JPH07968A - 回収塗料の濾液の精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗料希釈水の濾過の効率を低下させることな
く濾液を洗浄水として再利用することができるようにす
る。 【構成】 水性塗料を洗浄水１中に捕集させて得られる
塗料希釈水２を回収し、これを濾過して濃縮することに
よって回収塗料として再使用すると共に濾液３を洗浄水
１として再使用する。このようなリサイクルのシステム
において、濾液３を電気透析することによって濾液３中
の低分子酸成分を析出させ、この析出させた低分子酸成
分を濾過して除去する。低分子酸成分の濃度の低い濾液
３に精製することができ、この精製した濾液３を洗浄水
として使用すると、水性塗料を捕集することによって得
られる塗料希釈水２にあっても低分子酸成分の濃度が低
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装ブース内の洗浄水
に捕集される水性塗料を濾過回収して再使用する系にお
ける濾液の精製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】塗装ブース内において水性塗料をスプレ
ー塗装するにあたって、被塗装物に塗着しない塗料のダ
ストが多く発生するが、この塗料ダストは塗装ブース内
の洗浄水（ブース循環水）に溶解乃至分散させて捕集さ
れる。このように洗浄水に捕集される塗料ダストは多量
であるために、これをそのまま廃棄すると塗料の損失に
なると共に、また環境汚染の問題にもつながる。

【０００３】そこで、従来から洗浄水に捕集された塗料
を回収して再使用することが検討されており、例えば特
開昭４９−５１３２４号公報に開示されるような回収方
法が提案されている。すなわちこのものは、水性塗料の
噴霧ダストを塗装ブース内の洗浄水に捕集することによ
って得られる塗料希釈水を限外濾過膜などに通し、水を
濾過して濃縮することによって水性塗料の不揮発分濃度
を元の水性塗料と同程度に戻すようにしたものであり、
このように塗料希釈水を濃縮することによって水性塗料
を回収使用できるようにしたものである。

【０００４】このように洗浄水に捕集された塗料を回収
するために限外濾過膜などに通して濃縮する際に、塗料
希釈水から分離された大量の濾液が得られる。この濾液
を廃棄するとなると排水処理をおこなうことが必要にな
るために、濾液を再度塗装ブースに戻して洗浄水として
再使用することがおこなわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
濾液を塗装ブースの洗浄水として再使用する場合、洗浄
水に塗料が捕集された塗料希釈水の回収、塗料希釈水の
濾過、濾液の洗浄水としての再使用を繰り返していく
と、塗料希釈水を濾過濃縮して回収塗料を得ようとする
際に、濃縮する塗料の粘度が異常に上昇し、元の塗料の
不揮発分濃度（例えば約５０％）まで濃縮することが困
難になり、また濾過濃縮をおこなうのに長時間を要する
ことになるという問題が発生するものであった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、塗料希釈水の濾過の効率を低下させることなく濾
液を洗浄水として再利用することができるようにするこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回収塗料の
濾液の精製方法は、水性塗料を洗浄水１中に捕集させて
得られる塗料希釈水２を回収し、これを濾過して濃縮す
ることによって回収塗料として再使用すると共に濾液３
を洗浄水１として再使用するにあたって、濾液３を電気
透析することによって濾液３中の低分子酸成分を析出さ
せ、この析出させた低分子酸成分を濾過して除去するこ
とを特徴とするものである。

【０００８】また本発明では、濾液３中の低分子酸成分
を除去することによって濾液３の酸価を１０以下にする
ことが好ましい。以下、本発明を詳細に説明する。図１
は水性塗料の塗装−濃縮回収システムの一例を示すもの
であり、水性塗料としてはスプレー塗装用に従来から使
用されている水性アルキド樹脂塗料や水性アクリル樹脂
塗料など、特に制限されることなく使用することができ
る。そしてこの水性塗料を図１のような塗装ブース８に
おいてスプレー機９でスプレー塗装する際に、被塗装物
に塗着しない塗料ダストは塗装ブース８内に循環される
洗浄水１に溶解乃至分散させて捕集される。このように
洗浄水１に塗料ダストが捕集されると塗装作業の進行に
従って洗浄水１中の塗料の濃度が高まり、洗浄水１中の
不揮発分濃度が高くなる。洗浄水１中の不揮発分濃度が
所定値にまで高くなると、この水性塗料が溶解乃至分散
する洗浄水１を塗料希釈水２として塗料濃縮タンク７に
移し、この塗料希釈水２を濾過装置４で濾過する。

【０００９】濾過装置４としては、限外濾過膜を具備し
て形成される限外濾過装置や、逆浸透膜を具備して形成
される逆浸透濾過装置など、特開昭４９−５１３２４号
公報などで従来から提供される装置を用いておこなうこ
とができる。濃縮タンク７からこの濾過装置４に塗料希
釈水２を送って水を濾過することによって濃縮し、さら
にこの濃縮した塗料希釈水２を濃縮タンク７に返送して
再度濾過装置４に供給するというように繰り返して塗料
希釈水２を濾過することによって、塗料希釈水２を元の
水性塗料の不揮発分濃度とほぼ同じ濃度になるまで濃縮
することができるものである。

【００１０】濾過装置４で塗料希釈水２から濾過された
濾液３は濾液タンク５に回収する。このように塗料希釈
水２から濾過された濾液３は既述のように低分子酸成分
が蓄積しており、低分子酸成分の濃度が高くなってい
る。そこで本発明では、この濾液３を電気透析すること
によって、濾液３中に溶解している低分子酸成分を析出
させ、析出させた低分子酸成分を濾過して除去すること
によって、濾液３中の低分子酸成分の濃度を小さくして
洗浄水１として再使用することができるようにしてい
る。

【００１１】図２は電気透析の一例を示すものであり、
透析槽１０の濾液３中に陽極１１を入れると共に透析膜
で作成される隔膜１２を入れ、この隔膜１２内に濾液３
と隔てて陰極１３が入れてある。そして陽極１１と陰極
１３に直流電流を通電すると、例えば濾液３中のアミン
１４が電場の作用で移動して隔膜１２を通過して濾液３
から析出される。この電気透析されたアミン１４は隔膜
１２によって濾液３から分離されているために、隔膜１
２内から回収して再使用することができるものである。
尚、図２の電気透析の装置にあって、陽極１１と陰極１
３を逆にすると、膜の目詰まりや極の汚染等の問題が発
生するおそれがあるために、実用は不可である。

【００１２】ここで、水性アルキド樹脂塗料や水性アク
リル樹脂塗料など水性塗料中の低分子酸成分は一般にア
ルカリで中和され水中に安定して溶解されており、アル
カリとしてはアミン類が多く用いられる。そして上記の
ように電気透析してアミン１４を濾液３から分離する
と、濾液３中の低分子酸成分１５が不溶性になって析出
する。このように濾液３中に析出した低分子酸成分１５
は限外濾過装置などを用いて濾過することによって、濾
液３から容易に除去することができるものであり、低分
子酸成分の濃度の低い濾液３に精製することができるも
のである。

【００１３】このように精製して低分子酸成分を少なく
した濾液３は洗浄水１のマスターバッチとして塗装ブー
ス８に供給して再使用することができるものであり、こ
の濾液３を洗浄水１として使用して水性塗料を捕集する
ことによって得られる塗料希釈水２にあっても低分子酸
成分の濃度が低く、濃縮した塗料が増粘して濾過効率が
低下したり、目的とする元の塗料の不揮発分濃度まで濃
縮することができなくなったりするというようなことが
なくなるものである。濾液３の精製は、低分子酸成分の
濃度が酸価として１０以下になるようにおこなうのが好
ましい。酸価が１０を超える濃度の低分子酸成分が濾液
３に含有されていると、この濾液３を洗浄水１として使
用して塗料を回収して濾過・濃縮すると、濃縮した塗料
が増粘するおそれがある。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例によって例証する。 （実施例１）酸価が５０、水酸基価が１４０、数平均分
子量が３３００のアルキド樹脂をブチルセロソルブに溶
解して不揮発分が７５重量％のアルキド樹脂ワニスを合
成した。これをジメチルエタノールアミンで理論上１０
０％中和して脱イオン水にて不揮発分が４０重量％にな
るように調整して水溶性アルキド樹脂ワニスを得た。こ
の水溶性アルキド樹脂ワニス１０８重量部に硬化剤とし
てメタノール・エタノール変性ベンゾグアナミン樹脂
（三井サイアナミド社製「サイメール１１２３」）１１
重量部、二酸化チタン１００重量部、シリカ２．５重量
部を配合して水性アルキド樹脂塗料を調製した。

【００１５】この水性アルキド樹脂塗料を水で希釈して
不揮発分が５５重量％になるように調整し、図１のよう
に、ブチルセロソルブとイオン交換水とを２：９８の重
量比で混合した洗浄水１を張った塗装ブース８内でスプ
レー塗装に供した。そして塗装ブース８内の洗浄水１に
塗料ダストが捕集されて水中の不揮発分が１５重量％に
達した時点で、洗浄水１に塗料を捕集して得られる塗料
希釈水２を塗装ブース８から濃縮タンク７に移し、これ
を限外濾過膜としてデサリネーションシステムズ（ＤＥ
ＳＡＲＬＩＮＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭＳ）社製「ＥＷ
４０２６」を用いた限外濾過装置４に通して水を濾過
し、不揮発分濃度が５５重量％になるまで濾過を継続し
て濃縮して水性アルキド樹脂塗料を回収した。

【００１６】また、このように塗料希釈水２を濾過して
得られた濾液３は、不揮発分濃度が０．６％、酸価が
２．４、電導度が１３００μｓ／ｃｍ、アミン濃度が
０．０３２Ｎであった。次に、図２のような電気透析の
装置（隔膜１２の面積４００ｃｍ² 、整流器容量２０〜
１００Ｖ，１０〜３０Ａ）を用い、１リットルに対して
１１００クーロンの電気量で濾液３を電気透析し、析出
した低分子酸成分を上記と同様にして限外濾過して除去
することによって、濾液３の精製をおこなった。このよ
うに精製した濾液３は不揮発分濃度が０．４５％、酸価
が１．８、電導度が１０５０μｓ／ｃｍ、アミン濃度が
０．０２８Ｎであった。

【００１７】（実施例２）電気量を５０００クーロンに
変更した他は実施例１と同様にして濾液３を電気透析
し、析出した低分子酸成分を濾過して除去することによ
って、濾液３の精製をおこなった。このように精製した
濾液３は不揮発分濃度が０．１５％、酸価が０．６、電
導度が４５０μｓ／ｃｍ、アミン濃度が０．０１２Ｎで
あった。

【００１８】上記実施例１，２にみられるように、濾液
３を電気透析して濾過することによって、酸価及び電導
度が小さくなっており、低分子酸成分の濃度が低くなっ
ていることが確認される。 （実施例３）実施例１と同様にして塗料希釈水２を濾過
し、不揮発分濃度が２．６％、酸価が１１．０、電導度
が４０５０μｓ／ｃｍ、アミン濃度が０．１０９Ｎの濾
液３（以下未精製濾液Ａという）を得た。

【００１９】次に、実施例１と同じ電気透析の装置を用
い、１リットルに対し１１０００クーロンの電気量で未
精製濾液Ａを電気透析し、析出した低分子酸成分を限外
濾過して除去することによって、未精製濾液Ａの精製を
おこなった。このように精製した濾液３（以下精製濾液
Ｂという）は不揮発分濃度が１．６％、酸価が７．１、
電導度が２５８０μｓ／ｃｍ、アミン濃度が０．０６８
Ｎであった。

【００２０】さらに未精製濾液Ａを１リットルに対して
９０００クーロンの電気量で電気透析し、析出した低分
子酸成分を限外濾過して除去することによって、未精製
濾液Ａの精製をおこなった。このように精製した濾液３
（以下精製濾液Ｃという）は不揮発分濃度が０．４１
％、酸価が３．３、電導度が９８０μｓ／ｃｍ、アミン
濃度が０．０２５Ｎであった。

【００２１】表１−１に未精製濾液Ａ、精製濾液Ｂ、精
製濾液Ｃの不揮発分濃度、酸価、電導度、アミン濃度を
まとめて示す。そして、まず未精製濾液Ａを塗装ブース
８に供給して洗浄水１として再利用し、実施例１の水性
アルキド樹脂塗料と実施例１で回収した塗料とを容積比
で５０：５０の割合で混合した塗料をスプレー塗装する
と共に、この塗料を洗浄水１に捕集させて塗料希釈水２
を得た。

【００２２】また、精製濾液Ｂを塗装ブース８に供給し
て洗浄水１として再利用し、実施例１の水性アルキド樹
脂塗料と実施例１で回収した塗料とを容積比で５０：５
０の割合で混合した塗料をスプレー塗装すると共に、こ
の塗料を洗浄水１に捕集させて塗料希釈水２を得た。ま
た精製濾液Ｂを塗装ブース８に供給して洗浄水１として
再利用し、実施例１で回収した水性アルキド樹脂塗料が
１００％の塗料をスプレー塗装すると共に、この塗料を
洗浄水１に捕集させて塗料希釈水２を得た。

【００２３】さらに、精製濾液Ｃを塗装ブース８に供給
して洗浄水１として再利用し、実施例１の水性アルキド
樹脂塗料と実施例１で回収した塗料とを容積比で５０：
５０の割合で混合した塗料をスプレー塗装すると共に、
この塗料を洗浄水１に捕集させて塗料希釈水２を得た。
また精製濾液Ｃを塗装ブース８に供給して洗浄水１とし
て再利用し、実施例１で回収した水性アルキド樹脂塗料
が１００％の塗料をスプレー塗装すると共に、この塗料
を洗浄水１に捕集させて塗料希釈水２を得た。

【００２４】上記のようにして、未精製濾液Ａ、精製濾
液Ｂ、精製濾液Ｃを洗浄水１として用いて得た塗料希釈
水２について、実施例１と同様にして限外濾過装置４に
通して水を濾過し、濃縮をおこなって塗料を回収した。
このように濃縮した回収塗料について、粘度及び不揮発
分濃度を測定した。濃度の測定はＮＫ＃２カップを用い
て２０℃での塗料の流出時間を測定することによってお
こない、また不揮発分濃度は濾過・濃縮を１８０分間継
続した後の回収塗料について測定した。濃縮の結果を表
１−２に示す。尚、表１−２の濃縮結果の欄において
「○」は粘度が６０秒以下、不揮発分濃度が５０％以
上、「×」は濃度が１５０秒以上、不揮発分濃度が５０
％以上を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１−２にみられるように、酸価が１０以
上の未精製濾液Ａを用いた場合には塗料希釈水２の濃縮
を十分におこなうことができず、酸価を１０以下に精製
する必要があることが確認される。また精製濾液Ｂのよ
うに酸価が１０以下でも回収塗料を１００％用いる場合
には濃縮を十分におこなうことができなくなる場合がの
あるので、精製濾液Ｃのように酸価を５以下に精製して
用いることが好ましいものであった。

【００２７】

【発明の効果】上記のように本発明は、濾液を電気透析
することによって濾液中の低分子酸成分を析出させ、こ
の析出させた低分子酸成分を濾過して除去するようにし
たので、低分子酸成分の濃度の低い濾液に精製すること
ができ、この精製した濾液を洗浄水として使用すると、
水性塗料を捕集することによって得られる塗料希釈水に
あっても低分子酸成分の濃度が低くなり、濃縮した塗料
が増粘して濾過効率が低下したり、目的とする元の塗料
の不揮発分濃度まで濃縮することができなくなったりす
るというようなことがなくなるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される塗料の濃縮回収再生使用の
システムの一例を示す概略図である。

【図２】同上に使用される電気透析の一例を示す概略図
である。

【符号の説明】

１ 洗浄水 ２ 塗料希釈水 ３ 濾液 １０ 電気透析槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡井 敏博 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内 (72)発明者 楫野 哲郎 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性塗料を洗浄水中に捕集させて得られ
   る塗料希釈水を回収し、これを濾過して濃縮することに
   よって回収塗料として再使用すると共に濾液を洗浄水と
   して再使用するにあたって、濾液を電気透析することに
   よって濾液中の低分子酸成分を析出させ、この析出させ
   た低分子酸成分を濾過して除去することを特徴とする回
   収塗料の濾液の精製方法。
2. 【請求項２】 濾液中の低分子酸成分を除去することに
   よって濾液の酸価を１０以下にすることを特徴とする請
   求項１に記載の回収塗料の濾液の精製方法。