JP6582528B2 - 塗料ミスト処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装作業で発生する塗料ミストを含有する排気ガスから塗料ミストを除去する塗料ミスト処理装置に関する。

従来、塗料を用いた塗装設備においては塗装ブースが設けられており、塗装ブースからは塗料ミストを含有する排気ガスが排出される。環境汚染や公害防止の観点から塗装ブースには、洗浄水に接触させて塗料ミストを捕捉する手段（特許文献１参照）やフィルタ、バッファなどに接触させて塗料ミストを捕捉する手段（特許文献２参照）等が設けられ、排気ガスから塗料ミストの除去が行われている。しかしながら前者では生成する大量の塗料ミスト含有排水の処理が別途必要であった。また後者では塗料ミストを捕捉したフィルタ、バッファを高頻度で交換する必要があるため、環境資源面での問題があった。

特開平２−２１８４６３公報 特開２０００−５５５５公報

従来、フィルタを使用して塗料ミストを処理する乾式法ではフィルタの定期的な交換により多くのフィルタを消費するとともに、フィルタの交換に多くの工数が必要となるなどの課題があった。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、塗料ミストが十分除去できる上、フィルタの交換頻度が著しく低減され、環境資源を節約できる塗料ミスト処理装置を提供することを課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明者等が鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は以下の通りである。
１．塗料ミストを含有するガスを繊維で構成されるフィルタに接触させることで前記塗料ミストを捕捉する捕捉部と、
前記フィルタから捕捉された前記塗料ミストを脱離する脱離部と、
前記塗料ミストを脱離したフィルタの繊維表面を湿潤させる湿潤部と、
から構成される塗料ミスト処理装置。
２．前記フィルタがロールマット状であり、前記フィルタに設置された回転体によりフィルタが回転することで前記捕捉部、前記脱離部を経て前記湿潤部に連続的に移行する上記１に記載の塗料ミスト処理装置。
３．前記脱離部における塗料ミストの脱離手段が、塗料ミスト捕捉時の向流方向から高風速のガスをフィルタへ通気させて塗料ミストを脱離させる手段である上記１または２に記載の塗料ミスト処理装置。
４．前記脱離部における塗料ミストの脱離手段が、フィルタを加熱処理して塗料ミストを固化させた後、塗料ミストを脱離させる手段である上記１または２に記載の塗料ミスト処理装置。
５．前記湿潤部におけるフィルタの湿潤手段が、塗料ミスト捕捉時と同じ方向から液体をフィルタに接触させる手段である上記１から４のいずれかに記載の塗料ミスト処理装置。
６．前記湿潤部におけるフィルタの湿潤手段が、塗料ミスト脱離後のフィルタを液体の入った容器に浸漬させる手段である上記１から４のいずれかに記載の塗料ミスト処理装置。
７．前記繊維で構成されるフィルタが有機繊維、炭素繊維、活性炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、またはセラミック繊維からなる上記１から６のいずれかに記載の塗料ミスト処理装置。

本発明に基づく塗料ミスト処理装置によれば、塗料ミストがフィルタで十分除去できる上、フィルタを再生して繰り返し使用できることからフィルタの交換頻度が著しく低減され、環境資源を節約できる。

実施の形態における塗料ミスト処理装置の構造の一例を示す概念図である。 実施の形態における塗料ミスト処理装置の構造の一例を示す概念図である。 実施の形態における塗料ミスト処理装置の構造の一例を示す概念図である。 実施の形態における塗料ミスト処理装置の湿潤部の構造の一例を示す概略図である。 実施の形態における塗料ミスト処理装置の湿潤部の構造の一例を示す概略図である。 本発明の実施例の結果の一部である。

本発明の塗料ミスト処理装置は、塗装ブースで発生する塗料ミストを含有するガスを繊維で構成されるフィルタに接触させることで前記塗料ミストを捕捉する捕捉部と、前記塗料ミストを補足したフィルタから塗料ミストを脱離する脱離部と、塗料ミストを脱離したフィルタの繊維表面を湿潤させる湿潤部から構成される。フィルタが脱離部から捕捉部へ移行する前にフィルタを湿潤部で湿潤させておくことにより、フィルタに接触した塗料成分が水／ミスト界面で凝集し、粒子状に固化した状態でフィルタに捕捉される。粒子状に固化した塗料成分は反応性や硬化性が損なわれるため、フィルタ表面から容易に脱離することができる。

本発明の塗料ミスト処理装置は塗料ミストの捕捉、脱離およびフィルタを構成する繊維に水を付着させる工程を、回転するロールマット状のフィルタで連続的に行うことが好ましい。ロールマット状フィルタは金網や不燃性の繊維網などからなる支持体に設置され、支持体を回転体により回転させることで容易に捕捉部、脱離部、湿潤部へとフィルタを移行することができる。

以下、発明を実施する形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

図１に示す塗料ミスト処理装置は、捕捉部１、脱離部２および湿潤部３を有している。繊維で構成されるロールマット状のフィルタ４は回転体５により回転され、捕捉部１、脱離部２、湿潤部３、そして再び捕捉部１の順に移行する。捕捉部１には塗装ブースで発生した塗料ミスト含有ガスＧ１が導入される。湿潤部３にて予め湿潤されたフィルタ４に塗料ミスト含有ガスＧ１が接触することで、塗料ミストが粒子状に固化した状態となって捕捉される。そのため、塗料ミスト処理装置からは塗料ミストが除去された清浄ガスＧ２が排出される。

図１に示す塗料ミスト処理装置において、脱離部２では高風速ガスＧ３が塗料ミスト捕捉時の向流方向から導入される。塗料ミストは粒子状に固化した状態であり、フィルタ４表面との相互作用が小さいため、素早く気相へ移行し、フィルタ４から脱離する。脱離した塗料ミスト６は塗料ミスト回収タンク７へ移行し、蓄積される。塗料ミスト回収タンク７の形状は特に限定されないが、ガスを通気できる空孔がある容器やフェルト、クロス、ニット製フィルタなどが好ましい。

図２に示す塗料ミスト処理装置は、本発明の別の実施形態例であり、脱離部２では高温のガスＧ４が塗料ミスト捕捉時の向流方向から導入される。粘着性の高い塗料で構成される塗料ミストを処理する際、高風速ガスでは十分に塗料が脱離しない場合がある。そこで高温のガスＧ４によりフィルタ４に捕捉された粒子状の塗料ミストを加熱処理することで、有機溶剤成分の揮発および塗料の硬化が促進されて塗料ミストの粘着性が損なわれ、容易に脱離可能となる。加熱処理後、固化した塗料ミストは塗料ミスト除去部８にて物理的応力が加えられ、フィルタ４から脱離する。塗料ミスト除去部８の構造は特に限定されないが、こて状のもので塗料ミストを削り落とす手段や、振動を与えて塗料ミストをフィルタ４から脱離させる手段などが好ましい。

フィルタはロールマット状でなくとも、２つ以上のフィルタを用いて各工程を切替え行う手段でも良い。例えば図３のように２つのフィルタＡ９、フィルタＢ１０を設置し、一方のフィルタＡ９で塗料ミスト１１の捕捉工程を行っている間、他方のフィルタＢ１０で塗料ミストの脱離工程およびフィルタＢ１０の湿潤工程を行い、各工程の切替えをダンパーや弁（Ｖ１〜Ｖ８）などの切替え装置で行う手段などがある。

図４は、本発明の塗料ミスト処理装置における湿潤部の実施形態例を示す。塗料ミストが脱離されたフィルタ４は、塗料ミスト捕捉時と同じ方向から液体散布器１２によって散布された液体１３によって湿潤される。湿潤部で使用される液体は塗料ミストを粒子状に凝縮させる目的のため、塗料ミスト成分と相互作用しにくい成分が好ましく、水や水溶液などが挙げられる。

図５は、本発明の塗料ミスト処理装置における湿潤部のもうひとつの実施形態例を示す。塗料ミストが脱離されたフィルタ４は、液体の入った浸漬槽１４に浸漬させることによって湿潤される。

本発明の塗料ミスト処理装置に使用される繊維で構成されたフィルタに使用する繊維としては、有機繊維、炭素繊維、活性炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、またはセラミック繊維から選定されることが好ましい。塗料ミスト含有ガスには有機溶剤も含まれるため、耐溶剤性のフィルタが好適である。また、脱離部でフィルタを加熱処理する場合、耐熱温度が４００℃以上のフィルタが好適である。さらに活性炭素繊維を用いた場合、塗料ミストだけでなく有機溶剤も除去できることからより好適である。

＜実施例１＞
アクリル樹脂系の塗料を１．９４ｇ／ｍｉｎ含んだ塗料ミスト含有ガス１．７ｍ^３／ｍｉｎを発生させ、本発明の塗料ミスト処理装置に導入した。塗料ミスト含有ガスのＶＯＣ濃度は１２０ｐｐｍＣであった。ロールマット状フィルタには東洋紡製活性炭素繊維を使用し、フィルタの回転速度は２０ｒｐｈに設定した。脱離部では線速５ｍ／ｓの高風速ガスを塗料ミスト捕捉時の向流方向から導入し、塗料ミストを脱離した。塗料ミスト脱離後、湿潤部では液体散布器によって水を散布し、フィルタの湿潤を行った。
稼動２時間後の塗料ミスト除去率、ＶＯＣ濃度、塗料ミスト脱離量を測定した。

＜実施例２＞
湿潤部で水の入った浸漬槽にフィルタを浸漬させることでフィルタの湿潤を行った以外は実施例１と同様の操作を行った。
稼動２時間後の塗料ミスト除去率、ＶＯＣ濃度、塗料ミスト脱離量を測定した。

＜実施例３＞
アクリル樹脂系の塗料を１．９４ｇ／ｍｉｎ含んだ塗料ミスト含有ガス１．７ｍ^３／ｍｉｎを発生させ、本発明の塗料ミスト処理装置に導入した。塗料ミスト含有ガスのＶＯＣ濃度は１２０ｐｐｍＣであった。ロールマット状フィルタには東洋紡製活性炭素繊維を使用し、フィルタの回転速度は２０ｒｐｈに設定した。脱離部では３００℃の高温ガスを０．０５ｍ／ｓで塗料ミスト捕捉時の向流方向から導入したのち、灰分除去用のスクレイパーで塗料ミストを脱離した。塗料ミスト脱離後、湿潤部では液体散布器によって水を散布し、フィルタの湿潤を行った。
稼動２時間後の塗料ミスト除去率、ＶＯＣ濃度、塗料ミスト脱離量を測定した。

＜実施例４＞
湿潤部で水の入った浸漬槽にフィルタを浸漬させることでフィルタの湿潤を行った以外は実施例３と同様の操作を行った。
稼動２時間後の塗料ミスト除去率、ＶＯＣ濃度、塗料ミスト脱離量を測定した。

＜実施例５＞
フィルタに耐熱性ポリイミド繊維を使用した以外は実施例１と同様の操作を行った。
稼動２時間後の塗料ミスト除去率、ＶＯＣ濃度、塗料ミスト脱離量を測定した。

＜比較例１＞
アクリル樹脂系の塗料を１．９４ｇ／ｍｉｎ含んだ塗料ミスト含有ガス１．７ｍ３／ｍｉｎを発生させ、本発明の塗料ミスト処理装置に導入した。塗料ミスト含有ガスのＶＯＣ濃度は１２０ｐｐｍＣであった。ロールマット状フィルタには東洋紡製活性炭素繊維を使用し、フィルタの回転速度は２０ｒｐｈに設定した。脱離部では線速５ｍ／ｓの高風速ガスを塗料ミスト捕捉時の向流方向から導入し、塗料ミストを脱離した。塗料ミスト脱離後、フィルタの湿潤を行わずに塗料ミストの捕捉を行うように操作した。
稼動２時間後の塗料ミスト除去率、ＶＯＣ除去率、塗料ミスト脱離量を測定した。

実施例および比較例の塗料ミスト除去率およびＶＯＣ除去率を表１に示す。

塗料ミスト除去率は実施例１〜５のいずれも９９％以上の結果が得られた。一方、湿潤部を設けない比較例は２０％と非常に低い除去率であった。また、ＶＯＣ除去率はフィルタに活性炭素繊維を使用した実施例１〜４で高効率の性能が得られた。特に実施例３、４は塗料ミストを３００℃で加熱処理することにより、活性炭素繊維に吸着されたＶＯＣも同時に脱着除去できるため、より高いＶＯＣ除去率となった。一方、フィルタに耐熱性ポリイミド繊維を使用した実施例５はＶＯＣを吸着しないため、ＶＯＣ除去率は低い結果であった。

図６に稼働時間と塗料ミスト脱離量の関係を示した。実施例１〜４の結果から、本発明の塗料ミスト処理装置は安定的に塗料ミストをフィルタから脱離できることがわかった。
一方、比較例は塗料ミストがフィルタに蓄積し続け、ほとんど脱離しない結果であった。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

本発明に基づく塗料ミスト処理装置によれば、塗料ミストがフィルタで十分除去できる上、フィルタを再生して繰り返し使用できることからフィルタの交換頻度が著しく低減され、環境資源を節約でき、産業界への寄与大である。

１ 捕捉部
２ 脱離部
３ 湿潤部
４ フィルタ
５ 回転体
６ 脱離した塗料ミスト
７ 塗料ミスト回収タンク
８ 塗料ミスト除去部
９ フィルタＡ
１０ フィルタＢ
１１ 塗料ミスト
１２ 液体散布器
１３ 散布された液体
１４ 浸漬槽
Ｇ１ 塗料ミスト含有ガス
Ｇ２ 清浄ガス
Ｇ３ 高風速ガス
Ｇ４ 高温のガス

Claims (6)

1. 塗料ミストを含有するガスを繊維で構成されるフィルタに接触させることで前記塗料ミストを捕捉する捕捉部と、
   前記フィルタから捕捉された前記塗料ミストを脱離する脱離部と、
   前記塗料ミストを脱離したフィルタの繊維表面を湿潤させる湿潤部と、から構成され、
   前記脱離部における塗料ミストの脱離手段が、フィルタを加熱処理して塗料ミストを固化させた後、塗料ミストを脱離させる手段である塗料ミスト処理装置。
2. 前記湿潤部におけるフィルタの湿潤手段が、前記フィルタの塗料ミストが付着した面と同じ面に対して液体を接触させる手段である請求項１に記載の塗料ミスト処理装置。
3. 前記湿潤部におけるフィルタの湿潤手段が、塗料ミスト脱離後のフィルタを液体の入った容器に浸漬させる手段である請求項１に記載の塗料ミスト処理装置。
4. 前記脱離部におる塗料ミストの脱離手段は、前記フィルタの塗料ミストが付着した面と反対の面から高風速のガスをフィルタへ通気させて塗料ミストを脱離させる手段を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の塗料ミスト処理装置。
5. 前記フィルタがロールマット状であり、前記フィルタに設置された回転体によりフィルタが回転することで前記捕捉部、前記脱離部を経て前記湿潤部に連続的に移行する請求項１から４のいずれか１項に記載の塗料ミスト処理装置。
6. 前記繊維で構成されるフィルタが有機繊維、炭素繊維、活性炭素繊維、金属繊維、ガラス繊維、またはセラミック繊維からなる請求項１から５のいずれかに記載の塗料ミスト処理装置。