JPH05500330A - 過剰噴霧塗料粒子の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 過剰噴霧塗料粒子の再生方法 技術分野 本発明は過剰噴霧塗料粒子の再生方法に関し、詳細には過剰噴霧塗料粒子を高品 質の塗料製品の主成分として再使用するための再生方法に関する。

宵景伎街 近年、噴霧塗装工程から生じる過剰噴霧塗料等の廃塗料を廃棄処分にすることが 、経済上及び環境保護上ますます厳しく制限されるようになっている。従って噴 霧塗装作業中に生じる廃塗料を回収して再生することにより、上記廃棄処分に伴 う問題を回避することが好ましい。例えばヴオルフガングリヒター（Ｗｏｌｆｇ ａｎｇ　Ｒｉｃｈｔｅｒ）に１９８６年８月２６日に付与された米国特許第４， ６０７，５９２号には過剰噴霧塗料の再生方法が開示されている。しかし、リヒ ターの方法は特定のスプレーブースの構造と過剰噴霧塗料を処理、再生するため の特別な装置とを必要とする。更に、リヒターの方法では廃塗料の粘着性を除去 しないため、余計な問題が生じている。特に、粘着性のある廃棄物はブースの表 面に堆積する傾向があるため粘着性のある廃棄物を搬送し、処理するための特殊 な装置が必要となり、更に回収された廃棄物も直ちに再処理しなければならない 。

廃塗料の粘着性を除去して取り扱いや処理を容易にするためにいくつかの方法が 提案されている。オラン　エム　アーノルド（Ｏｒｌａｎ　Ｍ、Ａｒｎｏｌｄ） に１９５６年３月２７日に付与された米国特許第２．７３９，９０３号では、ト リポリ燐酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ　ｔｒｉｐｏｌｙ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ） 、陰イオン系及び非イオン系界面活性剤、及び他の物質を含む配合物をスプレー ブース用水に添加している。また、上記特許には、グラファイトやベントナイト 、アスベスチンやこれらと同様な、微細に分割した物質を予めスプレーブース用 水に添加することが開示されている。しかし、上記特許には、これらの物質は種 々の塗料を非粘着化又は非活性化する上で効果が低く、部分的な非活性化を得る ためにであってもこれらの物質をスプレーブース内の水に比較的多量に添加する ことが必要となる点が開示されている。ロジャー　エファージルド（Ｒｏｇｅｒ 　Ｆ、Ａｒｎｏｌｄ）に１９７０年６月２日に付与された米国特許第３，５１５ ，５７５号には水洗浄（ｗａｔｅｒ　ｗａｓｈ）型スプレーブースから回収した 塗料を非活性化する別の方法が開示されている。上記アーノルドの方法では水溶 性の高分子電解質（ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ）を水洗浄型スプレーブ ースの用水系統に添加して塗料の粒子を用水系に分散させている。上記特許は、 更に廃塗料の粘着性を低下させるために種々のアルカリ、湿潤剤（ｗｅｔｔｉｎ ｇ　ａｇｅｎｔ）、吸着剤、脱泡剤等を含む配合剤を用水に溶解させることを開 示している。吸着剤の例として挙げられている物質には、タルク、白亜（ｃｈａ ｌｋ）、スターチ、ベントナイト粘土、コロイドシリカ、珪酸カルシウム、珪酸 マグネシウム、モンモリロナイト粘土（ｍｏｎｔｍｏ　ｒ　ｉ　１１　ｏｎ　ｉ ｔｅ　ｃｌａｙ）が含まれている。

更に最近のものでは、Ｎｌケミカルズ株式会社（ＮＩ　Ｃｈｅｍｉｃａｔｓ　Ｉ ｎｃ、）に譲渡され、１９８８年１２月２１日に公開された欧州特許出願筒２９ ５，６６６号に、有機物質相すなわち塗料を油水懸濁液から分離するための薬剤 として親有機性粘度を使用する過剰噴霧塗料の非粘着化方法が記載されている。

また、ステンガー他（Ｓｔｅｎｇｅｒ　ｅｔ　ａｌ、）に１９８９年９月５日に 付与された米国特許第４，８６３，６１５号には水溶性の陽イオンポリマー凝固 剤とコロイドシリカ分散溶液との混合物から成る非粘着化剤で塗装ブースの循環 水を処理する方法が記載されている。

上述の過剰噴霧塗料を非粘着化するための方法は全て、洗浄水から塗料を分離す ることを考えており、洗浄水に混入する前に塗料粒子を被覆して回収することを 考慮していない。

更に、上述の従来の方法は廃棄塗料に物質を添加したり、或いは調質したりする ため廃塗料を高品質の塗料製品の主成分として再使用するのには適当でない。

本発明は上述の問題を解決することを目的としている。過剰噴霧塗料粒子の大部 分は粒子がブース内の洗浄水と混合する前に被覆して非粘着化することが望まし い。また、回収した廃塗料を好ましい塗料製品に再生することを可能とする過剰 噴霧塗料粒子の回収方法を持つことが望ましい。更に、この方法は種々の水洗浄 型スプレーブースに容易に適用可能であり、回収した廃塗料に好ましくない物質 や配合物を添加しないものであることが望ましい。

光里■Ｈ丞 本発明の１つの態様によれば、塗料粒子を複数の疎水性ヒユームドシリカ（ｈｙ ｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｆｕｍｅｄ　ｓｉ　Ｉ　１ｃａ）粒子と接触させ、塗料粒 子を複数のシリカ粒子で被覆し、次いでこの被覆された塗料粒子を回収すること を含む過剰噴霧塗料粒子の回収方法が提供される。

上記方法の他の特徴としては、塗装スプレーブースの下部に設けた水の表面の少 くとも一部に疎水性ヒユームドシリカ粒子の層を形成すること、及び塗料粒子の 大部分がシリカ粒子と接触するのに充分な速度で塗料粒子の流れを導くことを含 んでいる。

Ｘ皿ｑ皿車星註皿 図１は塗装スプレーブースの断面図、図２は過剰噴霧塗料粒子を回収するための 本発明の実施例の方法を示すフローチャートである。

■を　するための　のノ一 本発明の好ましい実施例を具体化するのに適当な代表的塗装ブース１０を図１に 示す。塗装ブース１ｏは通常のダウンドラフト式水洗浄型塗装スプレーブースで あり、ブース１゜内を通してワークピース１４を搬送するためのオーバーヘッド コンベヤ１２を備えている。

塗装ステーションはブース１０の中に配置され、塗料供給源１８に接続された１ つ又はそれ以上のスプレーガン１６を備えている。このスプレーガン１６の作動 はロボットにより、又は人間の作業員により制御されるもののどちらでも良い。

塗装ブース１ｏは、ブースを上部室２２と下部室２４とに仕切る金属格子の床２ ０を有している。また、水２８の供給源を有し、水面３０を形成する水槽又は水 溜め２６がブース１０の下側、すなわち下部室２４に設けられている。排気ダク ト３２．３２’はスプレー室の両側に配置され、格子床２０から水面３０にかけ て延設された開口３４．３４’をそれぞれの内部壁面に備えている。開口３４． ３４’はダクト３２．３２’を介してブースｌＯの下部室２４と外部との間の空 気流通路を形成している。また、スプレーノズル３８．３８′がそれぞれ装着さ れた通水管３６．３６’がそれぞれの排気デクｌ−３２，３２’内に配設されて いる。通水管３６゜３６′には水槽２６から図１に一部を示す配管４２を介して ポンプ４０により加圧水が供給されている。スプレーノズル３８．３８’はそれ ぞれの排気ダクト３２．３２’内に水の噴霧を行いダクト内に噴霧領域４４．４ ４’を形成している。

更に、噴霧の一部はダクト内壁に向けられており、これにより開口３４．３４’ には連続的な水カーテン４６．４６’が形成されている。

排気ファン４８．４８’が排気ダグ１−３２．３２’内に装着されており、ブー ス１０内がら外部に向う空気の流れを生じさせている。更に詳細には、過剰噴霧 塗料粒子５０を含む空気はブース１０の上部室２２から格子床２０を通って流さ れる。床格子２０を通過後、過剰噴霧塗料粒子５０を含んだ空気流は、塗装ブー ス１０の下部室２４内を通って方向を変え、水面３０に略平行な流路に沿って流 れて水カーテン４６゜４６′と水噴霧領域４４．４４’の１つを通過する。水洗 浄された空気流はその後、上方に流れ、それぞれのバッフル５２．５２’と排気 ファン４８．４８’とを通過して外部に排出される。

過剰噴霧塗料粒子５０を運ぶ空気流の速度は、大部分の塗料粒子５０が空気流か ら水面３０に落下するように充分に低いことが望ましい。過剰噴霧塗料粒子が空 気流から重力によって最も効率良く分離される最適速度は過剰噴霧粒子の質量と 寸法との関数になっており、経験的に定めることができる。

本発明の好ましい実施例では、約１６ナノメータの粒子サイズと約１１０ｍ／ｇ のＢＥＴ（プルナウア　エメット　テラー）表面積を有する疎水性ヒユームドシ リカ粒子の層５４が水２８の表面３０上に形成されている。上記物性を有する疎 水性ヒユームドシリカは登録商標エアロシル（Ａｅｒｏｓｉｆ）Ｒ９７２の名で 西独フランクフルトのデグザ社（Ｄｅｇｕｓｓａ　ＡＧ）により市販されている 。個々の状態、又は少数の粒子が結合した状態で塗料粒子５４が上記物性を有す る疎水性ヒユームドシリカ粒子５４と接触すると、サイズがはるかに小さい上記 シリカ粒子５４はサイズが大きい塗料粒子５０表面に付着して塗料粒子を効果的 に被覆することが発見されている。被覆された塗料粒子は粘着性を持たず凝集し 易い傾向を持ち、通常の機械的手段で容易に回収し取扱うことができる。

シリカ粒子層５４は好ましくは水面３ｏ上にシリカ材料を直接散布することによ り形成する。約５０　ｇ／　ｌ　（３１ｂｓ／ｆｔ’　）と密度が低いため、疎 水性ヒユームドシリカ粒子５４は水面３０上に浮遊する。更にこれらの粒子５４ は疎水性、すなわち容易に水により湿潤しないため、水の表面３ｏに滞留して水 槽２６内の水２８と混合したり沈降したりしない。

更に、シリカは非晶質構造を有しているため、これらの粒子は水面３０上に均一 に拡散して略一様な厚さを有する層を形成する。

本発明の試験では２０ｋｇ　（４４１ｂｓ）の疎水性ヒユームドシリカは５３． 　５ｒｒｆ（５７６ｆｔ２）の面積を有する水面２８にシリカ粒子５４の有効な 層を形成するのに充分であることが判明した。また、上記シリカ層は以下に述べ るように塗料粒子を被覆する上で３週間の間有効であった。この間、５６８１　 （１５０ｇａりの溶剤ベースの塗料がブース内に噴霧され、約１７０１　（４５ ｇａｌ）の過剰噴霧を生じていた。従って、この試験で実証されたように１ｋｇ 　（２，２１ｂｓ）の疎水性ヒユームドシリカは約８．　５１’（２，２ｇａｌ ）の過剰噴霧塗料を処理するのに充分であった。

水面２８上を通る空気流速度は約０．５ｍ／ｓ　（１００ｆｔ／ｍ１ｎ）とされ 、この速度は粒子の大部分が空気流から脱落し、シリカ層５０上に直接、或いは 水面３ｏの露出部分に落下するのに充分であった。

上記試験の間、水２８内の循環する流れのため、水面３゜上のシリカ粒子５４の 層は流動若しくは浮遊し易い傾向を示し、水面３０の一部がシリカ層に覆われな いままの状態で残ることが観察された。しかし、当初水面３ｏ上に落ちた塗料粒 子５０をシリカ層５４に接触させ、水面３０上を浮遊する塗料粒子を、直接シリ カ層上に落ちた塗料粒子と同様にシリカ粒子５４で被覆するためには、前記循環 流れの作用で充分であることが判明している。従って塗料粒子５０とシリカ粒子 ５４との接触と、その結果としてのシリカ粒子による塗料粒子の被覆は間接的に 若しくは直接的にのどちらでも生じ得る。すなわち、直接的な接触は、空気に運 ばれた塗料粒子が当初から直接シリカ層と接触した場合に生じるのに対し、間接 的な接触は塗料粒子が最初水面３ｏ上に落ちて、その後水流に運ばれてシリカ層 と接触した場合に生じる。

上記試験では溶剤をベースとした塗料がワークピース１４を塗装するのに用いら れており、過剰噴霧粒子は水には溶解しない。もし、水をベースとした塗料が使 用されるのであれば、水面３０と最初に接触する塗料粒子の量を制限して空気に 運ばれる塗料粒子５０が直接シリカ粒子５４と接触するようにすることが望まし い。従って、過剰噴霧が水ベースの塗料である場合には表面に形成されたシリカ 層の移動を制限又は防止する流動制御バッフルを設けることが必要となる。これ により、望ましくは水面３０を完全にシリカ粒子５４で覆い、気流に運ばれた塗 料粒子５０がシリカ粒子とのみ最初に接触するようにされる。

下部室２４を通過した後も、空気流中に残っている少量の浮遊塗料粒子５０は水 カーテン４６．４６’と噴霧領域４４゜４４′とにより空気流から効率的に洗い 流される。

上述の試験中、エアバッフル５２．５２’には塗料がほとんど付着していないこ とが判明しており、このことはダクトから排出される空気が過剰噴霧塗料粒子５ ４をほとんど含んでいないことを示している。空気流から水カーテン４６．４６ ′と噴霧領域４４．４４’で取り除かれた塗料粒子５０は上記カーテン又は噴霧 の下向きの水流により水槽２６内の水２８に運ばれる。この塗料粒子５０はその 後浮遊して水面３０に達し、水面３０上のシリカ粒子５４の層と接触して被覆さ れる。

こうして、過剰噴霧塗料５０の略全部が水面３０上のシリカ粒子５４の層と直接 的又は間接的に接触させられ、その結果塗料粒子５０はシリカ粒子５４に被覆又 は封入されてシリカに封入された塗料粒子を形成する。

本発明の実施例の過剰噴霧塗料粒子再生方法の最初の被覆工程は図２のブロック ６０に示されている。

シリカに被覆された塗料粒子は被覆工程の後、高品質の、再使用可能な塗料製品 に処理するため回収される。最も重要な点は、疎水性ヒユームドシリカ粒子は被 覆された塗料粒子を形成する塗料に対して有害ではないことである。シリカは塗 料配合物の有効な添加剤であり、装飾塗装においてチキソトロープ剤（ｔｈｉｘ ｏｔｒｏｐｉｃ　ａｇｅｎｔ）とじて一般的に添加され、或いは顔料の懸濁性や 、プライマ及び工業用塗料の耐食性を向上させるために添加される。

ブロック６２で示した回収工程は通常の機械的手段で行うことができる。前述の ように被覆された塗料粒子は凝集し易く、凝集体を形成する傾向がある。前述の 試験において生成された被覆された溶剤ベース塗料粒子は、一般に約１週間浮遊 を続けることが観察されており、この間これら粒子は水槽２６から容易にすくい 取ることが可能であった。これらの被覆された塗料粒子が水面３０上にある間に 除去されなかった場合でも、後に水槽２６の底部から機械的手段を用いて容易に 取り除（ことが可能である。

回収されたシリカ被覆塗料粒子の凝集体には、ブロック６４で示すように適宜な 溶剤が添加され、溶剤とシリカ被覆塗料粒子から成る流動性のある、均一な混合 物が形成される。

上記溶剤は、この後に続くブロック６６で示された微粉砕工程を実施し易くする ために凝集粒子を調質する役割を果す。

試験では、約３６　ｋｇ　（８０１ｂｓ）のシリカで被覆された、溶剤ベースの 過剰噴霧塗料粒子が水槽２６から人手により回収された。約４９１　（１３ｇａ ｌ）のキシレン、すなわち溶剤が粉砕工程に先立って凝集粒子に添加され、ボー ルミルを用いた約１２時間の微粉砕工程により、シリカ粒子５４と微粉砕された 塗料粒子５０の不溶性成分とから成る固体相と、溶剤と塗料粒子５０の可溶性成 分とから成る液相とを有する一様な分散液が形成された。

ステップ６４で示した溶剤添加の前に、凝集粒子を精製し易くするためにブロッ ク６８と７０とで示す回収物の乾燥と粉砕工程を行っても良い。同様に、ブロッ ク７４で示す所定の成分、例えばバインダと溶剤（ビヒクル）、溶剤、願料、或 いは可塑剤、安定化剤、流れ調整剤等の添加剤の添加に先立って、ブロック７２ に示すように上記塗料とシリカ、溶剤の一様な分散液を濾過しても良い。

このステップで添加される具体的な成分は、スプレー又はその後の回収工程で失 われた成分を補う目的に、若しくは最初にワークピース１４を塗装したものとは 異なる塗料製品を生成する目的に応じて選択される。塗料配合物の調合は公知の 技術であり、最初の噴霧塗料に応じた適切な添加成分を容易に決定することがで きる。前述の試験では約５０ｇのアルキド樹脂、３５ｇの防錆剤、２０ｇのラン プブラックとキシレンに分散した顔料とが塗料とシリカと溶剤の微粉砕分散液に 添加された。更に、再生塗料配合物の粘度を低減し、２５〜３０秒（Ｚａｈｎ＃ 　２　）の粘度を得るためにＭＩＢＫ（メチル−イソブチルケトン）が添加され た。所望であれば、添加成分を含む調合塗料は容器充填若しくは再使用の前にブ ロック７６に示すよ・うに濾過しても良い。

産業上の矛１用可　性 前述の試験により生成された再組成した塗料材料は、２つのテストパネルに塗付 され、再組成した塗装材料の品質を判定するためにＡ３７Ｍ規格に従って下記に 示すように試験された。試験結果は下記の通りである。

計測パラメータ　数値　ＡＳＴＭ規格 塩水噴霧（傷あり）　１０　Ｄ１６５４塩水噴霧（傷なし）　１−ＯＤ１６５４ 鉛筆硬度　Ｆ　Ｄ３３６３ 接着性　４Ｂ　Ｄ３３５９ こうして、極めて高い耐食性と、非常に良好な硬度と、良好な接着性を有する再 組成塗料が、シリカで被覆された塗料粒子を基剤又は主成分として生成された。

本発明の大きな利点は、回収した塗料粒子を再生して再生品を高品質の塗料の主 成分として使用できる点である。過剰噴霧粒子の回収と分離を可能にするために 添加されるシリカは再組成した塗料に対して有害ではない。更に、過剰噴霧塗料 粒子が再使用されるためスラッジの廃棄に伴う問題が回避される。

本発明の他の態様や目的及び利点については添付図面、説明、添付の請求の範囲 を検討することにより理解されよう。

Ｉｎ１１、−＋：。−＋＋　ａ−１１１：　ｅＩｌ：　−ｗ　−ＰＣＴ／ＵＳ　 ９０１０４４ＱＲ国際調査報告 ＰＣＴ／ＩＩｓ　９０１０４４９８ Ｓ＾　４０１３６

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．過剰噴霧塗料粒子（５０）を疎水性ヒュームドシリカの復数の粒子（５４） と接触させることと；前記塗料粒子（５０）を前記複数の疎水性ヒュームドシリ カ粒子（５４）で被覆することと； 前記シリカにより被覆された塗料粒子を回収することと、を含む過剰噴霧塗料粒 子（５０）の再生方法。
2. ２．前記過剰噴霧塗料粒子（５０）が、水面（３０）を形成する水（２８）を下 部（２４）に配置した塗装ブース（１０）内で発生する請求の範囲第１項に記載 の過剰噴霧塗料粒子（５０）の再生方法であって： 前記疎水性ヒュームドシリカ粒子（５４）を、シリカ粒子（５４）の層を少くと も前記水面（３０）の一部の上に形成するのに充分な量だけ前記水面（３０）上 に配置することと；前記塗料粒子（５０）の流れを、前記塗料粒子（５０）の大 部分と前記シリカ粒子（５４）とを接触させるのに充分な速度で前記水面（３０ ）に略平行な流路に沿って流すことと、を含む過剰噴霧塗料粒子（５０）の再生 方法。
3. ３．前記過剰噴霧塗料粒子（５０）が、水面（３０）を形成する水（２８）を下 部（２４）に配置した塗装ブース（１０）であって、ブース（１０）下部に配置 された前記水（２８）と流体的に連通すると共に前記塗装ブース（１０）と外部 環境との間をさえぎる水カーテン（４６）を備えた塗装ブース（１０）内で発生 する請求の範囲第１項に記載の過剰噴霧塗装粒子の再生方法であって： 前記疎水性ヒュームドシリカ粒子（５４）を、シリカ粒子（５４）の層を少くと も前記水面（３０）の一部の上に形成するのに充分な量だけ前記水面（３０）上 に配置することと；空気により運ばれる塗料粒子（５０）の少くとも一部を含む 空気流を前記水カーテン（４６）を通して流すことと；空気により運ばれる塗料 粒子（５０）の前記部分を前記水カーテン（４６）中で空気から分離することと ；前記分離された塗料粒子（５０）を前記水面（３０）まで搬送することと； 前記分離された塗料粒子（５０）を、前記水面（３０）上の複数のシリカ粒子（ ５４）と接触させることと、を含む過剰噴霧塗料粒子（５０）の再生方法。
4. ４．前記シリカに被覆された塗料粒子と溶剤とから成る流動性ある混合物を生成 するのに充分な量の溶剤と、前記シリカに被覆された塗料粒子とを混合すること を含む請求の範囲第１項記載の過剰噴霧塗料粒子（５０）の再生方法。
5. ５．前記シリカに被覆された塗料粒子と溶剤との混合物を微粉砕して、シリカ粒 子と前記塗料粒子の微粉砕された不溶性成分とから成る固体相と前記溶剤と前記 塗料粒子の可溶性成分とから成る液相とを有する一様な分散液を生成することを 含む請求の範囲第４項に記載の過剰噴霧塗料粒子（５０）の再生方法。
6. ６．前記一様な分散液を濾過する工程を含む請求の範囲第５項に記載の過剰噴霧 塗料粒子（５０）の再生方法。
7. ７．再組成した塗装材料を生成するのに充分な量の少くとも１つの添加物質を添 加することを含む請求の範囲第５項に記載の過剰噴霧塗料粒子（５０）の再生方 法。
8. ８．前記再組成された塗装材料を濾過する工程を含む請求の範囲第７項に記載の 過剰噴霧塗料粒子の再生方法。