(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の成分及び割合で構成した塗料用希釈液であって、芳香族炭化水素系成分をキシレンとし、アルコール系成分をｎ−ブタノールとし、エステル系成分を酢酸ブチルとし、グリコールエーテル系成分をｔ−ブチルセロソルブとしたことを特徴とする塗料用希釈液。
芳香族炭化水素系成分    ：５２〜６２重量％
アルコール系成分        ：１２〜１８重量％
エステル系成分          ：１２〜１８重量％
グリコールエーテル系成分：７〜９重量％
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗料用希釈液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗料用希釈液は、塗料の粘度調整や塗装工具・設備の洗浄を行う溶剤である。洗浄で汚れた希釈液は使用済みの溶剤であり、今まで廃溶剤として廃棄されていたが、環境保全や資源利用の観点から再使用を目的とした回収が図られつつある。ここで、「回収」は蒸留で廃溶剤をおのおのの溶剤に分け、この分けた溶剤を資源として利用することである。
従来の代表的な希釈液を比較例として表１に示す。
【０００３】
【表１】
0003599225.tif 000002
【０００４】
希釈液は、溶剤を適当な割合で混合したものである。溶剤を化学構造により分類すると、芳香族炭化水素系、アルコール系、エステル系、ケトン系及びグリコールエーテル系などがあり、これらを適宜選択する。表１の希釈液は、芳香族炭化水素系成分のトルエンが７重量％、キシレンが６０重量％、エステル系成分の酢酸ブチルが１０重量％、ケトン系成分のメチルイソブチルケトンが３重量％及びグリコールエーテル系成分のｔ−ブチルセロソルブが２０重量％からなる。所定の塗料（例えば、ポリウレタン樹脂塗料と酸化チタンの顔料）の粘度調整や色替えの際に配管を洗浄するのに適した希釈液である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この希釈液は、溶剤を回収するための蒸留に適していない。蒸留は沸点の違いを利用して分離する方法であり、溶剤の沸点の差が大きいと、分けるのに都合がよく、分離が容易である。ところが、前記希釈液はトルエンの沸点が１１０．６℃、メチルイソブチルケトンの沸点が１１５．１℃であって沸点差がほとんど無いため分離するのが難しい。また、分離で回収できる溶剤の量が少く無駄が多いとう問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、溶剤の分離が容易で、回収が容易な希釈液を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、希釈液の成分及び割合を、芳香族炭化水素系成分：５２〜６２重量％、アルコール系成分：１２〜１８重量％、エステル系成分：１２〜１８重量％及びグリコールエーテル系成分：７〜９重量％とした。
グリコールエーテル系の割合を７〜９重量％に止め、大幅に少くした。水容性のグリコールエーテル系は水に溶けて水とともに取出されるため、溶剤として回収することはできない。この回収できないグリコールエーテル系の添加割合を少なくし、逆に回収できる成分の添加割合を増やし、回収する溶剤の量を多くする。また、成分の種類を４成分にし、１成分少くなくすることで、蒸留分離が容易になる。
【０００８】
加えて請求項１は、芳香族炭化水素系成分をキシレンとし、アルコール系成分をｎ−ブタノールとし、エステル系成分を酢酸ブチルとし、グリコールエーテル系成分をｔ−ブチルセロソルブとしたことを特徴とする。
【０００９】
芳香族炭化水素系成分をキシレンのみとし、トルエンを添加しない。同時に、ケトン系成分のメチルイソブチルケトンも添加しない。トルエン（沸点１１０．６℃）とメチルイソブチルケトン（沸点１１５．１℃）は沸点差が小さく、分離が難しい。これら２成分を添加しないので、蒸留による分離が容易になる。
また、トルエンを添加しないので、水の分離が容易になる。トルエンは水の沸点（１００℃）に対して沸点差が小さく、不純物として多少の水を混入する。不純物を分離するためにはさらに分離（精留）が必要で複雑になる。４成分は水に対して沸点差が大きので、分離が容易である。
さらに、アルコール系成分をｎ−ブタノールとすることで、ｎ−ブタノールより沸点の高い酢酸ブチルに対して沸点差が大きく、一方、ｎ−ブタノールより沸点の低い水に対しても沸点差が大きい。その結果、分けるのに都合がよくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を表及び添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
本発明に係る塗料用希釈液の実施例を表２に示す。
【００１１】
【表２】
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【００１２】
塗料用希釈液は芳香族炭化水素系が５２〜６２重量％、アルコール系が１２〜１８重量％、エステル系が１２〜１８重量％及びグリコールエーテル系が７〜９重量％からなる。これらの成分及び割合で混合溶液とすることで希釈液は得られるが、より好ましくは、芳香族炭化水素系成分をキシレンとし、アルコール系成分をｎ−ブタノールとし、エステル系成分を酢酸ブチルとし、グリコールエーテル系成分をｔ−ブチルセロソルブとする。
【００１３】
希釈液を溶解性の点から真溶剤、助溶剤及び希釈剤に分類し次に説明する。
真溶剤はエステル系及びグリコールエーテル系であり、所定の樹脂を溶かし、所望の特性を得るには、エステル系が１２〜１８重量％及びグリコールエーテル系が７〜９重量％の範囲である。エステル系の酢酸ブチルは水にあまり溶けないが１８重量％以下が回収量向上を図る上で好ましい。グリコールエーテル系の割合ついては後で詳細に説明する。
【００１４】
助溶剤はアルコール系であり、真溶剤の溶解力を向上させ、所望の特性を得るには、アルコール系が１２〜１８重量％の範囲である。アルコール系のｎ−ブタノールは水にあまり溶けないが１８重量％以下が回収量向上を図る上で好ましい。
【００１５】
希釈剤は芳香族炭化水素系であり、所定の粘度を得るには、芳香族炭化水素系が５２〜６２重量％の範囲である。従来使用していたトルエンを添加しない。キシレンのみで６２重量％に増量する。トルエンは水に極くわずか溶ける。それに対してキシレンは水に不溶であるから、溶剤の回収量の向上を図ることができる。
【００１６】
図１はｔ−ブチルセロソルブの分散性評価図である。横軸にｔ−ブチルセロソルブの割合、縦軸に分散性の評価を示す。この試験（第１試験と記す）は、希釈液のｔ−ブチルセロソルブの割合を０重量％、５重量％〜１０重量％の間を１重量％変化させた希釈液を用意し、おのおのの希釈液１００ｍｌに所定の塗料を一滴（約０．００３ｇ）滴下し、７２時間後の塗料の分散性を目視にて確認した。評価は「良い」と「悪い」の２つに分け、「悪い」は顔料が擬集して粉っぽく、「良い」は顔料が擬集せず粉っぽくない。
【００１７】
分散性はｔ−ブチルセロソルブの割合が０重量％及び５重量％で悪い。逆に６重量％以上では良い。
【００１８】
図２はｔ−ブチルセロソルブのホース洗浄性評価図である。横軸にｔ−ブチルセロソルブの割合、縦軸にホースの洗浄性の評価を示す。この試験（第２試験と記す）では、希釈液の割合は前記第１試験と同様である。おのおのの希釈液でホースを洗浄し、洗浄の程度を目視にて確認した。
ホースの洗浄性はｔ−ブチルセロソルブの割合が９重量％以下で良く、逆に９重量％を超えると悪くなる。
【００１９】
図３はｔ−ブチルセロソルブの鋼板洗浄性評価図である。横軸にｔ−ブチルセロソルブの割合、縦軸に鋼板の洗浄性の評価を示す。この試験（第３試験と記す）では、希釈液の割合は前記第１試験と同様である。おのおのの希釈液で鋼板を洗浄し、洗浄の程度を目視にて確認した。
鋼板の洗浄性はｔ−ブチルセロソルブの割合が９重量％以下で良く、逆に９重量％を超えると悪くなる。
【００２０】
以上の第１〜３試験の結果から、ｔ−ブチルセロソルブの割合が６重量％以下では分散性が悪く、逆に９重量％を超えるとホース洗浄性並びに鋼板洗浄性が悪くなるということが確認できた。従って、ｔ−ブチルセロソルブの割合は６重量％〜９重量％の範囲内とすることが適当である。好ましくは、７重量％〜９重量％の範囲内である。
【００２１】
図４は塗装設備の系統図であり、１０色の塗料を適宜選択できる塗装設備の一例を示す。塗装設備１は、塗料タンク２…（…は複数を示す。以下同様。）と、この塗料タンク２内の塗料を供給するポンプ３…と、このポンプ３…に配管接続した色替え弁４と、この色替え弁４に配管接続したコンプレッサ５と、色替え弁４にポンプ６ａを介して配管接続した希釈液タンク６と、色替え弁４からロボット７の塗装ガン８へ接続した配管９と、塗装ガン８に弁８ａ（図示せず）を介して接続した回収ホース１１と、この回収ホース１１の端部に配置した回収タンク１２と、被塗物を搬送する搬送装置１３とからなる。１４は被塗物であるボデー、２０は分離装置である。分離装置２０のフローは後述する。
なお、被塗物はボデー１４に限らず、バンパーなどの部品類でも構わない。
【００２２】
塗装色を替える際の配管の洗浄は次の通り行う。塗装の時はポンプ３ａ（ａは塗料タンク２ａ用ポンプ）で塗料を供給し、色替え弁４の弁４ａ（ａは塗料タンク２ａ用弁）を開にする。塗装が終ると、まず、塗料タンク２ａ（ａ，ｂは色を区別した）のポンプ３ａを停止して色替え弁４の弁４ａを閉じる。塗装ガン８の弁８ａも閉じる。次に、色替え弁４の弁４ｂを開くとともに弁４ｃも開いて圧縮空気と希釈液を混合状態にして色替え弁４→配管９→塗装ガン８の先端部の順で送り、これらを洗浄する。最後に、洗浄によって汚れた使用済みの希釈液を塗装ガン８の先端部から回収ホース１１で回収タンク１２に溜める。洗浄が終了すると弁４ｂ，４ｃを閉じ、色替え弁４の弁４ｄを開にして塗料タンク２ｂ内の塗料（色）で塗装を開始する。
回収タンク１２に溜めた使用済みの希釈液は、廃溶剤として処理メーカーで処理する。処理方法は二つあり、廃棄及び回収である。回収は分離装置２０で行う。再使用できる溶剤を各成分に分けて回収し、再び所定の成分及び割合で混合溶液を作り、希釈液として希釈液タンク６に戻す。
【００２３】
次に分離装置２０について説明する。
図５は廃溶剤の分離工程のフローであり、蒸留による分離の一例を示す。分離装置２０は、沸点の違いを利用して分離する装置であり、主に第１蒸留塔２１と、第２蒸留塔２２と、第３蒸留塔２３とからなる。
第１蒸留塔２１では廃溶剤を固体と液体に分ける。固体は樹脂及び顔料であり沈殿の際の水と一緒に渣として塔から取出す。液体は主に溶剤（希釈液）で、微量の水も含む粗蒸留品である。また、必要に応じて水より沸点の低いものを塔の上部から取出し、分ける。
【００２４】
第２蒸留塔２２では粗蒸留品を溶剤と水とに分ける。塔の上部から水の蒸気を取出し、溶剤を残す。本発明の希釈液は水に対して沸点差が比較的大きので分離し易い。
第３蒸留塔２３では溶剤を細かく分ける。塔の最上部第１段２３ａから１番沸点の低いものを取出し、第１段２３ａより１段下の第２段２３ｂから２番目の沸点のもの、第３段２３ｃから３番目の沸点のｎ−ブタノール（１１７．７℃）、第４段２３ｄから４番目の沸点の酢酸ブチル（１２６．５℃）、第５段２３ｅから５番目の沸点のキシレン（１４０℃）の順に各段から溶剤の蒸気を取出し、蒸気は凝縮器で液化する。酢酸ブチル及びキシレンの凝縮器は省略した。
【００２５】
すなわち、廃溶剤は蒸留でｎ−ブタノール、酢酸ブチル及びキシレンに分けられ、再利用できる溶剤として回収される。
本発明の希釈液は、第１蒸留塔２１で水に溶解して回収できないグリコールエーテル系成分のｔ−ブチルセロソルブの割合を少くし、かつ、第２蒸留塔２２及び第３蒸留塔２３で分離を容易にするために沸点の差を大きくしたことを特徴とする。
【００２６】
図６は溶剤の沸点を示す図であり、比較例と実施例を併記した。
比較例は、５成分中（表１参照）における２成分のトルエン（１１０．６℃）とメチルイソブチルケトン（１１５．１℃）の沸点差が非常に小さく、分離が難かしいため、トルエンとメチルイソブチルケトンを分ける工程が複雑である。また、トルエン（１１０．６℃）は水の沸点（標準１００℃）に対しても沸点差が小さく、水が不純物として混入し易い。
【００２７】
実施例は、４成分（表２参照）におけるおのおのに対して沸点差が大きく、分離が容易である。また、ｎ−ブタノール（１１７．７℃）は水に対して沸点差が大きく、水の不純物が混入し難い。
なお、ｔ−ブチルセロソルブは水に溶解して水とともに塔から取出され処理されるため、蒸留で回収できない。ここでの沸点範囲はｔ−ブチルセロソルブを除いて示した。
【００２８】
次に回収量について説明する。
図７は分離回収率とｔ−ブチルセロソルブの割合との関係を示す図であり、横軸にｔ−ブチルセロソルブの割合、縦軸に廃溶剤の分離回収率を示す。
分離回収率Ｓ（％）は、Ｓ＝Ｚ／Ｙ×１００で求まる。ここで、Ｙ＝廃溶剤の量（リットル）、Ｚ＝回収した溶剤からできた希釈液の量（リットル）である。
ｔ−ブチルセロソルブの割合が多いと分離回収率は低下することが確認できた。分離回収率とｔ−ブチルセロソルブの割合との関係は大体比例する。
常識的に考えられていた２０重量％に対して、図１・２に示す第１・２試験を実施し、最低限度の割合を探し出したことで、分散性及び洗浄性を確保しつつ分離回収率の向上を図ることができた。
【００２９】
図８は比較例と実施例の分離回収率を示す図であり、図７の分離回収率と同じ値である。横軸に比較例及び実施例、縦軸に分離回収率を示す。
比較例の分離回収率は約３８％である。それに対して実施例の分離回収率は約５０％に向上した。回収した安価な溶剤から得た低価格の希釈液の比率を高めることで、コスト低減を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、グリコールエーテル系の割合を７〜９重量％に止め、従来より大幅に少くした。水容性のグリコールエーテル系は水に溶解して水とともに取り出されるが、この取り出され回収できないグリコールエーテル系の添加割合を少なくし、蒸留する希釈液の量を従来より多くすることで、廃溶剤から回収する溶剤の量を多くできる。廃溶剤を利用するから、希釈液の価格を安くできる。
また、成分の種類を４成分にし、１成分少くなくすることで、沸点の設定数が１点減り、蒸留分離が容易になる。
従って、廃溶剤からの回収量を増すことができ、希釈液の購入コストを低減できる。
【００３１】
加えて請求項１では、芳香族炭化水素系成分をキシレンのみとし、従来使用していたトルエンを添加しない。同時に、ケトン系成分のメチルイソブチルケトンも添加しない。トルエンの沸点とメチルイソブチルケトンの沸点差が小さく、従来分離が難しかったが、これら２成分を添加していないので、蒸留による分離が極めて容易にできる。
また、グリコールエーテル系成分をｔ−ブチルセロソルブにして、樹脂を溶かすことで、分散性及び洗浄性を確保しつつ廃溶剤からの分離回収率の向上を図ることができる。
さらに、アルコール系成分をｎ−ブタノールとし、水の沸点と酢酸ブチルの沸点との中間に沸点を設ける。ｎ−ブタノールより沸点の高い酢酸ブチルに対して沸点差が大きいから、分離が容易である。一方、ｎ−ブタノールより沸点の低い水に対しても沸点差が大きいから、分離が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｔ−ブチルセロソルブの分散性評価図
【図２】ｔ−ブチルセロソルブのホース洗浄性評価図
【図３】ｔ−ブチルセロソルブの鋼板洗浄性評価図
【図４】塗装設備の系統図
【図５】廃溶剤の分離工程のフロー
【図６】溶剤の沸点を示す図
【図７】分離回収率とｔ−ブチルセロソルブの割合との関係を示す図
【図８】比較例と実施例の分離回収率を示す図
【符号の説明】
１…塗装設備、４…色替え弁、８…塗装ガン、９…配管、１１…回収ホース、１２…回収タンク、２０…分離装置、２３…第３蒸留塔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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