(57)【要約】【課題】本発明は、水分の多い塗料スラッジであっても容易に分解することができ、またダイオキシン等の有害物質が生成しない、環境負荷を低減した塗料スラッジの処理方法を提供する。【解決手段】本発明は、超臨界水または亜臨界水中で、過酸化水素または酸を用いて塗料スラッジを分解する塗料スラッジの処理方法を提供する。また、塗料スラッジ（固形分）に対し、質量比で過酸化水素を１〜１０倍および水を１０〜５０倍用いる塗料スラッジの処理方法、および塗料スラッジ（固形分）に対し、質量比で酸を１〜２０倍および水を１０〜５０倍用いる塗料スラッジの処理方法も提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界水または亜臨界水中で、過酸化水素または酸を用いて塗料スラッジを分解する、塗料スラッジの処理方法。
【請求項２】
塗料スラッジ（固形分）に対し、質量比で過酸化水素を１〜１０倍および水を１０〜５０倍用いる、請求項１に記載の塗料スラッジの処理方法。
【請求項３】
塗料スラッジ（固形分）に対し、質量比で酸を１〜２０倍および水を１０〜５０倍用いる、請求項１または２に記載の塗料スラッジの処理方法。
【請求項４】
前記の酸が酢酸である、請求項１または３に記載の塗料スラッジの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境負荷を低減した塗料スラッジの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、塗料スラッジの処理は、一般に、水洗システムを備えた塗装ブースから回収した廃液に、凝集剤を添加して塗料スラッジを分離した後、該スラッジを廃棄物処分場に埋め立てするか、または焼却場で焼却するなどしている。該スラッジは、通常、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の各種の樹脂や多くの水分等を含んでいる。
したがって、塗料スラッジを埋め立て処分する場合、近年、処分場が逼迫していることから、さらに塗料スラッジを脱水、乾燥するなどの減容化処理が必要となる。また、塗料スラッジを焼却処分する場合は、焼却により生成する塩化水素等の酸性ガスやダイオキシン類に対する無害化処理が必要となる。いずれの場合も、環境に対する負荷を低減する対応が要請される。
【０００３】
かかる要請を受けて、例えば、特許文献１には、塗料スラッジを焼却処理等するために、含水状態の塗料スラッジから水分を除去する塗料スラッジの処理方法が提案されている。具体的には、この方法は、含水状態の塗料スラッジを水よりも高沸点の液体（例えばオイル）中で加熱して、その塗料スラッジから含有水分を蒸発離脱させる方法である。しかし、該方法により塗料スラッジ中の水分が十分に減ったとしても、最終的には該スラッジを埋め立てするか焼却しなければならず、依然として課題が残っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０８４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、水分の多い塗料スラッジに対しても処理が容易で、ダイオキシン等の有害物質が生成しないなどの、環境負荷を低減した塗料スラッジの処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、塗料スラッジを特定の薬剤を含む超臨界水または亜臨界水で処理すると、水分の多い塗料スラッジであっても乾燥する必要がなく容易に分解し、しかも有害物質が生成しないことを見い出し本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は以下の［１］〜［４］を提供する。
［１］超臨界水または亜臨界水中で、過酸化水素または酸を用いて塗料スラッジを分解する、塗料スラッジの処理方法。
［２］塗料スラッジ（固形分）に対し、質量比で過酸化水素を１〜１０倍および水を１０〜５０倍用いる、前記［１］に記載の塗料スラッジの処理方法。
［３］塗料スラッジ（固形分）に対し、質量比で酸を１〜２０倍および水を１０〜５０倍用いる、前記［１］または［２］に記載の塗料スラッジの処理方法。
［４］前記の酸が酢酸である、前記［１］または［３］に記載の塗料スラッジの処理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の塗料スラッジの処理方法は、水分の多い塗料スラッジであっても乾燥することなく容易に分解することができ、またダイオキシン等の有害物質が生成しないなどの、環境負荷を低減した処理方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１、３および７の分解残渣のＦＴ−ＩＲスペクトルを示す図である。
【図２】実施例７の分解残渣のＥＤＸスペクトルを示す図である。
【図３】分解残渣のＳＥＭ画像を示す写真であって、（ａ）は実施例７に、（ｂ）は比較例５に関する写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の塗料スラッジの処理方法は、前記のとおり、超臨界水または亜臨界水中で過酸化水素または酸を用いて塗料スラッジを分解するものである。
以下に、本発明の塗料スラッジの処理方法について、本発明の要素ごとに詳細に説明する。
【００１１】
１．亜臨界水、超臨界水
前記亜臨界水は、温度が２００℃以上３７４℃未満、および圧力が２ＭＰａ以上２２ＭＰａ未満の状態にある水であり、前記超臨界水は、温度が３７４℃以上、および圧力が２２ＭＰａ以上の状態にある水である。
水の比誘電率は室温で約７８であるのに対し、臨界点付近では約１５以下と小さいため、超臨界水や亜臨界水（以下「超臨界水等」という。）は水に難溶性の有機物を溶解する能力が高い。また、超臨界水等は、水中の酸素による有機物の酸化を促進する能力が高い。
したがって、超臨界水等を用いる本発明の処理方法は、水分を多く含む塗料スラッジを乾燥せずにそのまま用いることができるため乾燥工程が不要であり、また、塗料の溶解や酸化を促進することができるため、塗料の分解効率が極めて高い。
ここで、本発明における水の使用量は、塗料スラッジ（固形分）に対し質量比で１０〜５０倍が好ましく、２０〜４０倍がより好ましい。該比が１０倍未満では塗料スラッジを分散または溶解するのに不十分であり、該比が５０倍を超えると塗料の濃度が低すぎて処理効率が低下しコストが増加する。
【００１２】
２．過酸化水素、酸
前記過酸化水素は、超臨界水等の中で、塗料スラッジに含まれる樹脂や添加剤等を酸化するための薬剤である。本発明における過酸化水素の使用量は、塗料スラッジ（固形分）に対し質量比で１〜１０倍が好ましく、２〜５倍がより好ましい。該比が１倍未満では酸化分解が十分でなく、該比が１０倍を超えて用いても、酸化分解が飽和してコスト高になる場合がある。
また、前記酸は、超臨界水等の中で、塗料スラッジに含まれる樹脂等を酸分解するための薬剤である。該酸として、無機酸や有機酸のいずれも用いることができる。これらの中でも、有機酸が環境負荷を低減する観点から好ましく、食用の脂肪族カルボン酸が人体に無害で生分解され易いためより好ましく、該脂肪族カルボン酸の中でも、酢酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸は入手が容易なためさらに好ましい。
本発明における酸の使用量は、塗料スラッジ（固形分）に対し質量比で１〜２０倍が好ましく、２〜１０倍がより好ましい。該比が１倍未満では酸分解が十分でなく、該比が２０倍を超えて用いても、酸分解が飽和してコスト高になる場合がある。
【００１３】
３．塗料スラッジ
本発明の処理対象となる塗料スラッジは、例えば、被塗装物に塗着せずに塗装ブースに溜まった高含水の廃塗料や、使用期限が超過して回収された水性塗料や油性塗料等の廃塗料が挙げられる。また、一般に、塗料スラッジには、樹脂、水、有機溶剤のほかに、レべリング剤やスリップ剤等の添加剤や着色顔料等が含まれている。
また、本発明の処理対象となる塗料として、２液事前混合型または１液自己架橋型の、アクリルウレタン系塗料、アクリル系塗料、ウレタン系塗料、メラミン系塗料、アクリルシリコン系塗料、エポキシ系塗料およびフッ素樹脂系塗料等から選ばれる、少なくとも１種以上が挙げられる。また、本発明の処理対象となる着色顔料として、銅フタロシアニン等の多環顔料、ブリリアントカーミン等のアゾ顔料、レーキレッド等のレーキ顔料などの有機顔料から選ばれる、少なくとも１種以上が挙げられる。
【００１４】
４．塗料スラッジの処理方法
次に、塗料スラッジの処理方法について説明する。
本発明の処理方法において、塗料スラッジは、乾燥してもよいが、通常は、前記のとおり、乾燥することなく回収されたままの状態で、本発明の処理に供することができる。
前記処理方法は、以下の（１）亜臨界状態等設定工程、（２）分解処理工程、および（３）後処理工程を含むものである。具体的には、
（１）亜臨界状態等設定工程は、該塗料スラッジと所定量の水を耐圧容器に入れた後、耐圧容器内を前記範囲の温度および圧力に調整して亜臨界状態または超臨界状態にする工程である。
（２）分解処理工程は、亜臨界状態または超臨界状態を所定時間維持して、塗料スラッジを分解する工程である。該分解処理時間は、塗料スラッジの仕込み量や、温度や圧力等の条件にもよるが、１０分〜５時間が好ましく、２０分〜３時間がより好ましい。該時間が１０分未満では分解が不十分になる場合があり、該時間が５時間を超えると処理効率が低くコスト高になる。
（３）後処理工程は、分解処理した後、減容化した分解残渣を取り出して最終処分する工程である。該分解残渣は、もともと塗料に含まれていた無機顔料や、添加剤由来のアルミ、シリカ等の無機物であり、無害物質を含まないため、例えば、環境に影響を与えない廃棄物だけが埋め立てを許される安定型処分場に埋め立てることができる。
したがって、処理後の分解残渣は、ダイオキシン類や酸性物質等の有害物質を含まないため、本発明の処理方法は、環境負荷低減型の処理方法であるといえる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
塗料スラッジの分解試験は、以下の(i）〜(iv）にしたがい行った。
(i）表１に示す配合に基づき、塗料スラッジ（固形分換算で０．１ｇ）、７０質量％の過酸化水素水、酢酸および水を、容量が８ｍｌのＳＵＳ製反応管に入れてスラリーを調製した後、反応管を密閉した。
(ii）次に、該反応管をソルトバス中に入れて、表１に示す温度、圧力および分解処理時間で塗料スラッジを分解処理した。
(iii）分解処理後、反応管を急冷して分解反応を止め、内容物がこぼれないようにパラフィンフィルムで封をしてから反応管の蓋を開けてスラリーを取り出した。
(iv）取り出したスラリーを濾過して分解残渣を分離した後、該残渣を乾燥した。乾燥した分解残渣は、重量減少に基づく反応率の算出、ＳＥＭ−ＥＤＸによる元素分析、およびＦＴ−ＩＲによる有機物の定性分析に供した。なお、前記反応率は、下記式に基づき算出した。
反応率（％）＝１００×（分解処理前の塗料スラッジの固形分の質量―乾燥した分解残渣の質量）／分解処理前の塗料スラッジの固形分の質量
以上の結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１に示すように、過酸化水素や酢酸を用いない比較例１〜６の反応率は４３．２％以下であるのに対し、過酸化水素を用いた実施例１〜７、および酢酸を用いた実施例８〜１２の反応率はいずれも５０％を超えて高い。そして、図１に示すように、実施例１、実施例３および実施例７の分解残渣のＦＴ−ＩＲ分析によれば、これら実施例の分解残渣中に有機物は分解されてほとんど存在せず、無機酸化物が存在していること、また、図２に示すように、実施例７の分解残渣のＳＥＭ−ＥＤＸ分析によれば、これらの無機酸化物の元素はＡｌ、Ｓｉ、Ｏ等であることがわかる。そして、分解残渣は無臭であることなどを考慮すると、これらの実施例では、有機物はすべて二酸化炭素と水等の無害物質に分解したものと推察される。
また、図３に示すように、実施例７と比較例５のＳＥＭ画像を比較すると、比較例５は粒状物が多く残存して分解が不十分であるのに対し、実施例７は粒状物がすべて破壊され分解が十分に進んでいることがわかる。
【００１８】
以上の結果から、本発明の塗料スラッジの処理方法は、水分の多い塗料スラッジに対してもそのまま使えて処理が容易であり、また、ダイオキシン等の有害物質が生成しないことから環境負荷低減型の処理方法であるといえる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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