JPH06502130A - 塗料凝固剤の処理方法およびその使用 - Google Patents

塗料凝固剤の処理方法およびその使用

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JPH06502130A
JPH06502130A JP3516882A JP51688291A JPH06502130A JP H06502130 A JPH06502130 A JP H06502130A JP 3516882 A JP3516882 A JP 3516882A JP 51688291 A JP51688291 A JP 51688291A JP H06502130 A JPH06502130 A JP H06502130A
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ヒューゼマン、ルッツ
レーム、ハンス−イェールゲン
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ヘンケル・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン
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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】 塗料凝固剤の処理方法およびその使用 本発明は、塗料オーバースプレーおよび層状ケイ酸塩含有凝固剤を含む塗料凝固 物であって、層状ケイ酸塩含有凝固物を真空乾燥し低温処理した後に粉砕する塗 料凝固物の処理(リサイクル)方法に関すると共に、そのように処理した塗料凝 固物を、塗料およびペイントの主成分、添加剤もしくは充填剤、建築材料、封止 材料、下地保護配合物または接着剤として使用することに関する。
例えば自動車産業等において、金属表面またはプラスチック表面に、水不溶性有 機物質を含む塗料、ワックスまたは雇似の被覆物質を塗布する際に、その塗料ま たは塗布物質を塗布すべき部位に完全に付着させることは不可能である。特に自 動車のボディの塗装においては、いわゆる「オーバースプレー」が塗料吹き付は ブース内に蓄積し、これを該吹き付はブースから水により除去し、そしていわゆ る「沈降タンク」内に流し入れる。一方で、粘着性の塗料粒子によって水移送用 パイプ、ノズル及びスプリンクラ−系の機能に障害を受けないようにし、他方で 、回収した成分を含む循環水を除去するために、化学薬品を水に添加して上述の 物質を凝固させなければならない。添加した化学薬品は、水によって回収した1 ii=料粒子を変性させ、一段階の操作でこれを凝固させて排出可能な凝固体を 形成することになる。
近年、環境に対する意識が高まりつつあることを考慮して、産業用被覆および塗 装施設において蓄積する塗料凝固物を、廃棄物として処理するよりも、リサイク ル計画において有用な原料物質として使用する概念への配慮がなされるようにな ってきている。更に、塗料残渣の投棄や輸出を禁止する[テヒニツンエン・アン ライランク・アプファル(Technischen Anleitung Ab fall) (テクニカル・ディレクティブ・オン・ウェイスト) (Tech nical Directive on faste)Jの修正がほぼ可決され ようとしている。塗料残渣の年間蓄積高は約250000 トン7年と見積もら れている(1990伍3月16日のブイ・ディー・アイ報告(VDI Nach richten))ので、リサイクルする塗料残渣中にはかなり有用な物質が潜 在的に存在する可能性がある。
蓄積するオーバースプレーの量を塗料吹き付はブースを適切に設計することによ って減少させたり、塗料吹き付はブース水に蓄積する塗料スラッジを処理したり 、あるいはそれを経済的に有用な製品に転化させる試みがなされてきている。
ドイツ国特許出願公開第3227227号は、電気泳動性水性塗料の電気泳動処 理において長年使用している湿潤塗料を塗布する際に蓄積するオーバースプレー から水性塗料を回収する方法を記載している。しかし、この方法によっては、い わゆる溶剤含有塗料廃棄物を処理することができない。
米国特許第4.303.559号に記載された塗料スラッジの処理は、スラッジ を粉砕し、得られた破砕物を乾燥し、乾燥した破砕物を再粉砕することを本質的 に含んでなる。この方法により得られた粒子は、次いでプレスし、硬化させて、 例えば絶縁用途に使用できるンート状とする。
更に、ドイツ国特許第3525254号は、架橋可能な状態で蓄積する塗料廃棄 物に、界面活性剤、特にアニオン性、カチオン性、ノニオン性または両性界面活 性剤を添加し、機械的な力をかけて水性分散液に転化する塗料廃棄物の再処理方 法を記載する。得られる水性分散液または乳化液は、加熱下または加圧下におい て硬化させた後、制振材料としてならびに防音および断熱材料として使用される 。
更に、上に引用したrVDI報告」中の報文は、炭化水素を塗料スラッジから全 く発散させずに分離し、残る樹脂を無臭無毒な粉末に転化する「ドライ・パージ (dry purge)J概念による塗料凝固物の乾燥および利用について記載 する。この粉末は、21000訂/kgのオーダーの発熱量を有しており、セメ ント窯または発熱剤中に使用することができる。
ごく最近では、洗浄により除去した塗料廃棄物を、特に塗料オーバースプレーが 充分に純粋である場合、ニーダ−内で無水化し、溶剤を加え、塩化カルシウムと 共に沈降剤として再使用している。塩素含有配合物が公知の腐食性を有するため 、自動車産業においてこの方法はおそらく採用されないであろう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、塗料凝固物、特に変性した塗料凝固 物を再利用可能な形態に容易に転化させる層状ケイ酸塩を含有する塗料凝固物の 処理(リサイクル)方法を提供することにある。更に、このように処理した塗料 凝固物は、塗料およびペイントにおける主成分、添加剤もしくは充填剤、建築材 料、封止材料、下地保護用配合物または接着剤として使用できるような品質をを する。
従って、本発明は、層状ケイ酸塩を含有する凝固剤により既知の方法で凝固させ た塗料オーバースプレーをベースとする塗料凝固物の処理方法において、層状ケ イ酸塩含有変性塗料凝固物を100℃までの温度で真空乾燥し、乾燥した凝固物 をO〜−270℃の温度で処理し、その後即座に冷たく脆い塗料凝固物を粉砕す る方法に関する。
本発明によれば、塗料、ワックスおよび/またはその他の被覆材料、特に塗料オ ーバースプレーを層状ケイ酸塩含有凝固剤で凝固させることにより、塗料処理設 備のMHI処理水または凝固槽から、層状ケイ酸塩を含むリサイクル可能な塗料 凝固物が得られる。
本発明の目的に使用できる層状ケイ酸塩含有凝固剤は、例えば、米国特許第4゜ 220.456号、第4,380.495号、第4.629.572号、第4. 504゜395号、第4.564.464号および第4.701.220号、な らびに欧州特許出願公開第193668号から公知の塗料凝固剤である。未公開 である本出願人のドイツ国特許出願第P40 25 729.0および第P40  25 730゜4に記載しである層状ケイ酸塩含有凝固剤も当然ながら使用で きる。
本発明の好ましい一態様において使用する層状ケイ酸塩含有凝固剤は、a)少な くとも一種のアルミノケイ酸塩を1〜100重量%、b)少なくとも一種のシリ カまたはそのアルカリ金属塩および/もしくはアルカリ土類金属塩を0〜30重 量%、 C)少なくとも一種のアルカリ土類金属塩を0〜30重量%、d)シアナミド、 ジンアノジアミドおよび/またはカルシウムシアナミドを0〜10重量%、 e)プロトン化またはカチオン変性したポリエチレンイミンを0−10重量%、 ならびに f)モリブデン化合物、ワックスならびに/もしくはワックス類似物、ケイ酸塩 、リン酸塩、乳化剤ならびに/もしくは分散助剤、抑泡剤、腐食防止剤、殺生剤 、酸、アミンならびに/もしくは水からなる群から選ばれる少なくとも一種の活 性物質および/または助剤を0−19重量%含む。
本発明において、層状ケイ酸塩含有凝固剤は、アルミノケイ酸塩成分として、ア ルカリ金属およびアルカリ土類金属アルミノケイ酸塩をベースとするクレー鉱物 の群から選ばれる一種またはそれ以上の化合物を含有しており、マグネシウムア ルミノケイ酸塩ベースのクレー鉱物が特に好ましい。このことは、ケイ酸塩アニ オン層間に存在するカチオン層の金属イオンはアルカリ金属またはアルカリ土類 金属イオンであって、マグネシウムイオンが好ましいということを意味するに過 ぎない。
一つの好ましい態様において、層状ケイ酸塩含有凝固剤は、アルミノケイ酸塩成 分として、バイデライト、ベントナイト、ホップス、ディツカイト、ハロイサイ ト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、ナクライトおよびノント ロナイトからなる群から選ばれる一種またはそれ以上の鉱物を含む。この中で、 ベントナイトまたはヘクトライトまたはこの両者の任意の比率での混合物が、凝 固剤に特に良好な変性能と高い凝集処理能を与えるので特に好ましい。
以下の記載および請求の範囲において、「ベントナイト」および「ヘクトライト 」は多層構造を有しており、個々の層は互いに密接に結合されてはいないが、例 えば水を取り込むことにより膨張し、従って鉱物が膨潤するような上述の種類の ケイ酸塩鉱物であると理解することができる。アルミニウムに加えて、マグネシ ウムかへクトライトの大部分のカチオンを形成する。更に、アニオン層はフッ化 物を取り込むこともある。対象的に、ベントナイトは、基本構造がモンモリロナ イトに類似する純粋なケイ酸アルミニウムナトリウムである。これもかなりの量 、例えば2〜7倍のモル量の水をカチオン中間層に取り込むことにより膨潤する ことができる。カオリンの主成分であるカオリナイトも、ケイ酸塩アニオンおよ びアルミニウムカチオンからなる多層構造を有する。
層状ケイ酸塩含有凝固剤は、アルミノケイ酸塩成分に加えて、シリカおよび/ま たはそのアルカリ金属ならびにアルカリ土類金属塩の群から選ばれる一種または それ以上の化合物を含むこともできる。塩の中ではメタケイ酸塩およびパイロケ イ酸基が特に好ましく、これらの化合物は個々にまたは任意の比率で混合して使 用することができる。これらの化合物は、追加して使用することもでき、層状ケ イ酸塩含有凝固剤の全量を基準として、凝固剤中に全量で0.1〜30重量%、 特に10〜20重量%存在するのが好ましい。マグネシウムケイ酸塩であって、 概略組成がMg5(OH)2siイ0□、であるタルカムを好ましい例に挙げる ことができる。
層状ケイ酸塩含有凝固剤のその他の成分は、好ましくは0.1〜30重量%、特 に5〜25重量%の量のアルカリ土類金属塩であってよい。本発明においては、 カルシウムおよび/またはマグネシウム塩、特に炭酸カルシウムを使用するのが 好ましい。
原則として、層状ケイ酸塩含有凝固剤の成分は、凝固効果を相乗的に向上できる ように相互作用するような品質でなければならない。好ましくは0.1〜10重 量%の量のンアナミドおよび/またはジシアノジアミドおよび/またはカルシウ ムシアナミドをそのような成分の例として挙げることができる。これらの化合物 は、本出願人によるドイツ国特許出願公開第34 12 763号から塗料の凝 固に使用することが公知であり、そこにかなり詳細に記載しであるのでここで更 に説明する必要はない。
更に、本出願人によるドイツ国特許出願公開第33 16878号から公知のポ リエチレンイミンおよび/またはそのプロトン化誘導体もしくはアルキル化によ りカチオン変性した誘導体を、好ましくは0.1−10重量%の量で使用するこ ともできる。ポリエチレンイミンの分子量は、約5X10’〜5XIQ’l)( ドルトン)であるのが好ましい。
本発明においては、未公開である本出願人のドイツ国特許出願第P 40 24 729.0号から既知のモリブデン化合物を、活性物質および/または助剤とし て使用することができる。特に、モリブデン酸および/またはイソモリブデン酸 の水溶性アルカリ金属および/またはアンモニウム塩、好ましくはモリブデン酸 ナトリウムおよび/またはモリブデン酸アンモニウムを、モリブデン化合物とし て0.1〜5重量%の量で含有するのが好ましい。
天然または合成起源のワックスおよび/またはワックス類似物を、更に活性物質 および/または助剤として使用することができる。このようなワックスについて の詳細は、例えば「ウルマンズ・エンツィクロペディ・デア・テヒニツシェン・ ヒエミイ(Ullmanns Encyklopadie der techn schen Chelie)J第24巻、第1〜49頁、第4版、1984年、 [フェッチ、ザイフェン、アンストリッヒミッテル(Fette、 5eLfe n、 Anstrichmittel)J $67巻(1965年)、334頁 以下参照、および「レームブス・ヒエミイーレキシ:7 ン(ROmpps C he+m1e−Lexikon)J、フランクンエ・フェルラークスブーホハン トルンク(Franck’ 5che Verlagsbuchhadlung )、シュツットガルト、第4562頁、第8版、1988年などの当業者の文献 中に見ることができる。
好ましいワックス類似物は、炭素数8〜22、好ましくは炭素数12〜18の飽 和および/または不飽和脂肪酸と、炭素数8〜22、好ましくは炭素数12〜1 8の脂肪アルコールもしくはグリセロールとのエステルである。適する化合物の 群の内では、特にバルミチン酸ミリスチルおよび獣脂が好ましい。
本発明の目的に使用するケイ酸塩は、例えば水ガラスまたはオルトケイ酸塩の可 溶性もしくは不溶性塩およびその縮合生成物またはその脱水誘導体(メタケイ酸 )である。リン酸塩としては、オルトリン酸の可溶性もしくは不溶性塩およびそ の縮合生成物またはその脱水誘導体を使用する。
基本的には、水性溶液を乳化するために典型的に使用されるいずれの化合物も、 その他の成分との相溶性があることならば、乳化剤および/または分散助剤とし て使用することができる。好ましい乳化剤はアルキレンオキサイドと脂肪酸また は脂肪アルコールとの付加生成物であって、これを個々にあるいは混合物の形態 で使用することができる。エチレンオキサイドと例えばオレイン酸および獣脂脂 肪酸などの脂肪酸との付加生成物であって、エチレンオキサイド:脂肪酸のモル 比が1〜5.1の範囲にあるものが好ましい。この化合物の群から選ばれる乳化 剤は、水相での有機物混合成分の乳化において顕著な乳化能を発揮し、本発明の 凝固剤の変性能を良好にして、凝固物の処理を問題なく行わせる。1〜4モルの エチレンオキサイドとオレイン酸との付加生成物が特に好ましい。
その他の処方に使用する助剤は、アルカノールアミンおよび/またはアミンであ る。好ましい態様において、これはアルキレンまたアルキル残基中に1〜3個の 炭素原子を含む。モノエタノールアミン、ジェタノールアミン、トリエタノール アミン、モノイソプロパツールアミン、ジイソプロパツールアミンおよびトリイ ソプロパツールアミンからなる群から遥ばれる一種またはそれ以上の化合物が特 に好ましい。
例えば特定のpH値に調整すること、或いは凝固剤を抗菌処理することなどの特 別な要求は、層状ケイ酸塩含有凝固剤に特別な助剤を組み込ませることによって 満たすことができる。従って、抗菌効果を有すると共にpHの調整も行えるホウ 酸、ならびに殺生剤、例えばホルムアルデヒド、インチアジンンおよびその誘導 体ならびにピリジン−N−オキサイドおよびその誘導体などを、要すれば添加す ることができる。リン酸、有機酸、例えばクエン酸およびその他の非腐食性の酸 またはその酸性塩も、嬰すればpH調整剤として使用することができる。層状ケ イ酸塩含有凝固剤の成分として採用できるその他の成分として、腐食防止剤およ び抑泡剤がある。リン酸の水溶性塩および亜鉛塩、好ましくは2−ホスホノブタ ン−1,2,4−トリカルボン酸ナトリウム塩または2−ピリジンチオール−1 −オキサイドの亜鉛塩を腐食防止剤として使用することができる。従来技術にお いてこの用途に公知である抑泡剤、例えば鉱物油を含有する抑泡剤に加えて、鉱 物油を含有しないデヒドラン(Dehydran) F (登録商標)(ヘンケ ル社(Benkel KGa^))などの製品を抑泡剤として使用することもで きる。
上述の層状ケイ酸塩含有凝固剤は一般に、あらゆる起源の塗料オーバースプレー を凝固させることができる。例えば、化学的組成が広範に異なる充填剤、プライ マー、仕上げ塗料およびクリヤ塗料などを塗料として使用することができる。
塗料は追加の成分として、顔料、充填剤、腐食防止剤などを含むことができる。
塗料は、アルキド、無含油ポリエステル、アクリレート、メラミン、エポキシま たはポリウレタン樹脂などの樹脂ならびに、例えば典型的な芳香族および脂肪族 化合物、グリコールエステルなど、などの有機溶剤、アルコールおよび水を含む こともできる。
本発明の一つの好ましい態様においては、完全に変成した、固形分含量が20〜 95重量%、好ましくは30〜50重量%であるポンプ移送可能な層状ケイ酸塩 含有凝固剤を、水性スラリー、スラッジまたは粉末の形態で本発明の方法に使用 する。
本発明の別の態様においては、変性した層状ケイ酸塩含有塗料凝固剤の水性スラ リー、スラッジまたは粉末を、その残留水分含有量が101量%未満、好ましく は5重量%未満となるように、20〜100℃、好ましくは60〜80℃の温度 、0.01〜900ミリバール、好ましくは10〜100ミリバールの真空で乾 燥する。原則として、より高い温度を適用することもできるが、塗料凝固物が完 全に硬化しないように注意しなければならない。
本発明の別の好ましい態様において、液体窒素、液体酸素および/または液体空 気、好ましくは液体窒素を使用して0〜−270℃、好ましくは−150〜−2 20℃の温度で5〜60分間、好ましくは20〜40分間、乾燥した塗料凝固物 を冷却する。この低温処理によりて、続いて行う粉砕などの処理がかなり簡単に なるように塗料凝固物を脆性化する。当然ながら、低温処理を冷凍乾燥処理によ り真空下で行うこともできる。
本発明が教示する事項の要点は、冷却した脆い塗料凝固物を、低温処理の直後、 室温において湿式の加圧型または衝撃型粉砕により1〜500μm1好ましくは 5〜50μmの粒子寸法に粉砕できることを発見したことにある。このことは、 多くの塗料凝固剤がその粘着性のために不十分な粉砕しかできず、多くの場合に ミルや粉砕装置に好ましくない詰まりを生じさせることからすると驚くべきこと である。
本発明は、本発明の方法により処理した塗料凝固物を、塗料およびペイントの主 成分、添加物もしくは充填剤、建築材料、封止材料、下地保護用配合物または接 着剤として使用することにも関する。
従って本発明によれば、本発明の方法により処理した塗料凝固物は、100%リ サイクルして主成分として、および添加剤または充填剤の形態で部分的にでも再 使用することができる。
本発明の好ましい態様の一つでは、自動東産業において、本発明の方法により処 理した層状ケイ酸塩歯IIr塗料凝固剤を、塗料またはペンキの原料として塗料 用溶剤および/または水に直接分散させ、標準的方法により金属またはプラスチ ック表面に塗布し、焼付け、そして充填剤、プライマー、仕上げ塗料および/ま たはクリア塗料として使用する。
以下の実施例において、層状ケイ酸塩含有塗料凝固物を処理する本発明の方法を 記載し、特徴的な例を参照しながら塗料凝固物を塗料原料として使用する場合を 説明する。
層状ケイ酸塩含有塗料凝固物の製造および処理実施例1 塗料の種1[、溶剤含有充填剤品質(メーネルト・アンド・ヴ工−りCMehn ert & Veeck)、エイ・エフ(AF) 2000263型)凝固剤:  ブイ・アール(VR)7821−3 (供給元、ヘンケル社(I]enkel )X層状ケイ酸塩約85重量%およびジシアノジアミド約15重量%)塗料は、 自動車産業において典型的に使用する条件下で、ESKA装置(デュール(Du rr)社)内で凝固させた。
塗料凝固剤の密度:完全に変性。塗料凝固剤の固形分濃度:44%処理ニ −20ミlJバール圧で80℃で真空乾燥。
残留水分含有量:約3% 一乾燥した物質の液体窒素による冷却脆性化。
滞留時間=30分 一低温処理直後においての脆性化した物質の、エア・ジェット・ミル内での約1 0μmの粒子寸法への粉砕。
実施例1で処理した塗料凝固剤の100%塗料原料としての使用−粉砕した塗料 凝固剤(50重量%)および、酢酸ブチルとキシレン(1: 1)の溶剤混合物 (50重量%)の混合 −溶剤/リサイクル塗料凝固剤混合物の振盪機による振盪処理時間:30分 装置: 3A5−20型「スカンデス(Skandes)J振盪機−ヘークマン (Hegmann)法により測定して得られた粒子寸法:約40μm−以上のよ うにして得られたリサイクル塗料の塗布塗膜層の厚さくガラス板):250μm (溶剤、湿潤)方法:ナイフコーティング 空気吹付時間:室温で10分間 一焼付け:循環空気乾燥器で10分/150℃−焼付は後の層厚さ:約30〜4 0μm方法;エリクセンーウーア(Erichsen−Uhr)−ヶーニヒ・ペ ンデ二ラム硬度(エリクセン):80〜90秒自動車産業における平均的所要値 :100秒±10国際調査報告 国際調査報告 フロントページの続き (72)発明者 レーム、ハシスーイエールゲンドイツ連邦共和国 ディー40 10 ヒルデン、ハイトンシュトラアセ 6番

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.層状ケイ酸塩含有凝固剤により既知の方法で凝固させた塗料オーバースプレ ーをベースとしており、変性した層状ケイ酸塩含有塗料凝固物を100℃までの 温度で真空乾燥し、乾燥した塗料凝固物を0〜−270℃の温度で処理し、冷た く脆い塗料凝固剤をその後即座に粉砕する塗料凝固物の処理方法。
  2. 2.層状ケイ酸塩含有凝固剤が、 a)少なくとも一種のアルミノケイ酸塩を1〜100重量%、b)少なくとも一 種のシリカまたはそのアルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩を0〜 30重量%、 c)少なくとも一種のアルカリ土類金属塩を0〜30重量%、d)シアナミド、 ジシアノジアミドおよび/またはカルシウムシアナミドを0〜10重量%、 e)プロトン化またはカチオン変性したポリエチレンイミンを0〜10重量%、 および f)モリブデン化合物、ワックスならびに/もしくはワックス類似物、ケイ酸塩 、リン酸塩、乳化剤ならびに/もしくは分散助剤、抑泡剤、腐食防止剤、殺生剤 、酸、アミンおよび/または水からなる群から選ばれる少なくとも一種の活性物 質および/または助剤を0〜19重量% 含む請求の範囲1記載の方法。
  3. 3.層状ケイ酸塩が、バイデライト、ベントナイト、ボッブス、ディッカイト、 ハロイサイト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、ナクライトお よびノントロナイトからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルミノケイ酸塩 、好ましくはベントナイトおよび/またはヘクトライトを含む請求の範囲2記載 の方法。
  4. 4.固形分含量が20〜95重量%、好ましくは30〜50重量%である変性し たポンプ移送可能な層状ケイ酸塩含有塗料凝固物を使用する請求の範囲1〜3の いずれかに記載の方法。
  5. 5.塗料凝固物を、残留水分含有量が10重量%未満、好ましくは5重量%未満 となるように、20〜100℃、好ましくは60〜80℃の温度で、0.01〜 900ミリバール、好ましくは10〜100ミリバール圧の真空下で乾燥する請 求の範囲1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 6.乾燥した塗料凝固物を、液体窒素、液体酸素および/または液体空気、好ま しくは液体窒素による−150〜−220℃の温度での低温処理に、5〜60分 間、好ましくは20〜40分間付する請求の範囲1〜5のいずれかに記載の方法 。
  7. 7.冷たく脆い塗料凝固物を室温で、湿式の、加圧型または衝撃型粉砕により、 1〜500μm、好ましくは5〜50μmの粒子寸法に粉砕する請求の範囲1〜 6のいずれかに記載の方法。
  8. 8.請求の範囲1〜7のいずれかに記載の方法によって処理した塗料凝固物の、 塗料およびペイントの主成分、添加物もしくは充填剤、建築材料、封止材料、下 地保護配合物または接着剤としての使用。
  9. 9.塗料凝固物を、塗料またはペンキの原料として塗料用溶剤および/または水 に分散させ、標準的な方法で金属またはプラスチック表面に塗布し、焼付け、そ して充填剤、プライマー、仕上げ塗料および/またはクリア塗料として自動車産 業において使用する請求の範囲8記載の使用。
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