JPH067886B2 - 廃塗料を含む水の処理剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、湿式塗装ブースにおける未塗着塗料用洗浄水
や塗料の製造，塗装等塗料を取り扱う工程から生じる排
水など廃塗料を含む水に添加することによって、塗料滓
を固液分離し易いように粘着性がなく且つ再分散し易い
フレーク状に凝集する、改良された水処理剤に関する。

〔技術的背景〕

スプレー塗装は、作業効率が良く平滑で均一な塗膜が得
られるため自動車や家電製品等大量生産品の塗装に広く
用いられている。ただ塗料の飛散が多く、通常のエアス
プレー式の場合未塗着率が40〜70％にも及ぶ（静電塗装
では５〜20％）。

この未塗着塗料は、塗料ブース内の洗浄用水膜や溜め水
によって捕集されるが、水中に懸濁した塗料は粘着性の
ある集塊となり、槽やパイプに付着し、循環ポンプやシ
ャワーヘッド等の詰まらせる。また、一部は水に溶け込
んで塗料臭を発散したり水を汚濁させる。

そこで従来から、洗浄水中に凝集剤を投入して未塗着塗
料を凝集させ、生じたフロックを固液分離により除去さ
せることが行われている。

また、他の方式による塗装工程や塗料製造の場合も、装
置や床面の洗浄等により廃塗料を含んだ排水が発生す
る。かかる場合も、廃塗料の凝集その他の処置を施して
固液分離し、浄化した水を排出しなければならない。

〔従来技術及びその欠点〕

この凝集剤として、旧くは苛性ソーダや多価金属の可溶
性塩等無機系のものが用いられていたが、凝集物が沈澱
硬化したり、凝集物の粘着性を抑えきれないため後処理
が困難であった。そこで現在では、凝集物の粘着性を抑
える目的で各種の有機系凝集剤をこれらの無機系凝集剤
と併用することが行われている。

しかし、従来の有機系凝集剤は、無機系凝集剤との相
溶性が悪い、起泡性が有る、凝集性が必ずしも良く
ない、凝集して生成したフロックが軟らくて粘着性が
強いため固液分離が満足に出来ない、生成したフロッ
クが硬くなりすぎていわゆるコンクリート化してその分
離除去の取り扱い性が困難である、低濃度では効果が
少ない、対象とする塗料の種類が変わるとその凝集性
が大きく変わり所謂汎用性が無い等、種々な難点があ
り、理想的なものは無いのが現状である。

〔目的〕

本発明は、上記欠点を解消すべく鋭意研究の結果完成し
たものである。そしてその目的とするところは、対象と
する塗料の種類による影響が少なく、凝集が速やかに進
み、生成したフロックの粘着性がなく、なおかつ生成し
たフロックがコンクリート化せず、固液分離性が優れし
かも取り扱いが容易である、廃塗料を含む水の処理剤を
提供するにある。

〔構成〕

本発明の水処理剤は、多価金属の水溶性塩からなる無機
系凝集剤と、アミン系両性化化合物からなる有機系凝集
剤を有効成分とする。

多価金属塩としては、亜鉛，鉄，アルミニウム，カルシ
ウム，マグネシウム等の水溶性塩が用いられる。具体的
には、酸化亜鉛，硫酸亜鉛，亜鉛酸ソーダ，塩化第二
鉄，硫酸第一鉄，硫酸第二鉄，硫酸アルミニウム，塩化
アルミニウム，ポリ塩化アルミニウム，塩化カルシウ
ム，塩化マグネシウム等が用いられる。もっとも、多価
金属塩の働きは、以下に述べるアミンの両性化化合物と
結合して凝集物の重合高分子化を阻止するにあると推察
される。従って、硝酸アルミニウム，四塩化チタン，塩
化ランタン，その他水溶性で凝集作用の有るものならば
いずれも用いることができる。ただ、入手の仕易さやコ
スト及び性能の面から亜鉛や鉄，アルミニウムの化合物
が好適に用いられる。

アミン系両性化化合物を構成するアミンとしては、メチ
ルアミン，エチルアミン，イソ−プロピルアミン，ｔ−
ブチルアミン，ドデシルアミン等のモノアルキルアミ
ン、ジメチルアミン，ジエチルアミン，ジブチルアミン
等のジアルキルアミン、トリメチルアミン，トリエチル
アミン，トリブチルアミン等のトリアルキルアミンが用
いられる。

また、モノエタノールアミン，ジエタノールアミン，ト
リエタノールアミン，モノイソプロパノールアミン，ア
ミノプロピルエタノールアミン等のアルカノールアミン
や、エチレンジアミン，テトラメチルジアミノプロパン
等のアルキレンジアミンや、ジエチレントリアミン，ト
リエチレンテトラミン，ペンタメチルジエチレントリア
ミン等のポリアルキレンポリアミン、更にはドデシルエ
チレンジアミン，ドデシル・ジエチレントリアミン等の
アルキルポリアミンも用いられる。

ただ、これらのアミンにおける炭化水素基が、アミンの
数１基に対して比較的長鎖（Ｃが12以上）である場合、
凝集性能は短鎖の場合と遜色が無いが、それを使用した
系の起泡性が高くなり、固液分離操作や循環水としての
利用にトラブルを生じ易い。

炭化水素基の長鎖のアミンを用いる場合は、ジアミン，
トリアミン等のポリアミンであることが好ましい。

更に、広義のアミンとして、ポリエチレンイミン，ポリ
プロピレンイミン等のポリアルキレンイミン，ピロリジ
ン、ピペリジン等がある。この内、特にポリエチレンイ
ミンが好適に用いられる。

これら例示したアミンは、多価金属塩と組み合わせても
凝集剤としては殆ど効力を有さない。ところが、これら
を両性化すると多価金属塩と併用した場合極めて優れた
凝集能力や、生成したフロックの粘着防止性能を示す。
これは、両性化化合物が多価金属塩と塗料の橋渡しを
し、無機フロックが塗料に密着したり塗料同志の重合高
分子化を阻止する働きをするためと考えられる。

アミンの両性化は、本発明においては、アミン化合物に
アニオン性を付与する極性基を持つ化合物を付加反応さ
せて行なう。これは、アニオン性を付与する極性基を持
つ化合物として従来から知られている化合物（両性化
剤）を用い公知の反応により行なわれる。そしてここで
言う両性化剤としては、モノクロル酢酸，モノクロル酢
酸ナトリウム，モノクロル−プロピオン酸ナトリウム，
アクリル酸，アクリル酸ナトリウム，メタクリル酸，メ
タクリル酸ナトリウム等のベタイン型両性化剤が用いら
れる。また、炭素数１〜３のアルキルアクリレートエス
テルや炭素数１〜３のアルキルメタクリレートエステル
の加水分解物も同様に用いられる。

更に、ブロムエタンスルホン酸，プロパンサルトン等の
アミンスルホン酸型両性化剤も用いられる。

多価金属塩とアミン系両性化化合物の混合割合は、塗料
の種類や多価金属塩，両性化化合物の種類にもよるが、
重量部で10：90〜90：10特に20：80〜60：40程度が好ま
しい。

また洗浄水に対する混入量は、対塗料１〜30重量％、特
に５〜10％程度とするが、塗料と反応して消費されるの
で、洗浄水を循環させる場合は常時追加する。

尚、上記の多価金属塩とアミン系両性化化合物の他に、
水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の中和剤とか、水
酸化カルシウム等の凝集補助剤、その他防腐剤や防藻剤
等各種の薬剤を添加して使用することは何ら差支えな
い。

〔効果〕

本発明の廃塗料を含む水の処理剤は、前述した如く、多
価金属塩とアミン系の両性化化合物を有効成分とする。

そして、これらを併用することによる相乗効果により、
優れた廃塗料の凝集や、粘着性がなく且つ再分散し易い
フロックの生成を行わしめる（実施例参照）。

この内、多価金属塩の主たる作用は水中に分散している
塗料粒子の凝集補助作用である。

また、アミン系両性化化合物の作用は、多価金属塩によ
る凝集作用を高めるとともに凝集物のフロック化を促進
し、しかも生成したフロックの性質をサラサラした感じ
の非粘着性のものにする効果がある。従って、固液分離
が非常に容易になり、フィルタープレス等で簡単に処理
できる。尚、アミン系両性化化合物にアミンの１種であ
るが、所謂イミン系両性化化合物を併用するとより優れ
た効果を示す。即ち、生成したフロックが固液分離処理
上からみて適度な分散性を有し、生成フロックの沈降，
凝固によるコンクリート化が防止される。この生成フロ
ックのコンクリート化防止作用は永続的であり、固液分
離やその後の処理が極めてし易く、循環水の再利用に極
めて優れた効果を示す。

また本発明の処理剤は発泡が少なくて取り扱い易いう
え、塗料やそれを含む溶剤を水に溶解しないフロックに
するので、水質汚濁や臭の発生も完全に防がれる。

また、スプレー塗装には溶剤系や水系（水溶性系，エマ
ルション系）の各種の塗料が用いられ、塗料の主材たる
樹脂も目的や用途に合わせてアルキド，アクリル，メラ
ミン，ウレタン，ポリエステル等多くのものが用いられ
るが、本発明の処理剤はこれらの何れに対しても前述の
効果を示すものである。

〔合成例〕

次に、本発明に用いる有機系凝集剤の合成例を示す。こ
の合成例は例示であり、前記した種々なアミンを用いて
同様に合成し得ることはいうまでもない。

合成例 １ 攪拌器付きフラスコに、ｔ−ブチルアミン73ｇ（１モ
ル）を入れ、室温下で攪拌しながらアクリル酸エチルエ
ステル100g（１モル）を１時間かけて滴下する。滴下終
了後、発熱が止まったら60〜70℃に徐々に昇温し、２時
間熟成後、苛性ソーダの50％水溶液80ｇ（１モル）を発
熱に注意しながら滴下する。その後65〜75℃で30分間熟
成してケン化反応を終了し、アルカリ性の黄色透明な液
体を得た。

合成例 ２ 攪拌器付きフラスコに、ジエタノールアミン105g（１モ
ル）を入れ、50〜60℃で攪拌しながらアクリル酸メチル
エステル82ｇ（0.95モル）を１時間かけて滴下する。

滴下終了後、発熱が止まったら、60〜70℃で１時間熟成
後、苛性ソーダの50％水溶液76ｇ（0.95モル）を発熱に
注意しながら滴下し、65〜75℃で30分間熟成してケン化
反応を終了し、アルカリ性の黄色透明な液体を得た。

合成例 ３ 攪拌器付きフラスコにトリエチレンテトラミン146g（１
モル）を入れ、温度50〜60℃で攪拌しながら、モノクロ
ル酢酸ソーダ932g（８モル）を水1500ｇに溶解したもの
を２時間かけて滴下する。滴下終了後、発熱がとまった
ら70〜80℃にて６時間熟成し、弱酸性・黄色透明液状の
ポリカルボン酸を持つ両性化合物を得た。

合成例 ４ 攪拌器付きフラスコにポリエチレンイミン（分子量100
0、30％水溶液）234g（0.07モル）を入れて温度50〜60
℃に保ったものに、モノクロル酢酸ソーダ380g（3.26モ
ル）を水400gに溶解したものを攪拌しながら２時間かけ
て滴下する。滴下終了後発熱がとまったら70〜80℃にて
６時間熟成し、弱酸性の黄色透明な液体を得た。

合成例 ５ 合成例１と同様にして、ジエチルアミン１モルとメタク
リル酸エチル0.95モルを用い、アルカリ性の黄色透明な
液体を得た。

合成例 ６ 合成例１と同様にして、トリブチルアミン１モルとモノ
クロルプロピオン酸ソーダ１モルを用い、アルカリ性の
黄色透明な液体を得た。

合成例 ７ 常法に従い、エチレンジアミン１モルとブロムエタンス
ルホン酸２モルを用い、弱酸性の黄色透明な液状のスル
ホン酸型の化合物を得た。

合成例 ８ 合成例１と同様にして、ドデシルエチレンジアミン１モ
ルとアクリル酸メチル２．８モルを用い、アルカリ性の
黄色透明な液体を得た。

〔実施例〕

次に、多価金属塩の幾つかと、上記合成例により得られ
たアミン系両性化化合物を、表−１に示す割合（重量
％）で組合せた本発明の水処理剤（実施例１〜８）を用
い、以下の項目について試験した。また比較例１〜６に
ついても同様に試験した。その結果を、表−２（溶剤系
塗料の場合）及び表−３（水系塗料場合）に示す。

これらの性能試験は、第１図に示す塗料捕集モデルブー
ス装置を用いて得た処理水を使用して行なった。尚、第
１図中符号(1)はスプレーガン、(2)はコンプレッサー、
(3)は塗料タンク、(4)は水オーバーフロータンク、(5)
は流水用壁、(6)は洗浄水タンク（水溜め）、(7)は洗浄
水ポンプ、(8)は液抜きバルブ、(9)は被塗装物である。

洗浄水は、表−１に示す各実施例及び比較例の水処理剤
50ｇを水道水に溶解し、苛性ソーダや硫酸でpHが８〜９
程度になるよう調整する。尚、洗浄水は全量を50と
し、毎分10の割合で循環させる。

そして、洗浄水を循環させながら500ｇ程度の塗料を30
分間に渡って噴霧する。水は塗料注入後30分間循環させ
る。その後、水と塗料の混合液（処理水）を採取し、水
処理剤の性能を評価した。

尚試験に用いた塗料は、溶剤系のものとして、自動車の
上塗りに使用しているメラミンアルキッド樹脂タイプの
ソリッドカラーと、アクリルメラミン樹脂タイプのメタ
リックカラーを１：１で混合したものを用いた。また水
系のものとして、自動車用シャーシーブラックとして使
用されている常乾タイプのエマルション型水溶性塗料
（アクリルスチレンエマルション）を用いた。但し水系
塗料の場合（表−３）は、実施例５〜８を省略した。

水中での廃塗料の処理性の判定は、以下により行った。

廃塗料の凝集性 洗浄水苗に入った塗料滓が凝集して非粘着化する程度。
ブース壁面に、塗料滓が粘着状態で付着している程度で
判断。

◎…付着が全く或いは殆ど見られない ○…付着が極少し見られる ×…付着が見られる 生成したフロックの分散性 塗料滓が、フロック状に分散し、濾過による回収分離除
去がし易い程度 ◎…攪拌によりフロックが再分散する ○…攪拌でフロックが一部再分散する ×…一つの塊状となり再分散しない 水の濁り 塗料の水中への懸濁性を、処理水の透視度で判定する。
数字が大きい程残留塗料が少ない。

ＪＩＳ−Ｋ−0102の透視度計に準拠 臭気 処理水中の塗料の残留の程度を、臭気により判定する。

◎…無臭 ○…殆ど臭無し ×…臭気大

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例に使用した処理水を得るための
塗料捕集モデルブース装置のブロック図である。 １……スプレーガン ３……塗料タンク ４……水オーバーフロータンク ５……流水壁 ６……洗浄水タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アミン化合物に、アニオン性を付与する極
   性基を持つ化合物を付加反応させて得られる化合物と、
   多価金属の水溶性塩を有効成分とする廃塗料を含む水の
   処理剤。