(57)【要約】【課題】高い不粘着化効果を奏するとともに安定性に優れる湿式塗装ブース循環水の処理剤に関する技術を提供する。【解決手段】湿式塗装ブース循環水の処理剤は、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有するアルミナコロイドを含むことを特徴とする。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有するアルミナコロイドを含むことを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理剤。
【請求項２】
前記アルミナコロイドのカチオン強度が３．１〜５．５ｍｅｑ／ｇ（但し、Ａｌ２Ｏ３  １ｇ当りの値を示す）であることを特徴とする請求項１記載の湿式塗装ブース循環水の処理剤。
【請求項３】
前記酸は乳酸を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿式塗装ブース循環水の処理剤。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の処理剤を使用するに当たり、湿式塗装ブース循環水のｐＨが６〜９であることを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や家庭用電気製品等の塗装用湿式塗装ブースにおいて、水に捕集された未塗着塗料ミストを不粘着化し、かつそれを塗料滓と処理水とに固液分離するために用いる湿式塗装ブース循環水の処理剤及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や家庭用電気製品等の塗装工程では、一般に、塗装ブース内で塗料をスプレーして塗装し、対象物に塗着しなかったオーバースプレー塗料は、水によって捕集して処理を行っている。このようなオーバースプレー塗料を水によって捕集処理する場所が湿式塗装ブースである。
【０００３】
湿式塗装ブースにおける諸問題は、水に捕集された塗料の成分がポンプ、循環水配管の内壁、シャワーノズル、ウォーターカーテン部、水膜渦流部等に付着して、循環水量を低下させ、塗料ミストの捕集効率を著しく低下させる原因となることである。この結果、作業効率の低下や装置寿命の短縮化、塗料ミストの屋外排出、臭気の発生等を引き起こすと共に、捕集塗料の一部が循環水ピットに沈降堆積するという課題が生じる。
【０００４】
従来、このような問題を解決するために、湿式塗装ブース循環水に苛性ソーダ等のアルカリ剤、無機凝集剤、カチオンポリマー、界面活性剤、メラミン−アルデヒド樹脂酸コロイド等を単独あるいは２種以上併用して循環水に添加する方法（特許文献１参照）や、カチオン強度が１．３〜３．０ｍｅｑ／ｇ（但し、Ａｌ２Ｏ３１ｇ当り）のアルミナゾルを用いる処理剤を循環水に添加する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６３５３９号公報
【特許文献２】特許第３２９１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの従来の方法においては不粘着化作用のさらなる改良が望まれていた。また、使用する処理剤によっては粘度の増加やゲル化が生じる虞があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、従来の湿式塗装ブース循環水の処理剤の不粘着化効果を改善し、塗料滓の粘着による湿式塗装ブース関連設備の閉塞を防いで循環水量を正常に保ち、塗装設備全般の操業率向上と装置保全に寄与し、安定性に優れた湿式塗装ブース循環水の処理剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００９】
（１）本発明の一形態によれば、湿式塗装ブース循環水の処理剤が提供される。この処理剤は、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有するアルミナコロイドを含むことを特徴とする。この形態の湿式塗装ブース循環水の処理剤によれば、高い不粘着化効果を奏するとともに安定性に優れる。
【００１０】
（２）上記形態の処理剤において、前記アルミナコロイドのカチオン強度が３．１〜５．５ｍｅｑ／ｇ（但し、Ａｌ２Ｏ３  １ｇ当りの値を示す）であってもよい。この形態の湿式塗装ブース循環水の処理剤によれば、高い不粘着化効果を奏するとともに安定性に優れる。
【００１１】
（３）上記形態の処理剤において、前記酸は乳酸を含んでもよい。この形態の湿式塗装ブース循環水の処理剤によれば、高い不粘着化効果を奏するとともに安定性に優れる。
【００１２】
（４）本発明の他の形態によれば、湿式塗装ブース循環水の処理方法が提供される。この湿式塗装ブース循環水の処理方法は、上記形態の処理剤を使用するに当たり、湿式塗装ブース循環水のｐＨが６〜９であることを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．実施形態
本発明の湿式塗装ブース循環水の処理剤は、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有するアルミナコロイドを含む。この形態の処理剤によれば、従来の湿式塗装ブース循環水の処理剤に比べ、不粘着化効果が高く、また、長時間経過しても増粘やゲル化をしない等の安定性に優れる。このため、この形態の処理剤によれば、取扱性にも優れ、塗料滓の粘着による湿式塗装ブース関連設備の閉塞を防いで循環水量を正常に保ち、塗装設備全般の操業率向上と装置保全に寄与することができる。
【００１４】
本明細書において、「不粘着化効果」とは、循環水中の捕集された塗料ミストが塗料自体の有する粘着性により集塊化するのを防ぐ効果を意味し、より具体的には、処理された塗料滓を直接手でさわっても付着しない状態にするという効果を意味する。この効果により、集塊化した塗料滓が塗装ブース循環水系内に付着、堆積し、ひいては閉塞に至らしめるのを抑制することができる。以下、本実施形態が奏する効果の推定メカニズムについて説明する。
【００１５】
循環水中に捕集された塗料ミストは表面にマイナスの電荷を帯びていると考えられており、そこにカチオンの電荷を帯びたアルミナコロイドを添加することで、循環水中の塗料ミストにアルミナコロイドが吸着すると考えられる。この結果、塗料とアルミナコロイドがフロックを形成することにより、不粘着化効果を発揮すると考えられる。本発明のＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有するアルミナコロイドは、従来のアルミナコロイドに比べて高いカチオン強度を有するため、循環水水中の塗料ミストへの吸着に優れ、高い不粘着化効果を発揮すると考えられる。
【００１６】
また、従来のアルミナコロイドはチキソトロフィーを有しており、時間の経過と共に粘度が上昇しやすい傾向を示すと共に、アルミナ濃度を高めた製品は容易に増粘し、次第にゲル状となって定量ポンプによる注入ができなくなる問題が発生していた。しかし、本発明のＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に含む酸を含有するアルミナコロイドは、チキソトロフィーを有しにくく、処理剤中のアルミナ濃度を上昇させても、長時間経過による増粘やゲル化を生じにくいため、上記問題の発生を抑制できると考えられる。これは、本発明に用いる酸のＯＨ基及びＣＯＯＨ基特有の水素結合の影響であると考えられる。以下、本実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態におけるアルミナコロイドの製造方法は、特に限定されないが、好ましくは、水熱反応を用いる方法が挙げられる。水熱反応を用いる製造方法としては、例えば、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する酸の存在下において、乾燥水酸化アルミニウムゲルを水中で加熱する方法が挙げられる。加熱温度は、特に限定されないが、１００℃から２００℃を例示できる。加熱時間は、特に限定されないが、１時間から５時間を例示できる。
【００１８】
本実施形態に用いる酸は、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する。ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する酸は、特に限定されないが、例えば、脂肪族ヒドロキシ酸、芳香族ヒドロキシ酸等が挙げられる。脂肪族ヒドロキシ酸としては、特に限定されないが、例えば、グリコール酸、乳酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、クエン酸、ロイシン酸等が挙げられる。芳香族ヒドロキシ酸としては、特に限定されないが、例えば、サリチル酸、バニリン酸、オルセリン酸、マンデル酸、クマル酸等が挙げられる。ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する酸としては、不粘着化効果及び安定性の観点から、脂肪族ヒドロキシ酸が好ましく、乳酸が特に好ましい。
【００１９】
また、用いるＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する酸の量は、特に限定されないが、アルミニウムに対する酸のモル比（酸／アルミニウム）が、０．５以上１．０以下が好ましく、０．６以上０．９５以下がより好ましい。
【００２０】
本実施形態の処理剤中のアルミナ濃度（Ａｌ２Ｏ３として）としては、１〜２０質量％が好ましく、より好ましくは２〜１５質量％であり、更に好ましくは５〜１２質量％である。アルミナ濃度を１質量％以上とすることにより不粘着化効果を向上させることができる。また、アルミナ濃度を２０質量％以下とすることにより、安定性を向上させることができる。
【００２１】
本実施形態の処理剤の湿式塗装ブース循環水への添加場所としては、特に制限されないが、循環水の流れが良い箇所に添加することが好ましく、通常循環ポンプの吸い込み側または吐出側等の処理剤が該循環水系によく分散できる箇所に添加することが好ましい。添加方法としては、間欠添加してもよく、連続添加してもよいが、連続添加することが好ましい。このようにして処理剤を湿式塗装ブース循環水に添加することにより、水に捕集された塗料ミストは不粘着化される。そして、不粘着化された塗料滓を、浮上分離、またはデカンター等の遠心分離器を用いて固液分離することにより、分離した水は循環水として再度使用できる。
【００２２】
本実施形態の処理剤の湿式塗装ブース循環水への添加量は、塗料の種類、循環水量に対する塗料負荷、水中の塗料量、塗装ブースの構造等により異なるため一律に定められるものではないが、目安としては、オーバースプレー塗料量に対して処理剤中のアルミナ濃度（Ａｌ２Ｏ３として）が０．０１〜１００質量％であることが好ましく、より好ましくは０．０２〜２０質量％であり、更に好ましくは０．０５〜１０質量％である。オーバースプレー塗料量に対して処理剤中のアルミナ濃度（Ａｌ２Ｏ３として）が０．０１質量％以上とすることにより、不粘着化効果を向上させることができる。オーバースプレー塗料量に対して処理剤中のアルミナ濃度（Ａｌ２Ｏ３として）を１００質量％以下とすることにより、経済的に有利となる。
【００２３】
また、処理剤を使用するに当たり、塗装ブース循環水のｐＨは、特に限定されないが、６〜９であることが好ましい。ｐＨが６以上であることにより、設備の腐食を抑制できる。また、ｐＨが９以下であることにより循環水の発泡を抑制できる。
【００２４】
処理剤のカチオン強度は、特に限定されないが、好ましくは３．１〜５．５ｍｅｑ／ｇである。この範囲とすることにより、安定性を向上させつつ不粘着化効果を向上させることができる。カチオン強度の測定は、公知のコロイド滴定試験法、例えば指示薬としてトルイジンブルーを加えておいてポリビニルアルコール硫酸カリウムで滴定する方法(千手諒一著、コロイド滴定法、３〜６頁、南江堂１９６９年刊)が利用できる。この方法はポリビニルアルコール硫酸カリウムがアルミナコロイドと反応しトルイジンブルーの青色は変化しないが、アルミナコロイドカチオンの等量点に達すると過剰のポリビニルアルコール硫酸カリウムはトルイジンブルーと反応し赤紫色に変わることに基づいており、トルイジンブルーの変色から等量点を測定することができる。
【００２５】
処理剤を適用しうる対象の塗料としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ、メラミン、アクリル、アルキッド、ウレタン等の樹脂からなる油性塗料等を例示できる。
【００２６】
発明の効果に反しない範囲において、処理剤に、他の添加材を加えてもよい。他の添加材としては、特に限定されないが、例えば、消泡剤や殺菌剤を例示できる。
【００２７】
Ｂ．実施例等
以下に、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２８】
（１）処理剤の調整
＜処理剤−１＞
容量１．１リットルの撹拌機付きオートクレーブに乾燥水酸化アルミニウムゲル（Ａｌ２Ｏ３として５３．１質量％含有、協和化学工業（株）製、「キョーワード（登録商標）２００Ｓ」（商品名）を使用）５７ｇ、純水３７５ｇ、５０質量％乳酸６８ｇを加え、密閉した状態において、撹拌しながら８０℃まで温度を上げ、この温度を１時間維持した。その後、冷却することにより、処理剤−１を得た。処理剤−１のカチオン強度は４．８７ｍｅｑ／ｇであった。
【００２９】
＜処理剤−２〜４＞
乳酸の添加量と水酸化アルミニウムの添加量との少なくとも一方を変更した以外は処理剤−１と同じ方法により、処理剤−２〜４を製造した。各処理剤の構成を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2020157186.tif 000002
【００３１】
＜比較処理剤＞
比較処理剤として、ＯＨ基とＣＯＯＨ基との少なくとも一方を有さない酸を用いて処理剤を製造した。具体的には、比較処理剤−１の酸として硝酸を用い、比較処理剤−２の酸として酢酸を用いた。また、本発明の処理剤の代わりに、比較例として、以下の処理剤についても用いた。
・亜鉛酸ソーダ水溶液（２５質量％の水酸化ナトリウム水溶液中に亜鉛として６質量％を含む溶液）
・メラミン樹脂酸コロイド（メラミン：ホルムアルデヒド＝１：２．１９（質量比）のメチロールメラミン１０ｇを１．３５％塩酸溶液１００ｍＬ中に撹拌下添加後、酸コロイドを作製したもの）
・ポリ塩化アルミニウム水溶液（Ａｌ２Ｏ３として１０質量％を含有する水溶液）
【００３２】
＜カチオン強度の測定＞
上記で調整したアルミナコロイド約０．２ｇを精秤し、イオン交換水１００ｍＬに入れた後、０．１質量％のトルイジンブルー指示薬３滴を加え、１／４００Ｎ（硫酸基あたり）のポリビニルアルコール硫酸カリウム（和光純薬工業(株)製、試薬〕水溶液を滴下した。液の色が青から赤紫色に変化したときをもって終点とした。また、別途、イオン交換水１００ｍＬに塩酸を加えｐＨを４に調整したものをブランクとし、下記（１）式によりカチオン強度を算出した。
【数１】
2020157186.tif 000003
【００３３】
＜不粘着化に関する測定＞
５００ｍＬビーカーに水４００ｍＬを取り、室温条件下で、処理剤を所定量添加した後、ｐＨを調整した。その後、ホモミキサーを用いて１２０００ｒｐｍで撹拌しながら塗料１ｍＬを添加し、引き続き２０秒間撹拌を続けた。その後、撹拌を停止し、塗料滓の状況を確認した。確認の結果、塗料が不粘着化されている場合は、再びホモミキサーで撹拌しながら塗料１ｍＬを追加した後、２０秒間撹拌し、塗料滓の状況を確認した。このようにして順次塗料を追加しながら評価を継続し、塗料滓が粘着性を帯び、ビーカー壁面やホモミキサーのシャフトに付着し始めた時点を終点として処理剤の効果判定を行った。ここで、最初の１ｍＬの塗料が不粘着化されていなければ、不粘着化可能量は０とした。なお、塗料は、日本ペイント（株）製「アミノアルキッド樹脂系塗料（オルガセレクト１２０）」１００質量部に対して、シンナー４５質量部の割合で混合したものを使用した。結果は、以下の表２に示す。
【００３４】
【表２】
2020157186.tif 000004
【００３５】
表２から、以下のことが分かった。つまり、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有する実施例は、この酸を含有しない比較例と比較して、不粘着化効果を奏することが分かった。また、実施例１から実施例３を比較することにより、不粘着化効果は、処理水のｐＨが変わっても奏されることが分かった。
本発明の処理剤は優れた不粘着化効果を発揮することが確認された。処理剤中の酸化アルミニウムの量は、処理剤−１、処理剤−２、処理剤−３、処理剤−４、の順に多くなるところ、酸化アルミニウムの量が多いほど不粘着化効果が高くなる傾向にあることが分かった。
【００３６】
＜安定性に関する測定＞
本実施形態の処理剤と比較処理剤とを室温で放置し、一定期間後における粘度をＢ型粘度計（東京計器（株）社製）を用いて測定し、安定性の評価を行った。粘度が低いほど安定性に優れる。なお、ゲル化したものについては、それ以降の評価は行わなかったため、評価結果を「−」とした。結果は、以下の表３に示す。
【００３７】
【表３】
2020157186.tif 000005
【００３８】
表３から、以下のことが分かった。つまり、ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を分子内に有する酸を含有する実施例は、この酸を含有しない比較例と比較して、安定性に優れることが分かった。処理剤中の酸化アルミニウムの量は、処理剤−１、処理剤−２、処理剤−３、処理剤−４、の順に多くなるところ、酸化アルミニウムの量が少ないほど安定性が高い傾向にあることが分かった。
【００３９】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。