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JPH091014A - 水性塗料の塗装方法およびその装置 - Google Patents

水性塗料の塗装方法およびその装置

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JPH091014A
JPH091014A JP7177956A JP17795695A JPH091014A JP H091014 A JPH091014 A JP H091014A JP 7177956 A JP7177956 A JP 7177956A JP 17795695 A JP17795695 A JP 17795695A JP H091014 A JPH091014 A JP H091014A
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Japan
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water
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based paint
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Tadayoshi Tatsuno
忠義 龍野
Takahisa Kasukawa
高久 粕川
Hiroshi Ichinose
浩 一ノ瀬
Toru Hayase
徹 早瀬
Teiji Katayama
禎二 片山
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Kansai Paint Co Ltd
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Kansai Paint Co Ltd
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  • Coating Apparatus (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Separation Of Particles Using Liquids (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、湿式塗装ブースを用いる水性塗料
のスプレー塗装方法において、設備コストのかかる限外
濾過装置などを用いて捕集水を濾過・濃縮する工程が不
要であり、それに伴う問題点を生ずることなく、また環
境汚染の問題もなく、工業的に有利な方法で未塗着塗料
を完全に回収・再利用しうる水性塗料の塗装方法および
装置を提供することを目的としている。 【構成】 未塗着塗料に基づく所定の固形分濃度を有す
る所定量の捕集水に、所定の固形分濃度を有する所定量
の補給用高固形分水性塗料を配合して所定の固形分濃度
を有する所定量のスプレー塗装用水性塗料として使用す
る工程を繰り返し、未塗着塗料を完全に回収・再利用す
ることよりなり、捕集水の固形分濃度がスプレー塗装用
水性塗料の固形分濃度よりも低く、補給用水性塗料の固
形分濃度がスプレー塗装用水性塗料の固形分濃度よりも
高いことを特徴とする前記水性塗料の塗装方法、および
その装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水性塗料の塗装方法お
よびその装置に関し、詳しくは、湿式塗装ブースを用い
る水性塗料のスプレー塗装方法において未塗着塗料を工
業的に有利な方法で完全に回収・再利用することができ
る塗装方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその解決すべき課題】従来、例え
ば、特開昭４９−５１３２４号公報には、湿式塗装ブー
スを用いる水性塗料のスプレー塗装方法において、未塗
着塗料を廃棄することは、塗料の損失となるばかりでな
く、環境汚染の問題を生ずることになることから、未塗
着塗料たるオーバースプレーを湿式塗装ブース内の循環
水に捕集して得られる捕集水を限外濾過膜、逆浸透濾過
膜などに通し、水を濾過して濃縮することにより固形分
濃度をスプレー塗装用水性塗料のそれと同程度にして使
用することにより捕集水より未塗着塗料たるオーバース
プレー塗料を回収する方法が開示されている。しかしな
がらこの方法では、濃縮手段として限外濾過装置、逆浸
透濾過装置に設備コストがかかることの他に、捕集水を
濾過・濃縮して塗料を回収する過程で捕集水中に含まれ
る低分子酸成分、アミン、溶剤などが分離液と共に流出
して塗料樹脂から引き離され、濃縮した回収塗料中の樹
脂が不安定になって増粘し、濾過効率が低下して目的と
するスプレー塗装用水性塗料としての固形分濃度まで濃
縮するのが困難であるという問題がある。
【０００３】特開平６−３２０１０３号公報には、捕集
水の濾過・濃縮手段として限外濾過装置などを用いる水
性塗料のスプレー塗装方法における上記した諸問題点を
解決する方法として、回収塗料の分離液の再使用方法が
提案されている。しかしながら、この方法も捕集水の濾
過・濃縮工程を必要としていること、その、濾過・濃縮
手段として設備コストのかかる限外濾過装置などが必要
であることなどの問題があり、捕集水の濾過・濃縮工程
が不要であり、したがって設備コストのかかる限外濾過
装置などの濾過・濃縮手段が不要であり、捕集水の濾過
・濃縮に伴なう諸問題を生ずることなく、また環境汚染
の問題を生ずることもなく、工業的に有利な方法で未塗
着塗料を完全に回収・再利用しうる水性塗料の塗装方法
が要望されている。
【０００４】本発明は、湿式塗装ブースを用いる水性塗
料のスプレー塗装方法において、従来技術におけるよう
に設備コストのかかる限外濾過装置などを用いて捕集水
を濾過・濃縮する工程が不要であり、捕集水の濾過・濃
縮に伴なう諸問題、例えば濾過・濃縮後の回収塗料中の
樹脂が不安定になって増粘する問題などを生ずることな
く、また環境汚染の問題を生ずることもなく、工業的に
有利な方法で未塗着塗料を完全に回収・再利用しうる水
性塗料の塗装方法および装置を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、水
性塗料を被塗物にスプレー塗装し、一定量の水を入れた
水槽よりの循環水であって被塗物の背後に形成される水
流カーテンにより、被塗物に塗着しなかった未塗着塗料
を捕集し、捕集された未塗着塗料と共に水槽に入れて捕
集水とする水性塗料の塗装方法であって、未塗着塗料に
基づく所定の固形分濃度を有する所定量の捕集水に、所
定の固形分濃度を有する所定量の補給用高固形分水性塗
料を配合して所定の固形分濃度を有する所定量のスプレ
ー塗装用水性塗料として使用する工程を繰り返し、未塗
着塗料を完全に回収・再利用することよりなり、捕集水
の固形分濃度がスプレー塗装用水性塗料の固形分濃度よ
りも低く、補給用水性塗料の固形分濃度がスプレー塗装
用水性塗料の固形分濃度よりも高いことを特徴とする前
記水性塗料の塗装方法；および湿式塗装ブースの水槽よ
り所定の固形分濃度を有する所定量の捕集水を供給する
ライン、該ラインにより供給される捕集水と新たに補給
される所定の固形分濃度を有する所定量の高固形分水性
塗料とを配合して所定の固形分濃度を有する所定量のス
プレー塗装用水性塗料とする配合槽、および該スプレー
塗装用水性塗料を該配合槽よりスプレー手段へ供給する
ラインよりなる前記方法に用いられる装置を提供するも
のである。
【０００６】本発明方法において使用されるスプレー塗
装用水性塗料は、水溶性、コロイダルディスパージョン
またはエマルションの形態を有する、アルキド樹脂、ア
クリル樹脂、ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂よりなる
群から選ばれる少くとも１種の樹脂を樹脂成分として含
有するのが好ましい。また該水性塗料は、樹脂成分に水
酸基などの官能基を導入し、架橋剤としてメラミン樹脂
などを用いる加熱硬化型のもの、または樹脂成分に不飽
和基を導入し、ドライヤーで酸化重合させる常温架橋型
のものであってもよい。該水性塗料は、通常上記樹脂成
分および架橋剤にさらに着色顔料、体質顔料、染料、硬
化剤、流動調整剤、増粘剤、はじき防止剤、ツヤ消し
剤、消泡剤、抗菌剤などを必要に応じて配合し、分散
機、撹拌機などを用いて製造される。スプレー塗装用水
性塗料を塗装する際の粘度はフォードカップ＃４で３０
〜９０秒であり、その固形分濃度は塗料の種類によって
も異なるが通常３５〜５０重量％である。
【０００７】本発明方法において、スプレー塗装が開始
され、水流カーテンにより未塗着塗料を捕集するにあた
り、水流カーテンを形成する循環水が水そのものであっ
ても、また予じめ本発明で用いられる水性塗料を含有し
たものであってもよいが、特に循環水が水そのものであ
る場合、スプレー塗装用水性塗料としては安定であって
も、水に無限希釈状態で捕集される際、荷電状態がくず
れ、樹脂の析出、顔料の凝集などの問題が生ずるため、
特に水そのものの水流カーテンによって未塗着塗料を捕
集する際には、循環水に予じめアミン化合物を添加して
そのｐＨ値を７〜１２、好ましくは８〜１０の範囲に調
整しておくことが好ましい。添加されるアミン化合物
は、６０〜３００℃の沸点を有し、塗料分野で一般に使
用されるものが適切である。該沸点が３００℃より高い
と、塗膜乾燥後も塗膜中にアミン化合物が残存し、耐水
性低下の原因となる。一方、沸点が６０℃より低いと、
アミン化合物が空気中に揮散し、ｐＨ値の維持が困難に
なる。該アミン化合物の具体例としては、例えば、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミ
ン、トリイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブ
チルアミン、トリブチルアミン等のアルキルアミン；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（２−ヒドロキシプロピル）アミン、
ジ（２−ヒドロキシプロピル）アミン、トリ（２−ヒド
ロキシプロピル）アミン、ジメチルアミノエタノール、
ジエチルアミノエタノール等のアルカノールアミン；エ
チレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラミン等のアルキレンポリア
ミン；プロピレンイミン等のアルキレンイミン；ピペラ
ジン、モルホリン、ピラジン、ピリジン等が挙げられ
る。
【０００８】本発明方法において、未塗着塗料に基づく
所定の固形分濃度を有する所定量の捕集水に、所定の固
形分濃度を有する所定量の補給用高固形分水性塗料を配
合して所定の固形分濃度を有する所定量のスプレー塗装
用水性塗料として使用する工程を繰り返すことにより未
塗着水性塗料が完全に回収・再利用される。
【０００９】本発明方法で使用される捕集水の固形分濃
度は、スプレー塗装用水性塗料のそれよりも低く、スプ
レー塗装用水性塗料の固形分濃度が通常３５〜５０重量
％であることから、通常５０重量％未満であればよい
が、循環水用のポンプにかかる負荷を考慮して、３５重
量％未満が好ましく、０．１〜３０重量％の範囲が特に
好ましい。
【００１０】本発明方法で使用される補給用高固形分水
性塗料の固形分濃度は、スプレー塗装用水性塗料のそれ
よりも高く、スプレー塗装用水性塗料の固形分濃度が通
常３５〜５０重量％であることから、３５重量％を超え
るが、塗料の製造のしやすさの点より、好ましくは６０
〜９０重量％、さらに好ましくは６５〜８０重量％の範
囲にある。
【００１１】本発明方法において、スプレー塗装される
スプレー塗装用水性塗料のうち通常約５０％程度が被塗
物に塗着されないで背後の水流カーテンにより捕集され
るが、この捕集工程を繰返していくと捕集水の固形分濃
度はスプレー塗装用水性塗料の固形分濃度に限りなく近
づくことになる。一方この捕集工程を繰り返すとき、場
合によっては水槽の液量が変動する場合があり、その場
合には必要に応じて水流カーテンおよび水槽の水面のう
ち水流カーテンより湿式塗装ブース内側の水面の面積を
調整してそれらより通常の塗装条件下、例えば温度３０
℃、湿度７０％の条件下に蒸発する水分などの揮発分の
量を調節して水槽内の液量を適宜調節してもよく、場合
によっては水槽に新たに水を添加して調節してもよく、
場合によっては補給用水性塗料に配合する捕集水の水分
の一部を蒸発させる蒸発手段を設けて調節してもよい。
【００１２】添付図面の図１により、本発明の方法およ
びその装置について以下説明する。図１において、スプ
レーガン１よりスプレー塗装用水性塗料が被塗物２に塗
着されるが、塗着されなかった未塗着塗料は水槽３に入
れられた一定量の水をポンプ４により循環させて形成さ
れる水流カーテン５により捕集されて循環水と共に水槽
に入って捕集水６となり、この捕集水の固形分濃度が所
定濃度に達した時点で捕集水の所定量を捕集水供給ライ
ン７を通って配合槽８に送り、配合槽８内で所定の固形
分濃度を有する所定量の補給用高固形分水性塗料と配合
して所定の固形分濃度を有する所定量のスプレー塗装用
水性塗料を調製し、スプレーガン１への供給ライン９を
通り、必要に応じて設けられる濾過器１０および塗装用
塗料タンク１１より調整されたスプレー塗装用水性塗料
がスプレーガン１に供給されてスプレー塗装に使用され
る工程が繰り返されることにより未塗着塗料が完全に回
収・再利用される。場合によっては、必要に応じて供給
ライン７に蒸発装置（図示せず）を設けて水槽中の捕集
水の量を調節してもよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、湿式塗装ブースを用い
る水性塗料のスプレー塗装方法において、従来技術にお
けるように設備コストのかかる限外濾過装置などを用い
て捕集水を濾過・濃縮する工程が不要であり、捕集水の
濾過・濃縮に伴なう諸問題、例えば濾過・濃縮後の回収
塗料中の樹脂が不安定になって増粘する問題などを生ず
ることなく、また環境汚染の問題を生ずることもなく、
工業的に有利な方法で未塗着塗料を完全に回収・再利用
しうる水性塗料の塗装方法および装置が提供される。
【００１４】
【実施例】本発明を実施例によりさらに具体的に説明す
る。実施例において、特に断らない限り「部」および
「％」は何れも重量基準による。
【００１５】実施例１ 酸価４５、水酸基価４０および数平均分子量５０００の
アルキド樹脂をジエタノールアミンで中和し、固形分濃
度６０％の水溶性アルキド樹脂を得た。この水溶性アル
キド樹脂１２５部に、硬化剤としての水溶性メラミン樹
脂（三井サイアナミド社製、商品名・サイメル３５０、
固形分濃度１００％）３０部、カーボンブラック１０部
およびマイカ１００部を配合し、サンドミルで分散後、
水を加えて固形分濃度７０％の高固形分水性塗料を得
た。この高固形分水性塗料を水で稀釈して固形分濃度４
０％のスプレー塗装用水性塗料とした。容量４００リッ
トルの水槽に２００リットルの水を入れ、トリエチルア
ミンを加えてｐＨを９に調整し、水流カーテンおよび水
槽の水面のうち水流カーテンより湿式塗装ブース内側の
水面の合計が６ｍ2 となる湿式塗装ブースを用いて、上
記した固形分濃度４０％のスプレー塗装用水性塗料を、
１日当り２０ｋｇの割合でスプレー塗装を行なったとこ
ろ、そのうち１０ｋｇが被塗物に塗着し、残りの１０ｋ
ｇが未塗着塗料として水流カーテンにより捕集されて水
槽にはいり捕集水となった。この捕集水の所定量を配合
槽に供給し、上記した固形分濃度７０％の補給用高固形
分水性塗料の所定量と配合して１日当り固形分濃度４０
％のスプレー塗装用水性塗料２０ｋｇを調製し、翌日、
調製された固形分濃度４０％のスプレー塗装用水性塗料
を前日と同様にスプレー塗装し、以下１日ごとに同様の
工程を繰り返し３０日間継続した。捕集水の固形分濃度
は徐々に上昇してくるが、２０日以降は固形分濃度約３
０％の捕集水１３．３部に対し、上記固形分濃度７０％
の補給用水性塗料６．７部の割合で配合することで定常
状態になり、未塗着塗料の変質もなく、未塗着塗料を完
全に回収・再利用することができた。
【００１６】実施例２ 酸価４０および数平均分子量８０００のエポキシエステ
ルディスパージョン樹脂をトリエタノールアミンで中和
し、固形分濃度５０％のコロイダルディスパージョン水
性樹脂を得た。この水性樹脂２００部、ドライヤー（大
日本インキ（株）製、商品名・ディックネート３１１
１、Ｃｏ系）５部、カーボンブラック１０部およびバリ
タ１００部を配合し、サンドミルで分散後、水を加えて
固形分６５％の補給用高固形分水性塗料を得た。これに
水を加えて固形分濃度４０％のスプレー塗装用水性塗料
とした。容量４００リットルの水槽に２００リットルの
水を入れ、トリエタノールアミンを加えてｐＨを９に調
整し、水流カーテンおよび水槽の水面のうち水流カーテ
ンより湿式塗装ブース内側の水面の合計が４０ｍ2 とな
る湿式塗装ブースを用いて、上記した固形分濃度４０％
のスプレー塗装用水性塗料を、１日当り４０ｋｇの割合
でスプレー塗装を行なったところ、そのうち２０ｋｇが
被塗物に塗着し、残りの２０ｋｇが未塗着塗料として水
流カーテンにより捕集されて水槽にはいり捕集水となっ
た。この捕集水の所定量を配合槽に供給し、上記した固
形分濃度６５％の補給用高固形分水性塗料の所定量と配
合して１日当り固形分濃度４０％のスプレー塗装用水性
塗料４０ｋｇを調製し、翌日、調製された固形分濃度４
０％のスプレー塗装用水性塗料を前日と同様にスプレー
塗装し、以下１日ごとに同様の工程を繰り返し、６０日
間継続した。捕集水の固形分濃度は徐々に上昇するが、
２０日以降は、固形分濃度約３０％の捕集水２６．７
部、固形分濃度６５％の補給用水性塗料１２．３部およ
び水１部の割合で配合してスプレー塗装用水性塗料とす
ることで定常状態に達し、未塗着塗料の変質もなく、未
塗着塗料を完全に回収・再利用することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法および装置を説明するための概略
図である。
【符号の説明】 １ スプレーガン ２ 被塗物 ３ 水槽 ４ ポンプ ５ 水流カーテン ６ 捕集水 ７ 捕集水供給ライン ８ 配合槽 ９ 供給ライン １０ 濾過器 １１ 塗装用塗料タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０５Ｄ 3/00 Ｂ０５Ｄ 3/00 Ａ Ｂ 7/24 ３０１ 7/24 ３０１Ｆ ３０２ ３０２Ｗ ３０２Ｐ ３０２Ｔ ３０２Ｕ (72)発明者 早瀬 徹 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 片山 禎二 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水性塗料を被塗物にスプレー塗装し、一
    定量の水を入れた水槽よりの循環水であって被塗物の背
    後に形成される水流カーテンにより、被塗物に塗着しな
    かった未塗着塗料を捕集し、捕集された未塗着塗料と共
    に水槽に入れて捕集水とする水性塗料の塗装方法であっ
    て、未塗着塗料に基づく所定の固形分濃度を有する所定
    量の捕集水に、所定の固形分濃度を有する所定量の補給
    用高固形分水性塗料を配合して所定の固形分濃度を有す
    る所定量のスプレー塗装用水性塗料として使用する工程
    を繰り返し、未塗着塗料を完全に回収・再利用すること
    よりなり、捕集水の固形分濃度がスプレー塗装用水性塗
    料の固形分濃度よりも低く、補給用水性塗料の固形分濃
    度がスプレー塗装用水性塗料の固形分濃度よりも高いこ
    とを特徴とする前記水性塗料の塗装方法。
  2. 【請求項２】 水流カーテンにより未塗着塗料を捕集す
    るにあたり、アミン化合物を添加することにより循環水
    のｐＨ値が７〜１２の範囲に調整される請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 アミン化合物の沸点が６０〜３００℃で
    ある請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 該水性塗料が、水溶性、コロイダルディ
    スパージョンまたはエマルションの形態を有する、アル
    キド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂およびエポキシ
    樹脂よりなる群から選ばれる少くとも１種の樹脂を樹脂
    成分として含有する請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 スプレー塗装用水性塗料の固形分濃度が
    ３５〜５０重量％の範囲にある請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 捕集水の固形分濃度が５０重量％未満で
    ある請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 捕集水の固形分濃度が０．１〜３５重量
    ％の範囲にある請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 補給用水性塗料の固形分濃度が３５重量
    ％を超える請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 補給用水性塗料の固形分濃度が５０重量
    ％を超える請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 補給用水性塗料の固形分濃度が６０〜
    ９０重量％である請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 水流カーテンおよび水槽の水面のうち
    水流カーテンより湿式塗装ブース内側の水面の面積を調
    整してそれより蒸発する揮発分の量を調節する請求項１
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 水槽に水を新たに添加して水槽の液量
    を調節する請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 補給用水性塗料と配合する捕集水の１
    部を蒸発させて水槽の液量を調節する請求項１記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 湿式塗装ブースの水槽より所定の固形
    分濃度を有する所定量の捕集水を供給するライン、該ラ
    インにより供給される捕集水と新たに補給される所定の
    固形分濃度を有する所定量の高固形分水性塗料とを配合
    して所定の固形分濃度を有する所定量のスプレー塗装用
    水性塗料とする配合槽、および該スプレー塗装用水性塗
    料を該配合槽よりスプレー手段に供給するラインよりな
    る請求項１記載の方法に用いられる装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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