(57)【要約】【課題】塗料スラッジを安価に再生し、再生塗粒を骨材として発泡材料に均一に混合する。【解決手段】塗料スラッジを凝集剤で不粘着化処理する。無機系凝集剤を用いた場合、クレイ２が塗料粒３の表面に付着し、粘着性を奪い、塗粒同士を結合しにくくする。マイクロエアー４はクレイ２の凹凸面に付着し、再生塗粒１の見掛比重を軽くする。再生塗粒１は、脱水・乾燥後にサラサラとした砂状となる。この再生塗粒１を骨材として発泡材料中に添加し、引張強度及び吸音率が優れ、材料節減率の高い発泡ウレタンを得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料スラッジを凝集剤で不粘着化処理して再生塗粒を生成し、該再生塗粒を骨材として発泡材料中に添加したことを特徴とする発泡組成物。
【請求項２】
再生塗粒の平均粒径が３０〜１００μｍである請求項１に記載の発泡組成物。
【請求項３】
発泡材料の主剤１００重量部に対し、再生塗粒１〜３０重量部を配合した請求項１又は２記載の発泡組成物。
【請求項４】
発泡材料の主剤１００重量部に対し、含水率０％の再生塗粒５〜１５重量部を配合した請求項１又は２記載の発泡組成物。
【請求項５】
再生塗粒が発泡材料の発泡反応に必要な量の水分を含む請求項１、２又は３記載の発泡組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発泡組成物を用いて成形したことを特徴とする吸音材。
【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、成形材料等として利用される発泡組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体や部品の塗装工程では、オーバースプレーミストによって大量の塗料スラッジが発生する。従来、塗装ブース水中に無機塩類系の凝集剤（キラー剤）を添加し、スプレーミストを凝集させて、汚泥状の塗料スラッジを回収する技術が知られている。しかし、無機塩類系の凝集剤を使用すると、図５に示すように、凝集剤中の無機塩類５１が塗料粒５２の表面に付着して粘着力を発揮するため、塗料粒５２同士が結合して、塗料スラッジが岩石のように硬く大きな塊となりやすい。
【０００３】
塊となった塗料スラッジは、燃料以外の再利用が困難なため、従来、これを微粒化処理する技術が提案されている。例えば特許文献１には、塗料スラッジの塊を加熱・撹拌し、溶剤と水分を除去して造粒し、さらに粉砕したのち乾燥して微粉体を生成し、これを成形材料の骨材（増量材）として再利用する技術が記載されている。特許文献２には、水分を含む塗料スラッジを乾燥後に微粉砕してペイントパウダーを生成し、これを樹脂成形品の着色顔料として再利用する技術が記載されている。
【０００４】
また、粘土状の塗料スラッジを発泡材料として再利用した発泡組成物も公知である。特許文献３には、メラミン系の塗料スラッジを加熱・混練し、スラッジ中の水分を熱で除去して、所定含水率の粘土状スラッジを生成し、これ自体を発泡材料に用いて骨材（充填材）と練り合わせ、シート状に成形したのち加熱発泡させて、自動車用の制振シートを製造する技術が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５３−６１６２７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０２３６公報
【特許文献３】
特開平７−１１４３８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１、２の技術によると、塗料スラッジを微粒化するために大掛かりな装置が必要で、処理時間も長くかかり、スラッジの再生コストが高くつく問題点があった。また、特許文献３の技術によると、粘土状スラッジを発泡材料として用いる場合は、これに骨材を均一に混合することは容易であるが、逆に、粘土状スラッジを骨材として用いる場合は、スラッジを発泡材料中に均一に混合することが困難で、発泡組成物の品質に悪影響を及ぼす問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決し、塗料スラッジを安価に再生し、骨材として発泡材料に配合し均一に混合して再利用を図ることができるとともに、配合量の調整によって引張強度、伸び率等の物性を高めたり吸音率を高めたりすることもできる発泡組成物及び吸音材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の発泡組成物は、塗料スラッジを凝集剤で不粘着化処理して再生塗粒を生成し、該再生塗粒を骨材として発泡材料中に添加したことを特徴とする。
【０００９】
ここで、塗料スラッジとは、例えば、自動車の車体や部品の塗装工程、その他の機械又は成形品の塗装工程等で使用される塗料の残滓である。具体的には、ウレタン系塗料、アクリル系塗料、メラミン系塗料、ラッカー系塗料、フッ素系塗料等の樹脂成分を主体とする塗料、又は、樹脂成分中に光輝材、顔料、フィラー等の無機成分を含有する塗料を例示することができる。本発明では、これらの塗料滓を凝集剤（キラー剤）によって不粘着化処理し、再生塗粒を生成する。
【００１０】
凝集剤としては、特定の種類又は成分に限定されず、塗料スラッジから粘着性を奪う機能を持つ各種の凝集剤を使用できる。具体的には、クレイ、シリカ、金属等の無機物を主成分とする無機系凝集剤、或いは、ポリアミン、ポリエステル等のポリマーを主成分とするポリマー系凝集剤を用いることができる。また、無機系凝集剤とポリマー系凝集剤とを併用してもよく、油膜で塗料粒を包み込むオイルタイプの凝集剤を用いてもよい。
【００１１】
無機系凝集剤としては、例えば、クレイ５％と水９５％からなる商品名「アズマン９６１」（株式会社日新エンジニアリング社製）、又は、水酸化ナトリウム４０％と酸化亜鉛１５％と水４５％とからなる商品名「アズマン添加剤−０１」（同社製）を使用できる。ポリマー系凝集剤としては、例えば、変性芳香族ポリアミン９％と水９１％とからなる商品名「アズマン９５１改」（同社製）を使用できる。
【００１２】
図１及び図２は、本発明の凝集剤が不燃着性の再生塗粒を生成する原理を示すものである。無機系凝集剤を用いた場合は、図１（ａ）に示すように、例えばクレイ２が塗料粒３の表面を覆うように付着することで、再生塗粒１が粘着性を失い、塗粒同士が結合しにくくなる。塗料粒３をスプレー水で捕捉した場合は、さらに、マイクロエアー４がクレイ２の凹凸面に付着するため、再生塗粒１の見掛比重が軽くなり、塗料スラッジが浮上しやすくなる。マイクロエアー４が発生しない環境では、再生塗粒１の見掛比重が重くなるため、塗料スラッジが沈降しやすくなる。無機系凝集剤の場合は、一般に、再生塗粒１の粒径が大きくなる傾向があるため、骨材を容易に増量できる利点がある。
【００１３】
ポリマー系凝集剤を用いた場合は、図１（ｂ）に示すように、ポリアミン膜６が塗料粒３を包み込むことで、再生塗粒５が粘着性を失い、塗粒同士が結合しにくくなる。さらに、マイクロエアー４がポリアミン膜６の表面に付着すると、再生塗粒５の見掛比重が軽くなり、塗料スラッジが浮上しやすくなる。ポリマー系凝集剤の場合は、無機系凝集剤と比較し、再生塗粒５５の粒径が小さくなる傾向があるため、微粉状の骨材を容易に得られる利点がある。
【００１４】
無機系凝集剤とポリマー系凝集剤とを併用した場合は、図２の（ａ）又は（ｂ）に示す再生形態を想定できる。図２（ａ）では、クレイ２とマイクロエアー４とが塗料粒３の表面を覆い、その上にポリアミン膜６が被さり、内外２層の皮膜によって再生塗粒７が粘着性を失う。図２（ｂ）では、塗料粒３とクレイ２とマイクロエアー４とが混在した形態で凝集し、この凝集体をポリアミン膜６が被包することで、再生塗粒８が粘着性を消失する。
【００１５】
凝集剤の使用量は、特に限定されず、塗料スラッジの成分や性状を考慮し、適量を塗装ブース水中に添加すればよい。凝集剤添加後の塗料スラッジは、浮上物を手作業で回収してもよく、沈降物をポンプで吸い上げてもよく、その他の自動回収装置を用いてもよい。回収された塗料スラッジは、脱水処理及び乾燥処理によってスラッジ中の水分が除去される。脱水に際しては、重力脱水法又は遠心分離脱水法等を採用できる。乾燥に際しては、天日で自然乾燥してもよく、乾燥炉を用いて強制乾燥してもよく、両者を併用してもよい。
【００１６】
本発明によれば、塗料スラッジが凝集剤により不粘着化処理されているので、脱水時の水捌けがよく、短時間の乾燥でサラサラとした砂状の再生塗粒を生成できる。また、必要に応じ、この再生塗粒を簡易ブレンダーでさらに粉砕し、微粒子状に加工することも容易である。再生塗粒の平均粒径は、特に限定されないが、３０〜１００μｍであることが好ましい。３０μｍ以下の再生塗粒は、粉砕に専用機を必要とし、加工コスト・時間の点で不利である。１００μｍ以上の再生塗粒は、発泡組成物が脆くなるなど、品質に悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
【００１７】
微粒化された再生塗粒は、これを発泡組成物の骨材として、発泡材料中に均一にかつ容易に混合することができる。本発明の発泡組成物は、吸音材、断熱材、制振材、塗料、その他各種の成形品に用いられる組成物であって、具体的には、発泡倍率が１〜３０倍程度の発泡ウレタンを例示できる。発泡ウレタンは、発泡材料として主剤（ポリオール成分）、硬化剤（イソシアネート成分）、添加剤（触媒、水、フィラー等）を含むが、ここに再生塗粒を骨材（増量材）として添加することで、主剤及び硬化剤の使用量を節減することができる。また、再生塗粒によって、発泡組成物の物性、例えば、引張強度、剛性、吸音率等を改善できる場合もある。
【００１８】
ただし、再生塗粒を大量に添加すると、逆に発泡組成物の物性が低下する場合があるので、再生塗粒の添加量は、発泡材料の節減効果と発泡組成物の物性とを勘案して決めるとよい。例えば、実用に適した添加量として、発泡材料の主剤１００重量部に対し、再生塗粒１〜３０重量部を配合するのが好ましい。この範囲であると、発泡組成物の品質を低下させることなく、発泡材料の使用量を節減できる。特に、吸音材に用いる発泡組成物の場合は、主剤１００重量部に対し、再生塗粒５〜２５重量部を配合すると、スラッジを含まない組成物と比較し、吸音率を向上させることができる。
【００１９】
一方、再生塗粒中の水分は、発泡組成物の物性上の観点と製造上の観点とから二面的に評価できる。再生塗粒が完全乾燥の微粉体であると、骨材が発泡材料中により均一に分散しやすいと考えられる。この点で、例えば、主剤１００重量部に対し、含水率０％の再生塗粒５〜１５重量部を配合するのが好ましい。また、発泡組成物の製造にあたり、再生塗粒中の水分を発泡開始剤として活用すれば、別途の水供給を省略できるうえ、再生塗粒の脱水・乾燥工程を簡略化できる。この点で、再生塗粒に発泡材料の発泡反応に必要な量の水分を含ませるのが好ましい。
【００２０】
本発明の別の特徴点は、上記発泡組成物を用いて吸音材を成形した点にある。この吸音材は、不粘着化処理した再生塗粒を骨材に用いて成形されているので、塗料スラッジの再利用に役立ち、再利用コストを抑え、しかも、均質に製造することができる。なお、吸音材の用途は、特に限定されず、例えば自動車において、車室のフロア材、トランクルームの内張材、ドアの内装材、エンジンのヘッドカバー等の各部に使用できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。この実施形態では、自動車部品の塗装工程から排出された塗料スラッジを回収し、この塗装スラッジから再生塗粒を生成し、再生塗粒を骨材として発泡ウレタンを製造し、この発泡ウレタンを用いてエンジンヘッドカバーの吸音材を成形した。
【００２２】
塗料スラッジの回収にあたり、塗装ブース水に無機系凝集剤を適量添加し、ブース水面に浮上した塗料スラッジをたもですくって回収した。この塗料スラッジを麻袋に入れ、麻袋を吊してスラッジ中の水分を重力で約７２時間脱水し、含水率６０％の塗料スラッジを得た。この脱水時間は、麻袋を天日が当たる場所に吊せば、さらに短縮できる。
【００２３】
脱水後の塗料スラッジを４０°Ｃの乾燥炉で８時間乾燥し、含水率３５．１％の塗料スラッジを得た。また、引き続きこの塗料スラッジの一部を４０°Ｃの乾燥炉で７時間乾燥して含水率３％とし、さらに１３０°Ｃで１時間乾燥して、含水率０％の塗料スラッジを得た。この段階で、どちらの塗料スラッジも、粒径が数ミリであり、性状はサラサラとした砂状であった。さらに、両方のスラッジを簡易ブレンダーで別々に粉砕して、含水率３５．１％で平均粒径４０μｍ程度の再生塗粒と、含水率０％で平均粒径４０μｍ程度の再生塗粒との２種類を生成した。
【００２４】
発泡ウレタンの製造にあたっては、再生塗粒を骨材として発泡材料中に添加し、混合したのちに加熱発泡させて、本発明に係る実施例の発泡ウレタン組成物を作製した。下記の表１は、再生塗粒を含まない比較例、含水率０％の再生塗粒を含む実施例１〜３、含水率３５．１％の再生塗粒を含む実施例４についての、各発泡ウレタン組成物の組成及び物性を示すものである。ここで、実施例４の再生塗粒は、含水率が３５．１％であり、添加量が８．５重量部であるから、主剤１００重量部に対し約３重量部（８．５×３５．１％）の水を含む。この水量は、実施例１〜３で発泡開始剤として添加する水量とほぼ等しく、発泡材料の発泡反応に必要な量の水分に相当する。従って、実施例４の発泡ウレタンによれば、別途に水を添加することなく、発泡を支障なく開始できる利点がある。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
同表１における各材料の詳細は次のとおりである。
主剤Ａ：ポリエーテルポリオール（ＯＨＶ＝３５、官能基数３）
主剤Ｂ：ポリマーポリオール（ＯＨＶ＝２７、官能基数３）
硬化剤：イソシアネート成分（ＭＤＩ系、ＮＣＯ％＝２６％）
架橋剤：ＤＥＧ（ジエチレングリコール）
触  媒：アミン系触媒
整泡剤：シリコーン系整泡剤
なお、「再生塗粒の添加量」は、発泡材料中の主剤（Ａ＋Ｂ）１００重量部に対する再生塗粒の添加部数を示す。「主剤＋硬化剤の節減率」は、比較例の「主剤＋硬化剤の割合」を基準に何％節減できたかを算出した。
【００２７】
同表１から明らかなように、実施例１〜４の発泡ウレタンによれば、再生塗粒を骨材として発泡材料中に添加したことで、その添加量に応じて、発泡材料の主剤及び硬化剤の使用量を節減することができる。特に、実施例１の発泡ウレタンは引張強度と伸び率が比較例よりも向上する。実施例４の発泡ウレタンは引張強度と伸び率が比較例と同程度であり、また実施例２，３の発泡ウレタンは引張強度と伸び率が比較例よりも低下するが、通常の用途であれば、いずれも実用可能な発泡組成物であると云える。
【００２８】
図３は上記実施例１〜４及び比較例の垂直入射吸音率を示すものである（周波数５００〜５０００Ｈｚについて測定したが、実施例４だけは５００〜２５００Ｈｚについて測定した。）。実施例１，２の吸音率は、約１５００Ｈｚ以下の周波数域で比較例とほぼ同等であり、それ以上の周波数域で比較例を上回った。実施例３の吸音率は、約３５００Ｈｚ以下の周波数域で比較例を下回り、それ以上の周波数域で比較例を上回った。この結果、再生塗粒の添加量が１０重量部前後である発泡ウレタンは、強度、吸音率、材料節減率の点で、総合的に優れた発泡組成物であると評価できる。実施例４の吸音率については評価ができない。
【００２９】
次に、図４は吸音材の一実施例を示すものである。この実施例の吸音材は、（ａ）に示すように、自動車エンジン１１のヘッドカバー１２に用いられている。（ｂ）に示すように、ヘッドカバー１２は硬質の合成樹脂材料により形成され、その内面に吸音材１３が発泡ウレタンを用いて型治具１４により接着成形されている。発泡ウレタンとしては、上記実施例１〜４のどれをも使用可能である。特に、実施例１の発泡ウレタンを用いて成形した吸音材１３は、エンジンヘッドカバー１２において、塗料スラッジを再利用し、発泡材料を節減でき、しかも、優れた吸音率及び強度を発揮する。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係る発泡組成物及び吸音材によれば、塗料スラッジを安価に再生し、骨材として発泡材料に配合し均一に混合して再利用を図ることができるとともに、配合量の調整によって引張強度、伸び率等の物性を高めたり吸音率を高めたりすることもできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の発泡組成物に用いられる無機系凝集剤の不粘着化原理を示す模式図、（ｂ）は同じくポリマー系凝集剤の不粘着化原理を示す模式図である。
【図２】（ａ）は無機系凝集剤とポリマー系凝集剤を併用した場合の不粘着化原理を示す模式図、（ｂ）は無機系凝集剤とポリマー系凝集剤を併用した場合の別の不粘着化原理を示す模式図である。
【図３】本発明実施例１〜４の発泡組成物の吸音特性を示すグラフである。
【図４】本発明の吸音材の一実施例を示すエンジンヘッドカバーの概略図である。
【図５】従来の塗料スラッジに用いられる凝集剤の作用を示す模式図である。
【符号の説明】
１    再生塗粒
２    クレイ
４    マイクロエアー
５    再生塗粒
６    ポリアミン膜
７    再生塗粒
８    再生塗粒
１１    エンジン
１２    ヘッドカバー
１３    吸音材
【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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