およびペイント塗料、より詳細には高品質ペイント製品の成分として再使用するためペイントスプレーしぶき粒子を再生する方法および前記粒子を使用するペイント塗料に関するものである。
背景技術
ロボットまたは作業者による吹付け塗装はどちらも大量のスプレーしぶき（over spray）廃棄物を発生する。最新の静電吹付け技術の広散布使用でも、購入した全ペイントの約半分は無駄になる。ペイント吹付け作業において発生したスプレーしぶきペイント副産物は、液体スラッジまたはフィルタ媒体に埋まった半硬化生成物のどちらかの形をとる。水洗式ペイントブース装置は、正の空気圧を使用して、ペイント粒子を落下する水のカーテンに強制的に向けることによって、スプレーしぶきペイントを捕捉する。時間が経過すると、これらのペイント粒子は堆積して、水洗ピットすなわちタンクの底にスプレーしぶき物質のべとべとした凝集塊を作る。
水洗式設計は、高い効率を有するが、湿潤副産物を生じるという特性のため、制限的な色彩の強い埋立規則の公布により大きな問題に直面している。それらの規則のために、ペイント廃棄副産物の処分は、経済面と環境面の両方の観点から益々遂行し難くなりつつある。従って、発生したスプレーしぶきペイント廃棄物を回収し、有用な高品質ペイント製品にリサイクルすることによって、処分の問題を避けることが望ましい。
水洗式吹付けブースからペイントを集める１つの方法が、米国特許第３，５１５，５７５号（１９７０年６月２発行）に記載されている。この方法は、水洗式吹付けブースの水系統に水溶性高分子電解質を添加して、ペイント滴を水系統の中に分散させる。この特許文献は、さらに、ペイント廃棄物の粘着性を減らすために、種々のアルカリを含む化合物、湿潤剤、吸収剤、脱泡剤、等を水に溶かすことを教えている。
ペイントスプレーしぶきをリサイクルするもう１つの方法が、米国特許第４，６０７，５９２号（１９８６年８月２６日発行）に提案されている。この方法は、特別な吹付けブース設備と、ペイントスプレーしぶきを回収し、処理する特殊な装置を必要とする。この方法は、さらに、ペイント廃棄物を粘着防止化しないので、別の問題が起きる。詳しく述べると、べとべとする廃棄物はブース表面に堆積する傾向があり、そのような廃棄物を運んで処理するために特殊な装置が必要であり、また回収した廃棄物は直ちに再処理しなければならない。
最近、米国特許第５，０９２，９２８号（１９９２年４月３日発行）は、ペイントの中に使用するために、スプレーしぶきペイント粒子を回収する方法を開示している。この特許文献は疎水性ヒュームドシリカを使用して、スプレーしぶきペイント粒子を粘着防止化することを教えている。回収したヒュームドシリカで封入された粒子を適当な溶剤と混合し、粉砕し、事前に選択した添加剤とブレンドして、望ましい再構成ペイント材料を作ることができる。しかし、これらのスプレーしぶき粒子は色および種類によって分離が維持されていない。
上記の諸方法はすべてペイントスプレーしぶき粒子を粘着防止化するものである。そのうえ、望ましくないことに、従来の方法は高品質ペイント製品の一次成分を製造するために色または種類によってペイントを分離しない。
本発明は、上に挙げた諸問題を解決することを意図するもので、ペイントスプレーしぶき配合物を色によって分けた状態に維持し、一貫した品質の原材料を生成することを一つの目的とする。また、再使用可能な高品質ペイント塗料の中に使用するため、ペイントスラッジを粘着防止化し、バクテリヤを除去し、脱水し、乾燥させ、粒状化することを他の目的とする。
発明の開示
本発明の一つの側面では、ペイントスプレーしぶき粒子を回収する方法は、色によってペイント配合物を分けた状態に維持すること、色によって分けられたペイントスプレーしぶき配合物に、個別に、かつ順次に、以下の工程、すなわち、粘着防止化すること、色により分けられ、粘着防止化されたペイントスプレーしぶき配合物を脱水すること、粘着防止化され、脱水されたペイントスプレーしぶき配合物に殺生物剤を添加して状態調節すること、色により分けられ、粘着防止化され、脱水されたペイントスプレーしぶき配合物を約２％未満の含水率まで乾燥させること、および、色により分けられ、粘着防止化され、脱水され、乾燥させられたペイントスプレーしぶき配合物を約２０ミクロン未満のサイズまで粒状化すること、の諸工程を実行することから成っている。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、ペイントスプレーしぶき配合物を回収する方法を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
添付図面に、本発明の好ましい実施例を実施するのに適した一対のペイントブース１０，１２を示す。例外を除いて、本方法は色と種類によってペイント配合物の分離を維持する。色と種類によってペイント配合物の分離を維持するため必要ならば、より多くのペイントブースを追加できることがわかる。各ペイントブース１０，１２は、ブース１０内にペイント塗布ステーションが配置された通常のダウンドラフト水洗式ペイント吹付けブースであり、ペイント供給源に接続された１個またはそれ以上の吹付けガン（図示せず）を備えている。吹付けガンの動作はロボットまたは作業者が制御することができる。
各ペイントブース１０，１２はブースを上部ペイント吹付け室１６と下部スラッジタンク１８に分離する開放金属格子床１４または同種のものを有している。各ペイントブース１０，１２は水面２６を形成する水２２が入っているスラッジタンク１８を備えている。ペイント配合物を色と種類によって確実に分離するために、それぞれのスラッジタンク１８の間で流体は移動できない。
ブース１０，１２の内部から外部環境へ通常のやり方で空気を移動させるために、排気ファン（図示せず）が設置されている。スプレーしぶきペイント配合物を含む空気がブース１０の上部室１６から開放金属格子床１４を通して送られる。床格子１４を通過した後、スプレーしぶきペイント配合物を含む空気流はスラッジタンク１８へ送られる。
本方法は、各色および種類のペイント配合物に対し残りの工程を個別に順次実施する。本方法は、区分したスプレーしぶきペイント配合物を粘着防止化する工程を含んでいる。区分したスプレーしぶきペイント配合物をスラッジタンク１８から回収するために、スプレーしぶきペイント配合物を粘着防止化する。本発明の好ましい実施例では、約１６ｎｍの粒子サイズと約１１０ｍｍ2／ｇのＢＦＴ（Brunauer, Emmett, Teller）表面積をもつ疎水性ヒュームドシリカ粒子の層を水２２の表面２６の上に形成する。これらの特性をもつ疎水性ヒュームドシリカはDeguss AG（ドイツ）からAerosil（登録商標）R972の商品名で市販されている。個々の、または少数の密着したペイント配合物が上記の特性をもつ疎水性ヒュームドシリカと接触すると、より小さいシリカ粒子がより大きなペイント配合物の表面に付着されてペイント配合物を有効に被覆する、すなわち包み込む。包み込まれたスプレーしぶきペイント配合物は、べとつかず、凝集する傾向があり、通常の機械的手段で容易に集めて、取り扱うことができる。疎水性ヒュームドシリカ粒子は包み込まれた粒子から成るペイントに対し有害でない。本発明から逸脱せずに、別の粘着防止剤と凝固剤、たとえば陽イオン高分子電解質、金属塩、尿素、メラミンホルムアルデヒド樹脂を使用できることがわかる。
次に、色により分けられ粘着防止化されたスプレーしぶきペイント配合物は、水２２とともに処理リザーバ３６へ移される。１個以上の処理リザーバ３６があってもよいことが分かるであろう。オプションとして、本方法は、バクテリアを除去するために、水２２と粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を状態調節する工程を含むことができる。時間が経過すると、スラッジタンク１８内の水２２と粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物は嫌気性になるので、自然に発生したバクテリアを除去するため状態調節する必要があるかも知れない。バクテリアを除去するために、バクテリアを殺す殺生物剤（たとえば過酸化水素）が処理リザーバ３６に添加される。機械式ミキサ３８を使用して、水２２および粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物と殺生剤を混合することができる。別形式の殺生剤、たとえばTroysan 174を使用できることがわかる。
本方法は、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を脱水する工程を含んでいる。水を除去するために、水と、色により分けられ粘着防止化されたスプレーしぶきペイント配合物がリザーバ３６から脱水装置４０へ移される。使用した脱水装置はBinks Mfg.（米国）から市販されている脱水装置（Model No 150）である。
本方法は、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物の固形物を乾燥する工程を含んでいる。粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物の固形物が脱水装置４０から乾燥機４４へ移される。脱水装置４０からの水はこの時点で処分することもできるし、あるいはリザーバ３６へ戻すこともできる。ほとんどの場合、リザーバ３６内の水はペイントブース１０，１２のスラッジタンク１８へ戻してリサイクルされる。乾燥機４４は脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を約５％未満の含水率まで乾燥させる。含水率は約２％未満が好ましい。乾燥させた、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物は、約５０ｍｍ〜７５ｍｍの平均断面寸法をもつ岩石の形態で乾燥機から出てくる。ある種の応用では、顔料の変色を防止するため、スラッジを比較的低い温度で乾燥させることが重要である。好ましい実施例に使用した乾燥機４４は、Wussmont（米国）によって製造され、販売されているロータリターボ式乾燥機（Model No L12）である。
本方法は、さらに、乾燥させた、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を約２０ミクロン未満のサイズまで粒状化する工程を含んでいる。乾燥させた、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物は乾燥機４４から塊破砕機４６へ移される。ここで、ペイント配合物は約６．２３ｍｍの平均断面寸法まで細かくされる。塊破砕機４６はJacobson Companies（米国）によって製造された破砕機（Model No LB1515）である。
粒状化した、乾燥させた、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物は、塊破砕機４６からホルダーホッパー５０へ移される。ホルダーホッパー５０はMac Equipment（米国）から市販されているホッパー（Model No ４×４）である。ホルダーホッパー５０から、配合物を第１フィルタ受け器５２または第２フィルタ受け器５４へ選択して移すことができる。フィルタ受け器５２，５４はMac Equipment（米国）から市販されているフィルタ受け器（Model No 39AVRC14）である。
第１フィルタ受け器５２から、上記配合物を、ハンマーミル５６、ジェットミル５８、またはここで説明するやり方で梱包、等を行うため完製品区域６０へ選択して移される。第２フィルタ受け器５４から、乾燥させた、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を、同様にハンマーミル５６、ジェットミル５８、またはここで説明するやり方で梱包、等を行うため完成品区域６０へ選択して移すことができる。ハンマーミル５６はJacobson Companies（米国）から市販されている。ジェットミル５８（エアインパクトミルとも呼ばれる）はJet Pulverizer Company（米国）から市販されている。
配合物を粒状化する工程の最初の操作は、ハンマーミル５６で配合物を粒状化することである。ハンマーミル５６は配合物を約８０ミクロンの平均断面寸法まで粒状化する。ハンマーミル５６から、配合物は空気圧で転換弁６１へ移される。転換弁６１は、ここで説明するように、配合物を第１フィルタ受け器５２または第２フィルタ受け器５４のどちらかへ選択して送る。ハンマーミル５６によって粒状化された配合物は空気圧で第２フィルタ受け器５４へ移される。
配合物を粒状化する工程の第２の操作は、ジェットミル５８で配合物を粒状化することである。第２フィルタ受け器５４から、配合物は空気圧でジェットミル５８へ移される。ジェットミル５８は配合物を約２０ミクロン未満の平均断面寸法まで粒状化する。
ジェットミル５８から、配合物は空気圧で転換弁６１へ移される。転換弁６１は空気圧で配合物を第１フィルタ受け器５２へ送る。第１フィルタ受け器５２から、配合物は、梱包、等を行う完成品区域へ空気圧で移される。すべての配合物が約２０ミクロン未満の平均断面寸法まで確実に処理するために、配合物は第１フィルタ受け器５２へ移される。
配合物の粒子サイズを調べるために、試料採取弁６４が転換弁６１の前に配置されている。
本発明から逸脱せずに、他の種類および型のペイントブース、塊破砕機、乾燥機、ホルダーホッパー、フィルタ受け器、ハンマーミル、微粉砕機を使用できることがわかる。
上に述べた方法から作られたペイント配合物を有するペイント塗料は、液体ペイントと、得られた粘着防止化したペイント配合物と、得られた約２０ミクロン未満のサイズをもつ粘着防止化したペイント配合物と、得られた約２％未満の含水率をもつ粘着防止化したペイント配合物を含んでいる。
ペイント添加物を有するもう１つのペイント塗料は、液体ペイントと、水からペイント配合物を再生する方法から作られたペイント添加物を含んでいる。前記再生方法は、スプレーしぶきペイント配合物を色と種類によって分離すること、分離したスプレーしぶきペイント配合物を粘着防止化すること、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を脱水すること、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を２％未満の含水率まで乾燥させること、および乾燥させた、脱水した、粘着防止化した、分離したスプレーしぶきペイント配合物を２０ミクロン未満のサイズまで粒状化すること、の諸工程から成っている。
産業上の利用可能性
ペイントを再生する本方法は、色および種類によってペイント配合物の分離を維持する。プロセスのため一貫した供給原料を確保するために、異なる色および種類のペイントは許されない。
上に述べた方法によって生成した再生顔料樹脂材料（ＰＰＲと略す）を標準電着アルキド塗料と混和した。この塗料を使用して作成した塗装パネルを、以下に示すように、ＡＳＴＭ規格に従って試験し、再構成ペイント材料の品質を決定した。この試験の結果は以下の通りである。

このように、ペイント顔料樹脂粒子を再構成ペイント材料の成分として使用して、優れた耐蝕性、非常に高い硬度、および良好な付着特性をもつ塗料が生成された。
本発明の顕著な利点は、回収したペイント粒子を再生し、再生した製品を高品質ペイント製品の成分として使用できることである。また、ペイントスプレーしぶき粒子を再使用するので、スラッジ処分の問題は避けられる。
本発明のその他の特徴、目的、および利点は、図面、明細書、および請求の範囲を検討すれば理解することができる。

Claims (5)

1. 水からペイント配合物を再生する方法であって、
   前記ペイント配合物を色によって分けた状態に維持すること、
   色によって分けられた前記ペイント配合物に、単独に、かつ、順次に、以下の工程、すなわち、
   色によって分けられた前記ペイント配合物を粘着防止化すること、
   色によって分けられ、粘着防止化された前記ペイント配合物を脱水すること、
   粘着防止化され、脱水された前記ペイント配合物に殺生物剤を添加して状態調節すること、
   粘着防止化され、脱水された前記ペイント配合物を約２％未満の含水率まで乾燥させること、および
   粘着防止化され、脱水され、乾燥させられた前記ペイント配合物を約２０ミクロン未満のサイズまで粒状化すること、
   の諸工程を実施することを特徴とする方法。
2. 前記ペイント配合物を粒状化する工程は、色によって分けられ、粘着防止化され、脱水され、乾燥させられた前記ペイントスプレーしぶき配合物を塊破砕機（４６）へ移し、配合物を約６．２３ｍｍの平均断面寸法まで細かくする工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 前記ペイント配合物を粒状化する工程は、さらに、配合物を塊破砕機（４６）からホルダーホッパー（５０）へ移し、配合物をホルダーホッパー（４６）から第１フィルタ受け器（５２）または第２フィルタ受け器（５４）へ選択して移す工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。
4. 記ペイント配合物を粒状化する工程は、さらに、配合物を第１フィルタ受け器（５２）からハンマーミル（５６）へ移し、配合物を約８０ミクロンの平均断面寸法まで粒状化する工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。
5. 前記ペイント配合物を粒状化する工程は、さらに、配合物をハンマーミル（５６）から第２フィルタ受け器（５４）へ移し、次に配合物をジェットミル（５８）へ移し、配合物を２０ミクロン未満のサイズまで粒状化する工程を含んでいることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。

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