JP2003220356A - 水性塗料の回収方法および回収システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水性塗料に含まれる不揮発分の回収方法であ
って、必要な設備スペースを縮小し得る新規な方法を提
供する。 【解決手段】 不揮発分を含む水性塗料が希釈されてい
る液状物を濃縮槽１３ａに供給しながら、濃縮槽１３ａ
内の液状物を濾過器２５に通して濾液を除去し、その残
余を濃縮槽１３ａに戻すことにより循環濃縮して１次濃
縮液を得、得られた１次濃縮液を濃縮槽１３ｂに供給す
る。そして、濃縮槽１３ｂへの１次濃縮液の供給を停止
した状態で、濃縮槽１３ｂ内の１次濃縮液を濾過器２５
に通して濾液を除去して濃縮槽に戻すことにより循環濃
縮して２次濃縮液を得る。これにより、水性塗料に含ま
れる不揮発分を２次濃縮液の形態で回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被塗物、例えば自
動車ボディなどを塗装するために用いられる水性塗料の
不揮発分の回収方法、および水性塗料により被塗物を塗
装する塗装方法に関する。更に、本発明は、このような
回収方法および塗装方法をそれぞれ実施するために好適
に利用される回収システムおよび塗装システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境への配慮および経済性などの
観点から、従来から一般的に使用されている油性塗料に
代えて、水性塗料が使用され始めて来ている。水性塗料
の利点の１つとして、塗装の際に被塗物に塗着されず、
塗装の用に供しなかった過剰な塗料（本明細書において
オーバースプレー塗料とも言う）の再利用、より詳細に
はオーバースプレー塗料に含まれる不揮発分の再利用が
比較的容易であることが挙げられる。

【０００３】例えば、特開平６−１４２５７３号公報に
は、オーバースプレー塗料が希釈されて成る希釈液をバ
ッチ式で濃縮し、得られた濃縮液を塗料として再利用す
る塗装方法および塗装システムが記載されている。より
詳細には、まず、塗装を行っている間は、塗装の際に生
じるオーバースプレー塗料を水性媒体で捕集して希釈液
の状態で貯槽する。そして、塗装を停止している間に貯
槽した該希釈液を別の濃縮槽に全量移送する。そして、
この濃縮槽から希釈液を取り出して限外濾過器に通して
濾液を除去し、その残余を濃縮槽に戻すという循環操作
により、濃縮槽内の希釈液の濃度を上昇させ、所定の濃
度にまで濃縮する。これにより得られた濃縮液を塗料と
して再利用することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、水性塗料の１つ
の用途として、自動車ボディの塗装が注目されている。
このような現状において、自動車ボディを水性塗料によ
り塗装する場合にもオーバースプレー塗料の再利用を実
現するため、オーバースプレー塗料（より詳細にはこの
ような塗料に含まれる不揮発分）の回収を効率的に実現
し得る塗装方法および塗装システムの確立が望まれてい
る。

【０００５】かかる要望に応えるべく、上記のような従
来の塗装方法および塗装システムを自動車ボディの塗装
にもそのまま応用し、自動車ボディの塗装の際に生じる
オーバースプレー塗料をブース水槽に捕集し、ブース水
槽に貯槽されたブース水の全量を濃縮槽に移送して、従
来の方法と同様にして循環濃縮することにより、水性塗
料（より詳細には水性塗料に含まれる不揮発分）を濃縮
し、回収することが想到され得る。しかし、このような
バッチ式による１段階濃縮操作では、ブース水槽に貯槽
されるブース水の全量を収容し得るような大きな容量の
濃縮槽を設ける必要があり、塗装システム全体が非常に
大きくなり現実的でない。

【０００６】被塗物を工業的スケールで塗装する場合、
特に、上記の自動車ボディの例のように、塗装すべき被
塗物が比較的大きい場合には、処理すべきブース水が著
しく多量となるため、システム全体の小型化を図ること
は非常に重要である。

【０００７】本発明の目的は、水性塗料に含まれる不揮
発分の回収方法および該回収方法と組み合わせて実施さ
れる塗装方法であって、必要な設備スペースを縮小化し
得る、新規な方法を提供することにある。また、本発明
の目的は、そのような回収方法および／または塗装方法
を実施するために好適に利用されるシステム（または装
置）を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、濃縮操作を２段階に分けて実施し、この２段階
の濃縮操作を単一の濾過器を用いて実施するという観点
に基づいて、本発明を完成させるに至った。

【０００９】本発明の１つの要旨によれば、水性塗料に
含まれる不揮発分の新規な回収方法が提供される。本発
明の回収方法においては、まず、不揮発分を含む水性塗
料が水性媒体で希釈されている液状物（以下、このよう
な希釈されている状態の液状物を希釈液とも言う）を濃
縮槽に供給しながら、濃縮槽内の液状物を濾過器に通し
て濾液を除去し、その残余（濃縮液）を濃縮槽に戻すこ
とにより、濃縮槽内の液状物を循環濃縮する。このよう
な操作により、液状物中の不揮発分の濃度を上昇させた
１次濃縮液が得られる。そして、１次濃縮液が入ってい
る濃縮槽への液状物の供給を停止した状態で、濃縮槽内
の１次濃縮液を上記と同一の濾過器に通して濾液を除去
し、その残余（濃縮液）を濃縮槽に戻すことにより、濃
縮槽内の１次濃縮液を循環濃縮する。これにより、１次
濃縮液中の不揮発分の濃度を更に上昇させた２次濃縮液
が得られる。以上のようにして、水性塗料に含まれる不
揮発分を、不揮発分を含む２次濃縮液の形態で回収する
ことができる。

【００１０】上記のような本発明の回収方法によれば、
単一の濾過器のみを用いて２段階の濃縮操作を実施して
いるので、バッチ式の１段階濃縮操作により不揮発分を
回収する場合に比べて非常に効率的であり、更に、必要
な設備スペースを縮小化することが可能となる。このよ
うな効果は、後述するように、工業的スケールで被塗物
を塗装する場合に生じるブース水などを処理するのに適
する。

【００１１】以下、本明細書において、希釈液を濃縮槽
に供給しながら、濃縮槽内の液状物を循環濃縮して１次
濃縮液を得る操作を１段階目の濃縮操作（工程（ａ））
とも言い、その後の、１次濃縮液が入った濃縮槽への液
状物の供給を停止した状態で、濃縮槽内の１次濃縮液を
循環濃縮して２次濃縮液を得る操作を２段階目の濃縮操
作（工程（ｂ））とも言うものとする。

【００１２】尚、本明細書において、単に「液状物」と
言うときは、希釈液（即ち、不揮発分を含む水性塗料が
水性媒体で希釈されている液状物）のみならず、濾過に
より濾液を除去した残余の濃縮液、該濃縮液と希釈液の
混合物、１次濃縮液および２次濃縮液を含む包括的な概
念を指すものとして理解されるべきである。

【００１３】水性塗料は、一般的には不揮発分と水性媒
体とを含む。水性塗料を構成する水性媒体および液状物
（または希釈液）にて水性塗料を希釈している水性媒体
は、一般的には水などの分子量が比較的小さな揮発分で
あり、不揮発分とは区別され得る。水性塗料の構成成分
である「不揮発分」は、通常、水性媒体よりも大きい分
子量を有する。このような水性塗料が希釈されている液
状物を濾過すると、小さい分子量を有する水性媒体はフ
ィルター（濾材）を通過して濾液側に移動し得るが、不
揮発分はフィルターを通過せず、フィルターの上流側に
残留する。よって、水性塗料に含まれる不揮発分は、本
発明の方法における濾過器での濾過により濃縮可能であ
る。

【００１４】本発明において、水性塗料には、一般的な
水性塗料を用いることができる。水性塗料は、通常、塗
膜形成用の樹脂（即ちバインダー樹脂）や塗膜中に取り
込まれる顔料などを不揮発分として含み、濃縮可能な限
り他の構成成分も不揮発分に含まれ得る。不揮発分は、
特に限定されないが、例えば焼付型アルキドメラミン樹
脂などを含み得る。これに加えて、不揮発分は他の成分
を含んでいてよい。

【００１５】本発明において、上記希釈液は、不揮発分
を含む水性塗料が水性媒体で希釈された状態のものであ
るが、本発明の実施に際して必ずしも希釈という操作を
要するものではないことに留意されるべきである。希釈
液は、例えばいわゆるブース水槽に溜まるブース水など
であり得る。本発明において一般的には、濾液として水
性塗料にもともと含まれていた水性媒体と、水性塗料を
希釈している水性媒体とを含む混合物が、濾過器により
濾液として除去されることとなる。また、水性塗料が親
水性有機溶剤を含む場合には、該親水性有機溶剤も該混
合物に含まれて濾液として除去され得る。

【００１６】水性塗料を希釈している水性媒体には、任
意の適切な水性媒体を用いることができ、好ましくは水
性塗料の構成成分である水性媒体と同様の組成を有する
ものを用い得る。しかし、本発明はこれに限定されず、
水性塗料の構成成分である水性媒体と異なる組成を有す
る水性媒体で水性塗料が希釈されていてもよい。

【００１７】ある液状物（ブース水などの希釈液および
その濃縮液、例えば１次濃縮液および２次濃縮液を含
む）中の不揮発分の濃度は、不揮発分を含む液状物 約
１．５ｇに純水 約３ｇを加えた混合物を約１１０℃の
乾燥室内に約６０分間配置して揮発分（水性媒体および
場合により親水性有機溶剤を含む）を蒸発させ、蒸発せ
ずに残った物の重量Ｗ２の、もとの液状物の重量Ｗ１
（即ち、１．５ｇ）に対する割合（＝Ｗ２／Ｗ１×１０
０（％））を求めることによって測定することができ
る。尚、塗装の際に生じるオーバースプレー塗料を回収
する場合には、塗装した被塗装物の数および塗装に用い
た水性塗料の量などから、ブース水、１次濃縮液および
２次濃縮液中の不揮発分濃度の予測をすることも可能で
ある。

【００１８】液状物中の不揮発分濃度を上昇させるため
に本発明において用いる濾過器としては、一般的にはク
ロスフロー式の濾過器、好ましくは限外濾過器を用い得
る。このような濾過器を用いることにより、水性塗料が
水性媒体で希釈された液状物から水性媒体を濾液として
効率的に除去し、回収目的である不揮発分を濃縮するこ
とができる。

【００１９】好ましい態様においては、１段階目および
２段階目の濃縮操作を実施するためにそれぞれ別々の濃
縮槽を用いる。より詳細には、第１の濃縮槽および濾過
器を用いて、１段階目の濃縮操作を実施することにより
希釈液を循環濃縮して１次濃縮液とする。得られた１次
濃縮液を第１の濃縮槽から第２の濃縮槽に移送する。こ
のような１次濃縮操作および１次濃縮液の移送は、第２
の濃縮操作を実施する前に１回だけ行ってもよいが、第
２の濃縮槽の容量に応じて、好ましくは複数回繰り返し
て実施する（換言すれば、１次濃縮操作により１次濃縮
液が得られる度に移送する）。次いで、１次濃縮液を貯
槽している第２の濃縮槽および先と同一の濾過器を用い
て、２段階目の濃縮操作を、第２の濃縮槽に濾過器から
戻ってくる濃縮液以外の液状物を供給することなく（ま
たは、希釈液および１次濃縮液のいずれをも供給しない
状態で）実施することにより１次濃縮液を循環濃縮して
２次濃縮液とする。このように、１段階目および２段階
目の濃縮操作を、単一の濾過器とそれぞれ別々の濃縮槽
とを用いて実施することにより、第１の濃縮槽にて１次
濃縮液が得られる度毎に第２の濃縮槽に移送することが
できるので、１つの濃縮槽を用いる場合よりも、不揮発
分濃度が比較的低く、濾過効率（即ち、単位時間あたり
の濾液流量）の高い濃縮操作を第１濃縮槽にて選択的に
実施できるので、１段階目の濃縮操作を実施する際の濾
過器への負担を効果的に低減することができるという更
なる効果を奏し得る。もちろん、このような態様によっ
ても、希釈液の全量をバッチ式で濃縮する場合よりも、
大量の希釈液（例えばブース水）を、より小さい設備ス
ペースにて処理することができるという効果を奏し得
る。

【００２０】しかし、本発明の回収方法はこれに限定さ
れず、１段階目の濃縮操作および２段階目の濃縮操作を
単一の濃縮槽を用いて実施してもよい。より詳細には、
それぞれ単一の濃縮槽および濾過器を用い、１段階目の
濃縮操作を実施することにより希釈液を循環濃縮して１
次濃縮液とし、引き続き２段階目の濃縮操作を、該濃縮
槽への希釈液の供給を停止した状態で実施することによ
り１次濃縮液を循環濃縮して２次濃縮液としてもよい。
このような場合でも、希釈液の全量をバッチ式で濃縮す
る場合よりも、大量の希釈液（例えばブース水）を、よ
り小さい設備スペースにて処理することができる。

【００２１】好ましい態様においては、２段階目の濃縮
操作を実施した後、１段階目の濃縮操作を再び実施す
る。不揮発分を比較的高濃度で含む２次濃縮液を得るた
めの２段階目の濃縮操作の実施により濾過器（特にフィ
ルター）には不揮発分が付着残留し得るが、２段階目の
濃縮操作の実施後に１段階目の濃縮操作を再び実施し
て、不揮発分濃度の低い液状物（１段階目の濃縮操作の
初期においては実質的に希釈液に等しい液状物）を該濾
過器に通すことにより、不揮発分濃度の低い液状物が洗
浄液と同様の機能を果たし、濾過器を洗浄することが可
能となる。このため、濾過器を洗浄するための洗浄槽や
これに接続されるラインを設ける必要がなく、設備スペ
ースの更なる縮小化が可能となる。

【００２２】また、好ましい態様においては、１段階目
の濃縮操作により得られた濾液および／または２段階目
の濃縮操作により得られた濾液の少なくとも一部を、水
性塗料が希釈された希釈液とするための水性媒体、例え
ばオーバースプレー塗料を捕集および希釈するための水
性媒体として利用する。このようにして濾液をリサイク
ルすることにより、廃棄物を削減することができ、回収
方法の効率化を図ることができる。

【００２３】本発明の回収方法により得られた２次濃縮
液は、そのままで、あるいは新たな水性塗料および／ま
たは適当な他の材料と混合されて、水性塗料として再利
用され得る。例えば、２次濃縮液は、水性媒体、適切な
有機溶剤、および／または不揮発分が補充混合されて、
水性塗料として再利用され得る。

【００２４】以上のような本発明の回収方法は、水性塗
料により被塗物を塗装する塗装方法と組み合わせて実施
され得る。従って、本発明の別の要旨によれば、上述の
ような本発明の水性塗料に含まれる不揮発分の回収方法
と組み合わせて実施される、水性塗料により被塗物を塗
装する塗装方法もまた提供される。本発明の塗装方法に
おいては、まず、被塗物に向けて水性塗料を噴射して被
塗物を水性塗料により塗装すると共に、オーバースプレ
ー塗料を水性媒体で捕集し、不揮発分を含む水性塗料が
水性媒体で希釈されている希釈液（いわゆるブース水）
を得る。この希釈液を用いて上述の１段階目の濃縮操作
を実施する。そして、被塗物の塗装を停止している間に
２段階目の濃縮操作を実施する。被塗物を塗装している
期間（換言すれば希釈液が得られる期間）と、１段階目
の濃縮操作を実施する期間はその全体または一部におい
て時間的に重複していても、いなくてもよい。他方、１
段階目の濃縮操作を実施する期間と２段階目の濃縮操作
を実施する期間は、１段階目の濃縮操作および２段階目
の濃縮操作にて単一の濾過器を用いることから、別々の
期間とする（即ち、重複しないようにする）必要があ
る。

【００２５】上記のような本発明の塗装方法によれば単
一の濾過器を用いているので、上述の本発明の回収方法
と同様に、２つの濾過器を要する従来の塗装システムを
利用して塗装する場合に比べて、必要な設備スペースを
縮小化することが可能となる。このような本発明の塗装
方法は、工業的スケールで被塗物を塗装する場合、特
に、自動車ボディのように比較的大きい被塗物を、例え
ばライン生産方式などにより工業的スケールで塗装する
場合に生じる多量のブース水を処理するのに顕著な実益
がある。

【００２６】例えば、被塗物の塗装を実施している間
（例えば、ライン生産方式で複数の被塗物を連続的に塗
装している間）は、オーバースプレー塗料を捕集および
希釈してブース水（または希釈液）を得ながら１段階目
の濃縮操作を実施し、被塗物の塗装を停止している間
（例えば、ライン生産方式で複数の被塗物を連続的に塗
装することを停止している間）は２段階目の濃縮操作を
実施することができる。

【００２７】特に、１段階目の濃縮操作および２段階目
の濃縮操作を実施するために別々の濃縮槽を用いる場合
には、前者の間は、オーバースプレー塗料を捕集および
希釈してブース水を得ながら１段階目の濃縮操作を実施
し、１次濃縮液が得られる度毎に得られた１次濃縮液の
全量を第１の濃縮槽から第２の濃縮槽に移送するという
操作を繰り返し、そして、後者の間に２段階目の濃縮操
作を実施し得る。尚、前者の間のうち、１次濃縮液を第
１の濃縮槽から第２の濃縮槽に移送する間は、第１の濃
縮槽へのブース水の供給を停止しても、しなくてもよ
く、また、被塗物の塗装を一時的に停止しても、しなく
てもよく、当業者であれば必要に応じて選択し得るであ
ろう。

【００２８】しかし、本発明の塗装方法はこれに限定さ
れず、被塗物の塗装を実施している間の期間と塗装を停
止している間の期間との時間的な兼ね合いによっては、
１段階目の濃縮操作および２段階目の濃縮操作を単一の
濃縮槽を用いて実施することも可能である。尚、このよ
うな場合にも、ただ１つの濃縮槽を利用してもよいが、
濃縮槽を２つ利用してもよい。例えば、第１の濃縮槽を
用いて１段階目の濃縮操作および２段階目の濃縮操作を
実施し、次いで、第２の濃縮槽を用いて１段階目の濃縮
操作および２段階目の濃縮操作を実施するように、被塗
物の塗装期間および塗装停止期間に合わせて第１および
第２の濃縮槽を、例えば交互に利用するようにしてもよ
い。

【００２９】更に、例えば、被塗物の塗装を実施してい
る間は、第１の濃縮槽を用いて１段階目の濃縮操作を実
施し、１次濃縮液が得られた段階で、希釈液の供給を第
１の濃縮槽から第２の濃縮槽に切り換え、引き続いて第
２の濃縮槽を用いて１段階目の濃縮操作を再び実施す
る。そして、塗装を停止している間に、第１の濃縮槽内
の１次濃縮液を２段階目の濃縮操作に付して２次濃縮液
を得、また、第２の濃縮槽内の液状物（これは、１次濃
縮液と同程度の不揮発分濃度を有することが好ましい）
を濃縮して２次濃縮液を得ることもできる。

【００３０】好ましい態様においては、１段階目および
／または２段階目の濃縮操作により得られた濾液の少な
くとも一部を、オーバースプレー塗料を捕集および希釈
するための水性媒体として利用することができる。この
とき、ブース水の量が一定となるように（例えばブース
水の液面が所定の高さとなるように）、再利用する濾液
の量を調節することがより好ましい。

【００３１】好ましい態様においては、得られた２次濃
縮液は、本発明の回収方法にて上述したように、そのま
まで、あるいは新たな水性塗料（例えば塗装に用いる前
の初期の水性塗料）および／または適当な他の材料と混
合した後、被塗物を塗装するための水性塗料として再利
用される。これにより、塗装方法の効率化を図ることが
できる。

【００３２】本発明の更に別の要旨によれば、不揮発分
を含む水性塗料が水性媒体で希釈されている液状物（例
えばブース水）が供給される第１の濃縮槽と、第１の濃
縮槽内の液状物が供給されるように第１の濃縮槽と接続
された第２の濃縮槽と、第１または第２の濃縮槽内の液
状物から濾液を除去して、その残余を第１または第２の
濃縮槽にそれぞれ戻すように、第１の濃縮槽および第２
の濃縮槽に切り換え可能に接続された濾過器とを備える
回収システムが提供される。

【００３３】このような回収システムは、上記１段階目
の濃縮操作および２段階目の濃縮操作を別々の濃縮槽を
用いて実施する場合の上述の本発明の回収方法を実施す
るために好適に利用され得る。

【００３４】また、本発明の更に別の要旨によれば、本
発明の回収システムを含む塗装システムであって、被塗
物に向けて水性塗料を噴射して被塗物を水性塗料により
塗装するための塗装ブースと、被塗物に塗着されなかっ
た水性塗料が希釈されているブース水を希釈液として貯
槽するブース水槽とを更に備え、該液状物を第１の濃縮
槽に供給するようにブース水槽と第１の濃縮槽とが接続
されている塗装システムもまた提供される。

【００３５】このような塗装システムは、上記１段階目
の濃縮操作および２段階目の濃縮操作を別々の濃縮槽を
用いて実施する場合の上述の本発明の回収方法と組み合
わされて実施される、本発明の塗装方法を実施するため
に好適に利用され得る。

【００３６】上記のような本発明の回収システムおよび
／または塗装システムは、従来のものに比べて必要な設
備スペースが縮小化されるので、省スペース化が実現さ
れる。このような効果は、特に、水性塗料が希釈されて
成る多量のブース水を処理するのに顕著な実益がある。
また、本発明の回収システムおよび／または塗装システ
ムは、濾過器により除去される濾液および／または２次
濃縮液を再利用するように構成することもできる。好ま
しくは、再利用する濾液および／または２次濃縮液の量
は、任意の適切な手段により調節され得る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の１つの実施形態と
して、塗装システムおよび該塗装システムを用いて実施
される水性塗料の不揮発分の塗装方法（回収システムお
よび該塗装システムを用いて実施される水性塗料の不揮
発分の回収方法を含む）について図面を参照しながら説
明する。尚、本実施形態の塗装システムは、水性塗料お
よび／または濾液（またはオーバースプレー塗料の捕集
および希釈のための水性媒体）のリサイクルシステムと
しても認識され得るであろう。

【００３８】図１に示すように、本実施形態の塗装シス
テム４０は、概略的には、被塗物である自動車ボディ１
を塗装するための塗装ブース２と、水性塗料が貯槽され
る塗料タンク３と、自動車ボディ１に塗着されなかった
水性塗料が希釈されて成るブース水を貯槽するブース水
槽５と、濃縮タンク１３ａおよび１３ｂと、濾過器の１
種である限外濾過器２５と、濃縮タンク１３ａおよび１
３ｂならびに限外濾過器２５を用いる２段階の濃縮操作
を経て得られる濃縮液（２次濃縮液）を回収するための
回収タンク３３と、限外濾過器２５により分離される濾
液を貯槽する濾液タンク３１とを備える。ここで、濃縮
タンク１３ａおよび１３ｂが、本発明のシステムに言う
ところの第１および第２の濃縮槽にそれぞれ対応する。

【００３９】限外濾過器２５は、濃縮タンク１３ａまた
は１３ｂからその内部の液状物を取り出して限外濾過器
２５に通して濾液を除去し、残余の濃縮液を濃縮タンク
１３ａまたは１３ｂにそれぞれ戻すように、図１に示す
ようなライン（または配管）構成により濃縮タンク１３
ａおよび１３ｂに切り換え可能に接続される。

【００４０】上記ブース水槽５、濃縮タンク１３ａおよ
び１３ｂならびに回収タンク３３は、ブース水槽５内の
ブース水が濃縮タンク１３ａに移送され、濃縮タンク１
３ａ内の液状物（より詳細には１次濃縮液）が濃縮タン
ク１３ｂに移送され、濃縮タンク１３ｂ内の液状物（よ
り詳細には２次濃縮液）が回収タンク３３に回収される
ように、図１に示すようなライン構成により接続され
る。

【００４１】限外濾過器２５には、市販の限外濾過器を
使用し得るが、例えばスパイラル型のフィルターを備え
るものを用いることが特に好ましい。しかし、本発明は
これに限定されず、回収すべき水性塗料の不揮発分の分
子量の大きさなどに応じて、他の任意の適切なフィルタ
ー、例えば平膜型、中空糸膜型などのフィルターを備え
る限外濾過器を用いることができる。

【００４２】また、塗料タンク３に貯槽される塗装用の
水性塗料には、例えば、不揮発分の１種としてアルキド
メラミン樹脂を含む、いわゆるアルキドメラミン樹脂塗
料を用い得る。しかし、本発明はこれに限定されず、他
の水性塗料を用いてもよい。

【００４３】このような本実施形態の塗装システム４０
においては、まず、不揮発分を所定濃度で含む水性塗料
を塗料タンク３からライン４を通して移送し、塗装ブー
ス２の内部の自動車ボディ１に向けてスプレー噴射して
自動車ボディ１を水性塗料により塗装する。このとき、
自動車ボディ１に塗着されなかったオーバースプレー塗
料は、ブース水槽５からライン６および７を通って循環
されるブース水および／または濾液タンク３１からライ
ン３５および７を通して供給される濾液により捕集およ
び希釈され、ブース水としてブース水槽５に貯槽され
る。

【００４４】ここで、ブース水槽５のブース水の液面が
ほぼ一定になるように、濾液タンク３１からライン３５
および７を通してブース水槽５に流入する濾液の量を、
任意の適切な方法／手段によって調節することが好まし
い。また、濾液の他にも、水などの水性媒体を補充的に
用いてもよい。

【００４５】ブース水槽５におけるブース水中の不揮発
分の濃度は、好ましくは約５重量％以下（当然に０重量
％より大きい）、好ましくは約０．５〜１．０重量％と
され得る。ブース水中の不揮発分の濃度が大き過ぎる
と、ブース内壁面の接液部の洗浄性が悪くなるため好ま
しくない。また、逆に、ブース水中の不揮発分の濃度が
小さ過ぎると、ブース水槽５の容量をかなり大きくする
必要があるため好ましくない。このため、上記のような
濃度範囲とすることが好ましい。

【００４６】次いで、得られたブース水をブース水槽５
からライン１１を通して濃縮タンク１３ａへ移送しなが
ら、濃縮タンク１３ａおよび限外濾過器２５を用いて、
濃縮タンク１３ａ内の液状物が所定の不揮発分濃度を有
する１次濃縮液となるまで循環濃縮される。

【００４７】より詳細には、濃縮タンク１３ａに移送さ
れたブース水をライン１４ａ、１５ａおよび１６を通し
て限外濾過器２５に移送し、限外濾過器２５にて濾過し
て、好ましくは不揮発分を実質的に含まない濾液と、不
揮発分が濃縮された濃縮液とに分離する。得られた濃縮
液はライン２６および２８ａを通して濃縮タンク１３ａ
に戻し、他方、濾液はライン２７を通して濾液タンク３
１に移送する。このような操作を、ブース水槽５からブ
ース水を濃縮タンク１３ａへ供給しながら連続的に実施
することにより、濃縮タンク１３ａ内の液状物中の不揮
発分濃度が次第に上昇する。やがて、該不揮発分濃度が
十分に上昇し、所定の不揮発分濃度を有する１次濃縮液
となる。

【００４８】１次濃縮液中の不揮発分の濃度は、好まし
くは約１０〜２０重量％とされ得る。１次濃縮液中の不
揮発分の濃度が大き過ぎると、限外濾過器２５によって
濾過される濾液の流量（または濾過効率）が低下し、ブ
ース水槽５から濃縮タンク１３ａに供給されるブース水
を十分に処理できなくなり、ブース水槽５内のブース水
の不揮発分濃度が上昇するため好ましくない。また、逆
に、１次濃縮液中の不揮発分の濃度が小さ過ぎると、濃
縮タンク１３ａおよび／または１３ｂの容量を大きくす
る必要があるため好ましくない。このため、上記のよう
な濃度範囲とすることが好ましい。

【００４９】このようにして１次濃縮液が得られると
（換言すれば、濃縮タンク１３ａ内の液状物中の不揮発
分濃度が所定の濃度となると）、濃縮タンク１３ａへの
ブース水の供給および濃縮タンク１３ａから濾過器２５
への液状物の供給を停止し、濃縮タンク１３ａ内の所定
の不揮発分濃度を有する液状物を１次濃縮液として、そ
の全量を、例えばライン１４ａ、２１および２２ｂを通
して（あるいは、ライン１５ａ、１６、２６および２８
ｂを通して）濃縮タンク１３ｂに移送する。このような
１次濃縮液の濃縮タンク１３ａから濃縮タンク１３ｂへ
の移送の間、濃縮タンク１３ａへのブース水の供給は、
１次濃縮液の不揮発分濃度の変化が特に問題とならない
ときは停止しなくてもよいが、１次濃縮液の不揮発分濃
度を厳密に管理したいときは停止することが好ましい。
また、この間、自動車ボディ１の塗装、より具体的には
塗料の噴射は、ブース水槽５の容量が十分にあれば停止
しなくてもよいが、一時的に停止してもよい。

【００５０】以上のような１段階目の濃縮操作および得
られた１次濃縮液の濃縮タンク１３ａから濃縮タンク１
３ｂへの移送は、自動車ボディ１の塗装を、例えばライ
ン生産方式で連続的に塗装している間中に亘って（具体
的には、例えば１週間のうちの月〜金曜日または日
中）、繰り返し実施することが好ましい。しかし、これ
に限定されず、１次濃縮液が得られた段階で、自動車ボ
ディ１の塗装を停止してもよい。尚、前者の場合には、
１次濃縮液を２段階目の濃縮操作に付すまでの間、例え
ば、ライン１４ｂ、２１および２２ｂを通じて液状物を
循環させることにより、濃縮タンク１３ｂ内にて撹拌し
ておくことが好ましい。

【００５１】その後、濃縮タンク１３ｂおよび限外濾過
器２５を用いて、濃縮タンク１３ｂ内の液状物が所定の
不揮発分濃度を有する２次濃縮液となるまで循環濃縮さ
れる。

【００５２】より詳細には、濃縮タンク１３ｂに移送さ
れた液状物（１次濃縮液）をライン１４ｂ、１５ｂおよ
び１６を通して限外濾過器２５に移送し、限外濾過器２
５にて濾過して、好ましくは不揮発分を実質的に含まな
い濾液と、不揮発分が濃縮された濃縮液とに分離する。
得られた濃縮液はライン２６および２８ｂを通して濃縮
タンク１３ｂに戻し、他方、濾液はライン２７を通して
濾液タンク３１に移送する。このような操作を、濃縮タ
ンク１３ｂへの液状物の供給を停止した状態で連続的に
実施することにより、濃縮タンク１３ｂ内の液状物中の
不揮発分濃度が次第に上昇する。やがて、該不揮発分濃
度が更に十分に上昇し、所定の不揮発分濃度を有する２
次濃縮液となる。

【００５３】２次濃縮液中の不揮発分の濃度は、初期の
水性塗料中の不揮発分濃度と同程度とされ得る。２次濃
縮液中の不揮発分の濃度が大き過ぎると、不揮発分濃度
の増加に伴って２次濃縮液の粘度も増大し、２次濃縮液
をライン移送する際の圧力損失が大きくなり、場合によ
ってはラインが詰まり得るため好ましくない。また、逆
に、２次濃縮液中の不揮発分の濃度が小さ過ぎると、被
塗物の塗装のための水性塗料としてそのまま再利用した
場合には、塗膜にいわゆる「タレ」を生じ得るため好ま
しくない。このため、上記のような濃度範囲とすること
が好ましい。

【００５４】尚、２次濃縮液の不揮発分濃度は、その粘
度を指標として予測することが可能である。特に、後述
するように、２次濃縮液を再利用して塗装のために再び
用いる場合には、その粘度が重視される。

【００５５】このようにして２次濃縮液が得られると
（換言すれば、濃縮タンク１３ｂ内の液状物中の不揮発
分濃度が所定の濃度となるか、あるいは、該液状物が所
定の粘度を有するようになると）、濃縮タンク１３ｂか
ら濾過器２５への液状物の供給を停止し、濃縮タンク１
３ｂ内の所定の不揮発分濃度または粘度を有する液状物
を２次濃縮液として、その全量をライン１９を通して回
収タンク３３に移送して貯槽する。

【００５６】以上のような２段階目の濃縮操作および得
られた２次濃縮液の濃縮タンク１３ｂから回収タンク３
３への移送は、例えば自動車ボディ１の塗装をライン生
産方式で連続的に塗装するのを停止している間、または
定期的に（具体的には、例えば１週間のうちの土および
日曜日または夜間）、バッチ式で実施される。

【００５７】この結果、オーバースプレー塗料中の不揮
発分が２次濃縮液の形態で回収タンク３３に回収され
る。回収された２次濃縮液は、例えば、ライン３７を通
してそのまま単独で、または粘度調整のために水または
濾液などの適当な成分を適当量添加した後（図示せ
ず）、塗料タンク３に供給して、初期の水性塗料（換言
すれば、新鮮な水性塗料）と混合し、自動車ボディ６１
の塗装のために塗装システム４０内で再利用される。再
利用する２次濃縮液の量、および、粘度調整をする場合
には再利用する２次濃縮液に添加すべき成分の量（また
は割合）などは、任意の適切な方法／手段によって調整
することが好ましい。

【００５８】このような、単一の濾過器を利用する２段
階の濃縮操作を繰り返し実施し得る。例えば、１段階目
の濃縮操作およびこれにより得られた１次濃縮液を濃縮
タンク１３ａから１３ｂに移送し、好ましくはこのよう
な１次濃縮操作および１次濃縮液の移送を複数回繰り返
し、その後、２段階目の濃縮操作を実施し、これにより
得られた２次濃縮液を回収タンクに移送して回収する、
という一連の操作を１サイクルとして、このようなサイ
クルを繰り返し実施し得る。

【００５９】特に、少なくとも２段階目の濃縮操作を実
施した後、更に１段階目の濃縮操作を実施することによ
り、２次濃縮液を得た後、濃縮タンク１３ａから不揮発
分濃度の低い液状物が濾過器２５に供給されるので、該
液状物が洗浄液と同様の機能を果たし、更なる部材等を
必要とすることなく濾過器を洗浄することが可能とな
る。

【００６０】以上、本発明の１つの実施形態について説
明して来たが、本発明はこれに限定されず、種々の改変
がなされ得ることは当業者には容易に理解されよう。

【００６１】例えば、上述の実施形態においては、回収
した２次濃縮液を塗装システム４０内で再利用（または
リサイクル）するものとしたが、別の塗装システムおよ
び／または他の用途に利用することも可能である。

【００６２】また、例えば、上述の実施形態においては
２つの濃縮タンク１３ａおよび１３ｂのうち、濃縮タン
ク１３ａを１段階目の濃縮操作に利用し、濃縮タンク１
３ｂを２段階目の濃縮操作に利用するものとしたが、１
段階目および２段階目の濃縮操作をいずれの濃縮タンク
を用いて実施するかを任意に選択できるようにライン接
続してもよい。

【００６３】より詳細には、例えば図２に示すように、
ブース水槽５と濃縮タンク１３ｂとの間にライン４１を
追加し、また、濃縮タンク１３ａと回収タンク３３との
間にライン４２を追加する。これにより、ブース水槽５
のブース水を濃縮タンク１３ａおよび１３ｂのいずれか
に選択的に供給することが可能となる。

【００６４】例えば、塗装システム５０を用いれば、被
塗物の塗装を実施している間の期間と塗装を停止してい
る間の期間との時間的な兼ね合いにもよるが、以下のよ
うな操作が可能である。濃縮タンク１３ｂにブース水を
供給しながら、限外濾過器２５を用いて濃縮タンク１３
ｂにて１段階目の濃縮操作を実施し、次いで、得られた
１次濃縮液を、限外濾過器２５を用いてそのまま濃縮タ
ンク１３ｂにて２段階目の濃縮操作を実施し、これによ
り得られる２次濃縮液をライン１９に通して回収タンク
３３に回収することができる。続くサイクルにおいて
は、今度は濃縮タンク１３ａにブース水を供給しなが
ら、限外濾過器２５を用いて濃縮タンク１３ａにて１段
階目の濃縮操作を実施し、次いで、得られた１次濃縮液
を、限外濾過器２５を用いてそのまま濃縮タンク１３ａ
にて２段階目の濃縮操作を実施し、これにより得られる
２次濃縮液をライン４２に通して回収タンク３３に回収
することもできる。

【００６５】また、塗装システム５０を用いれば以下の
ような操作も可能である。自動車ボディ１の塗装をして
いる間、濃縮タンク１３ａにブース水を供給しながら、
限外濾過器２５を用いて濃縮タンク１３ａにて１段階目
の濃縮操作を実施する。濃縮タンク１３ａ内の液状物の
不揮発分濃度が上昇して１次濃縮液が得られると、ブー
ス水の供給をライン１２からライン４１に切り換えるこ
とにより、ブース水を濃縮タンク１３ｂに供給する。そ
して、引き続いて、自動車ボディ１の塗装が停止される
まで、限外濾過器２５を用いて濃縮タンク１３ｂにて１
段階目の濃縮操作を再び実施する。この間、濃縮タンク
１３ａに貯槽される１次濃縮液を撹拌しておくことが好
ましい。尚、塗装を停止する時点で、濃縮タンク１３ｂ
内の液状物は１次濃縮液となっていても、いなくてもよ
いが、１次濃縮液と近い所定の不揮発分濃度にまで濃縮
されていることが好ましい。やがて、自動車ボディ１の
塗装が停止されると、濃縮タンク１３ｂ内の液状物が所
定の不揮発分濃度、好ましくは約１０〜２０重量％に達
していれば、必要に応じて、限外濾過器２５を用いて２
段階目の濃縮操作に付して該液状物を２次濃縮液とし、
得られた２次濃縮液をライン１９に通して回収タンク３
３に回収することができる。また、自動車ボディ１の塗
装を停止している間に、濃縮タンク１３ａに貯槽されて
いる１次濃縮液を限外濾過器２５を用いて２段階目の濃
縮操作に付し、濃縮タンク１３ａ内の１次濃縮液を循環
濃縮して２次濃縮液とし、得られた２次濃縮液をライン
４２に通して回収タンク３３に回収することができる。
尚、ここで、自動車ボディ１の塗装が停止されている間
に行なわれる２次濃縮液を得るための２段階目の濃縮操
作は、濃縮タンク１３ａおよび１３ｂのいずれ側を先に
実施してもよい。

【００６６】以上のように、塗装システム５０およびこ
れを用いた上述の塗装方法によれば、１段階目の濃縮操
作を実施した後、２段階目の濃縮操作を実施する前に液
状物を濃縮タンク１３ａおよび１３ｂの間で移送する必
要がなく、濃縮タンク１３ａおよび１３ｂのいずれかを
用いて１段階目の濃縮操作を実施し、そのまま２段階目
の濃縮操作を実施することができる。

【００６７】また、上述の実施形態においては２つの濃
縮タンクを用いることとしたが、単一の濃縮タンクを用
いて２段階の濃縮操作を行うことも可能である。例え
ば、ブース水を単一の濃縮タンクに供給しながら、単一
の限外濾過器を用いて該濃縮タンクにて１段階目の濃縮
操作を実施することにより１次濃縮液を得、該濃縮タン
クへのブース水の供給を停止して、該限外濾過器を用い
て該濃縮タンクにて引き続き２段階目の濃縮操作を実施
することにより２次濃縮液を得てもよい。

【００６８】もちろん、上述の実施形態における自動車
ボディは被塗物の一例に過ぎず、本発明は、任意の適切
な他の被塗物を塗装するために利用され得ることは当業
者に容易に理解され得るであろう。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、水性塗料に含まれる不
揮発分の新規な回収方法が提供される。本発明の回収方
法によれば、単一の濾過器のみを用いて２段階の濃縮操
作を実施しているので、バッチ式の１段階濃縮操作によ
り不揮発分を回収する場合に比べて、必要な設備スペー
スを縮小化することができる。また、不揮発分を回収す
る際に生じる濾液を再利用することができるので効率的
である。

【００７０】加えて、本発明によれば、上記のような本
発明の回収方法と組み合わせて実施される塗装方法もま
た提供される。本発明の塗装方法によれば、上記のよう
な効果を奏し得る回収方法を利用しているので、バッチ
式の１段階濃縮操作を行う従来の塗装方法に比べて、必
要な設備スペースを縮小化することが可能となる。この
ような本発明の塗装方法は、工業的スケールで被塗物を
塗装する場合、特に、自動車ボディのように比較的大き
い被塗物を、例えばライン生産方式などにより工業的ス
ケールで塗装する場合に生じる多量のブース水を処理す
るのに顕著な実益がある。また、不揮発分を回収する際
に生じる濾液および２次濃縮液の形態で回収した不揮発
分を再利用することができるので効率的である。

【００７１】更に、本発明によれば、上記の本発明の回
収方法および／または塗装方法を実施するために好適に
利用される回収システムおよび／または塗装システムも
また提供される。本発明の回収システムおよび／または
塗装システムによれば、本発明の回収方法および／また
は塗装方法と同様の効果を得ることができ、よって、省
スペース化が実現され、また、より効率的な塗装が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１つの実施形態における塗装システ
ムを模式的に示す概念図である。

【図２】 本発明の１つの実施形態の改変例における塗
装システムを模式的に示す概念図である。

【符号の説明】

１ 自動車ボディ（被塗物） ２ 塗装ブース ３ 塗料タンク ５ ブース水槽 １３ａ、１３ｂ 濃縮タンク（濃縮槽） ２５ 限外濾過器（濾過器） ３１ 濾液タンク ３３ 回収タンク ４０、５０ 塗装システム ４、６、７、１１、１２、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１
５ｂ、１６、１９、２１、２２ａ、２２ｂ、２６、２
７、２８ａ、２８ｂ、３５、３７、４１、４２ ライン
（配管）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA06 HA01 HA41 HA61 KA01 KB13 PA04 PB08 PB35 PC21 4D073 AA01 BB03 DC04 DC09 DC19 DC22 DD02 DD40 4D075 AA71 AA76 AA81 CA47 DA23 DC12 EA06 EA07 EB32 EB36 EB56

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水性塗料に含まれる不揮発分の回収方法
   であって、 （ａ）不揮発分を含む水性塗料が水性媒体で希釈されて
   いる液状物を濃縮槽に供給しながら、濃縮槽内の液状物
   を濾過器に通して濾液を除去し、濃縮槽に戻すことによ
   り、濃縮槽内の液状物を循環濃縮して、不揮発分の濃度
   を上昇させた１次濃縮液とし、 （ｂ）１次濃縮液が入っている濃縮槽への液状物の供給
   を停止した状態で、濃縮槽内の１次濃縮液を該濾過器に
   通して濾液を除去し、濃縮槽に戻すことにより、濃縮槽
   内の１次濃縮液を循環濃縮して、不揮発分の濃度を更に
   上昇させた２次濃縮液とすることを含み、これにより、
   水性塗料に含まれる不揮発分を２次濃縮液の形態で回収
   する回収方法。
2. 【請求項２】 工程（ａ）および工程（ｂ）を実施する
   ためにそれぞれ異なる第１および第２の濃縮槽を用い、
   工程（ａ）を第１の濃縮槽を用いて実施し、これにより
   得られる１次濃縮液を第１の濃縮槽から第２の濃縮槽に
   移送し、その後、工程（ｂ）を第２の濃縮槽を用いて実
   施する、請求項１に記載の回収方法。
3. 【請求項３】 工程（ａ）を実施し、これにより得られ
   る１次濃縮液を第１の濃縮槽から第２の濃縮槽に移送す
   る、という操作を繰り返し、その後、工程（ｂ）を実施
   する、請求項２に記載の回収方法。
4. 【請求項４】 工程（ａ）および工程（ｂ）を実施する
   ために同一の濃縮槽を用い、工程（ａ）を第１の濃縮槽
   を用いて実施し、その後、工程（ｂ）を該濃縮槽を用い
   て実施する、請求項１に記載の回収方法。
5. 【請求項５】 工程（ｂ）を実施した後、工程（ａ）を
   再び実施する、請求項１〜４のいずれかに記載の回収方
   法。
6. 【請求項６】 不揮発分を含む水性塗料が水性媒体で希
   釈されている前記液状物中の不揮発分の濃度が５重量％
   以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の回収方
   法。
7. 【請求項７】 １次濃縮液中の不揮発分の濃度が１０〜
   ２０重量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の回
   収方法。
8. 【請求項８】 濾過器が限外濾過器である、請求項１〜
   ７のいずれかに記載の回収方法。
9. 【請求項９】 工程（ａ）および工程（ｂ）により得ら
   れた濾液の少なくとも一部を、不揮発分を含む水性塗料
   が水性媒体で希釈されている前記液状物を形成するため
   の水性媒体として利用することを更に含む、請求項１〜
   ８のいずれかに記載の回収方法。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の水性
    塗料に含まれる不揮発分の回収方法と組み合わせて実施
    される、水性塗料により被塗物を塗装する塗装方法であ
    って、 被塗物に向けて水性塗料を噴射して被塗物を水性塗料に
    より塗装する間に、塗装の際に被塗物に塗着されなかっ
    た水性塗料を水性媒体で捕集し、不揮発分を含む水性塗
    料が水性媒体で希釈されている液状物を得、 該液状物を用いて工程（ａ）を実施し、 被塗物の塗装を停止している間に工程（ｂ）を実施する
    ことを含む、塗装方法。
11. 【請求項１１】 ２次濃縮液を、被塗物を塗装するため
    の水性塗料の少なくとも一部として利用することを更に
    含む、請求項１０に記載の塗装方法。
12. 【請求項１２】 水性塗料に含まれる不揮発分の回収シ
    ステムであって、 不揮発分を含む水性塗料が水性媒体で希釈されている液
    状物が供給される第１の濃縮槽と、 第１の濃縮槽内の液状物が供給されるように第１の濃縮
    槽と接続された第２の濃縮槽と、 第１または第２の濃縮槽内の液状物から濾液を除去して
    第１または第２の濃縮槽にそれぞれ戻すように、第１の
    濃縮槽および第２の濃縮槽に切り換え可能に接続された
    濾過器とを含む、回収システム。
13. 【請求項１３】 請求項１〜９のいずれかに記載の水性
    塗料に含まれる不揮発分の回収方法が実施される、請求
    項１２に記載の回収システム。
14. 【請求項１４】 濾過器が限外濾過器である、請求項１
    ２または１３に記載の回収システム。
15. 【請求項１５】 請求項１２〜１４のいずれかに記載の
    回収システムを含む塗装システムであって、 被塗物に向けて水性塗料を噴射して被塗物を水性塗料に
    より塗装するための塗装ブースと、 塗装の際に被塗物に塗着されなかった水性塗料が水性媒
    体で希釈されている液状物を貯槽するブース水槽であっ
    て、該液状物を第１の濃縮槽に供給するように第１の濃
    縮槽と接続されたブース水槽とを更に含む、塗装システ
    ム。
16. 【請求項１６】 濾過器により第１または第２の濃縮槽
    内の液状物から除去された濾液の少なくとも一部をブー
    ス水槽に供給するように構成されている、請求項１５に
    記載の塗装システム。
17. 【請求項１７】 第２の濃縮槽内の液状物が、塗装ブー
    スにて被塗物を塗装するための水性塗料として利用され
    るように構成されている、請求項１５または１６に記載
    の塗装システム。