JPH09506908A - 水性塗料のスプレー施与からのオーバースプレーの処理及び再利用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 水性塗料のスプレー施与からのオーバースプレーを処理するための方法及び装置が提供され、該方法及び装置は、固体及び比較的高分子量の水性成分の実質的に全量を回収するための電気泳動的分離段階（手段）、及び残部を回収するための第二の分離段階（手段）を少なくとも含む。そのような処理の結果は、上記水性塗料と実質的に同一組成の再利用可能な水性塗料流及びもともとの水性塗料の樹脂又は添加剤部分を実質的に含まない再利用可能な水流を生ずる。該方法及び装置は、効果的、効率的かつ比較的簡単で、そして循環は、循環手順を複雑にし、かつそのように循環される生成物に不利益な効果を有しうる凝集剤、粘着防止剤及び他の化学的添加剤の使用なしにもたらされる。

Description

【発明の詳細な説明】 水性塗料のスプレー施与からのオーバースプレーの処理 及び再利用発明の背景 本発明は、一般には水性塗料によるスプレー塗装のための方法に関し、かつ更 に詳しくはそのようなスプレー塗装から生ずるオーバースプレーの処理及び再利 用のための方法に関する。本発明の方法は、一般産業及び特に、自動車の車体及 び幅広い種類の他のより大きな物体がスプレー塗装される自動車産業に適用し得 る。 液体塗料での自動車及び他のより大きな物体の効率的な塗装は、普通にはスプ レー施与を必要とする。現在のスプレー施与技術は、著しい量のオーバースプレ ーを生じ、そして直接の周囲の環境からこのオーバースプレーを隔離するために 、スプレー操作は普通にはスプレーブース中で行われる。 例えば、水性塗料による自動車塗装中に生ずるオーバースプレーは、普通には 通風空気流によりスプレーブースから取り除かれ、及び／又は集水タンクから循 環される水（水のカーテン又は滝）中に吸収される。一の自動車スプレーブース だけでおおよそ1〜1.5トンの塗料が一日に使用され、かつそのおおよそ20〜30％ がオーバースプレーであることが考えられる時、結果として生ずる廃棄物問題の 程度 が明らかである。 この廃棄物処理に関して本質的に二つの選択、処分及び／又は再利用が存在す る。生成する大きな体積のために、及び含まれる環境の結果のために、処分は厄 介かつ非常に高価な選択である。それ故、再利用が望ましい選択となる。 一般産業、そして特に自動車分野で使用される水性塗料は、多くの固体及び／ 又は液体成分を含むことができる。これらの成分は、通常以下に記述するような 下位概念を持つ三つの主要な概念に分類されることができる。 (Ｉ)実質量の水、 (II)一又はそれ以上の水不溶性の、水分散性の及び／又は水溶性の成分を含む 多種の樹脂（通常、比較的高分子量の有機化合物）、及び (III)任意的に、例えば水不溶性の（例えば、顔料）、水分散性の（例えば、 乳化剤、安定剤及びレオロジー添加剤）及び／又は水溶性の（例えば、比較的低 分子量の極性有機助溶剤、酸及びアミン）成分を含む多種の添加物。 極めて多種の成分は、効果的な処理及び再利用を困難な仕事とする。 水性塗料のための現在実行されている再利用法は、集められたオーバースプレ ーに凝固剤及び／又は粘着防止剤の添加を必要とする。得られた凝固物は、沈降 、浮選、濾過及び／又は類似の分離方法により取り出され、そして次にスプレー 工程から除去される。添加した化学物質の存在のため、かつ回収された生成物の 凝固した形態のために、再 利用は高価でかつ複雑な方法である。加えて、化学添加物は、しばしば再生した 生成物の性質に影響し、そしてたくさんの水溶性物質、例えば低分子量有機助溶 剤、酸及びアミンの分離は問題を残す。 また、種々の他の再利用法が提案されたが、どれも全体的には成功しなかった 。例えば、国際出願第82／02543号公報は、水性塗料オーバースプレーの回収及 び再利用の方法を開示しており、それによれば、オーバースプレーは集められ、 そして低固形分の、そして高い固形分の（例えば、10〜50％固体）フラクション へと（例えば、移動スクリーン濾過機又は沈殿タンクにより）分離される。高固 形分フラクションの固体含有量は、好ましくは５〜30％固形分の範囲内になるよ うに（例えば、水の添加により）調節され、次いで従来公知のタイプのデカンタ ー遠心分離機にスラリーの形態で通過され、これは固体から液体を更に分離する 。固体成分は、約75重量％の固形分を含むと言われ、それは再生された塗料生成 物のための基礎として利用されることができ、あるいはごみ処理地での処分のた めに更に乾燥されることができる。スプレーブースに循環されることができる液 体成分は、典型的には１重量％より少ない固体を含むと言われる。明らかに、該 文献中に記載された分離方法は、通常、水溶性の成分そして特に、循環水中に蓄 積される傾向にある上記の比較的低分子量の水溶性成分を分離するために役に立 たない。 米国特許第4607592号明細書は、複雑な装置及び煩わし い方法の使用と結びついたオーバースプレーを処理する方法を開示している。分 離は、複雑なかつ特別の濾過機及び濃縮されたかつ透明な水フラクションへの濾 過技術により達成される。濃縮されたフラクションはオーバースプレーの固体及 び水溶性成分を含むと言われ、濃縮されたフラクションの組成は新鮮な塗料の組 成に合致するように自動的に調製される。次いで、再生された塗料は、新鮮な塗 料供給物にそれを添加することにより循環される。 効果的な分離及び再生が複雑かつ煩わしい手段により達成され得ることは、米 国特許第4607529号明細書から明らかであるとはいえ、上記の凝集及び粘着防止 化学物質の使用を避け、かつ加えて直接再生のために適した形式で成分の全てを 効果的にかつ効率的に回収するところの、そのような水性「廃棄物」のための比 較的簡単な、しかし効果的でかつ効率的な再生方法を開発することが高く要求さ れるであろう。発明の要約 実行することが比較的簡単であり、しかし再利用のために直接適した成分へと そのようなオーバースプレーの効果的かつ効率的な分離を生じる方法が、今発見 された。 本発明に従って、水性塗料による物体のスプレー塗装から集められたオーバー スプレーを処理するための方法において、ここで該水性塗料は、 (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶 性成分を含む樹脂部分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含 む添加剤部分を含み、 上記方法が、上記水性塗料と実質的に同一の組成の再利用可能な水性塗料流及び 水性塗料の樹脂又は添加剤部分を実質的に含まない再利用可能な水流を生じ、か つ該方法が (1)オーバースプレーの少なくとも一部を集めること、 (2a) (i)(a)樹脂及び添加剤部分の水不溶性の成分の実質的部分、 (b)樹脂及び添加剤部分の水分散性成分の一部、 (c)水の少しの部分及び (d)樹脂及び添加剤部分の水溶性成分の少なくとも少しの部分 を含む濃縮された相、及び (ii)(a)水の実質的部分及び (b)濃縮された相中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残部 を含む希釈相 へと、集められたオーバースプレーを分離すること、 (2b) (i)(a)樹脂部分の残部の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の残部の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラクション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残 部 を含む水フラクション、 へと、希釈相を電気泳動的に分離すること、 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離すること、 (4a)段階(2a)の濃縮された相を回収すること、 (4b)段階(2b)の濃縮されたフラクションを回収すること、 (5)段階(3)の濃縮された残渣流を回収すること、 (6)そのように回収された段階(2a)の濃縮された相、段階(2b)の濃縮されたフラ クション及び段階(3)の濃縮された残渣流を、上記水性塗料と実質的に同一の組 成を持つ混合物を生ずるように必要な他の成分と共に混合することにより、再利 用可能な水性塗料流を生ずること の段階を含むことを特徴とする方法を提供する。 上記の方法において、段階(2a)は、特に非常に少量の水不溶性成分を含む水性 透明塗料の場合に、任意的であると通常考えられる。しかし、大量の固体を含む 顔料系及び他の系のために、段階(2a)中のそのような固体のかなりな部分の予め の除去により、電気泳動的分離段階においてより大きな効率が達成され得る。 段階(2a)が利用されない時、本発明に従う方法は、 (1)オーバースプレーの少なくとも一部を集めること、 (2) (i)(a)樹脂部分の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラクション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残 部 を含む水フラクション、 へと、集められたオーバースプレーを電気泳動的に分離すること、 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離すること、 (4)段階(2)の濃縮されたフラクションを回収すること、 (5)段階(3)の濃縮された残渣流を回収すること、 (6)そのように回収された段階(2)の濃縮されたフラクション及び段階(3)の濃縮 された残渣流を、上記水性塗料と実質的に同一の組成を持つ混合物を生ずるよう に必要な他の成分と共に混合することにより、再利用可能な水性塗料流を生ずる こと の段階を含む。 電気泳動が、電着塗装による水性塗料の施与から生じた廃棄溶液の回収及び再 利用の手段として利用されていることに注意しなければならない（例えば、特開 昭49‐100135号公報参照）。しかし、スプレー施与された水性塗料からのオーバ ースプレーの再利用のための電気泳動の利用は、この文献から公知ではなく、ま た電着塗装塗料とスプレー塗料とでは処方及び利用における非常に異なった考察 の故に容易に明白ではない。 上記の方法と関連して、水性塗料による物体のスプレー塗装から生じたオーバ ースプレーを処理するための装置において、 (1a)オーバースプレーの少なくとも一部を集めるための手段、 (1b)集められたオーバースプレーを保持するための集水タンク、 (2) (i)(a)樹脂部分の残部の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラクション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残 部 を含む水フラクション、 へと、集められたオーバースプレーを電気泳動的に分離するための、集水タ ンクに接続された電気泳動的分離手段 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと水フラクションを分離するための、電気泳動的分離手段に接続された手 段、 (4)濃縮されたフラクションを回収するための、電気泳動的分離手段に接続され た手段、 (5)濃縮された残渣流を回収するための、水フラクションを分離するための手段 に接続された手段、 (6)濃縮されたフラクション、濃縮された残渣流及び、上記水性塗料と実質的に 同一の組成を持つ混合物を生ずるために必要な他の成分から、再利用可能な水性 塗料流を生ずるための混合手段、 を含み、ここで再利用可能な水性塗料流が上記水性塗料と実質的に同一の組 成を含み、かつ再利用可能な水流が水性塗料の樹脂又は添加剤部分を実質的に含 まないところの装置をまた提供する。 比較的多量の水不溶性成分を含むオーバースプレーの処理のために、装置は、 好ましくは (1a)オーバースプレーの少なくとも一部を集めるための手段、 (1b)集められたオーバースプレーを保持するための集水タンク、 (2a) (i)(a)樹脂及び添加剤部分の水不溶性の成分の実質的部分、 (b)樹脂及び添加剤部分の水分散性成分の一部、 (c)水の少しの部分及び (d)樹脂及び添加剤部分の水溶性成分の少なくとも少しの部分 を含む濃縮された相、及び (ii)(a)水の実質的部分及び (b)濃縮された相中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残部 を含む希釈相 へと、集められたオーバースプレーを分離するための、集水タンクと電気泳 動的分離手段との間に入れられた手段、 (2b) (i)(a)樹脂部分の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラクション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹 脂及び添加剤部分の残部 を含む水フラクション、 へと、希釈相を電気泳動的に分離するための、集められたオーバースプレー を分離するための手段に接続された電気泳動的分離手段、 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離するための、電気泳動的分離手段に接続された 手段、 (4a)濃縮された相を回収するための、オーバースプレーを分離するための手段 に接続された手段、 (4b)濃縮されたフラクションを回収するための、電気泳動的分離手段に接続さ れた手段、 (5)濃縮された残渣流を回収するための、水フラクションを分離するための手 段に接続された手段、 (6)濃縮された相、濃縮されたフラクション、濃縮された残渣流及び、上記水 性塗料と実質的に同一の組成を持つ混合物を生ずるために必要な他の成分から、 再利用可能な水性塗料流を生ずるための混合手段、 を含む。 なお更に、水性塗料で物体をスプレー塗装する方法において、オーバースプレ ーがスプレー塗装により生じたものであり、該オーバースプレーが、再利用可能 な水性塗料流及び再利用可能な水流を生ずるために上記のように処理さ れ、そのように生じた再利用可能な水性塗料流の少なくとも一部が、物体へのス プレー施与のために再利用され、かつ再利用可能な水流の少なくとも一部が、オ ーバースプレーを集めることに使用するために再利用されることを特徴とする方 法が提供される。 最後に、水性塗料で物体をスプレー塗装する装置において、スプレーブース、 上記のようなオーバースプレーを処理するための装置、物体上へのスプレー施与 のためにそのように生じた再利用可能な水性塗料流の少なくとも一部を循環する ための手段、及びオーバースプレーを集めることに使用するために再利用可能な 水流の少なくとも一部を循環するための手段を含む装置を提供する。 本発明のこれらの及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照して下記の詳細な 説明を読むことから当業者によりよりたやすく理解されるであろう。図面の簡単な説明 図１は、本発明のスプレー塗装及びオーバースプレー処理方法及び装置の全体 の構成図である。 図２は、本発明のスプレー塗装及びオーバースプレー処理方法及び装置の更に 詳細な構成図である。 図３〜５は、本発明のスプレー塗装及びオーバースプレー処理方法及び装置に 使用するための種々の電気泳動的分離手段の構成図である。好ましい実施態様の詳細な説明 上記のように、スプレー施与のために向けられる水性塗 料は、著しく多様な量で広い種類の固体及び液体成分を含むことができる。これ らの成分は、通常三つの公知の群、(A)水、(B)樹脂部分及び(B)添加剤部分、の 一に分類され得る。 本明細書では、樹脂部分(B)は、水性塗料の施与及び乾燥から生ずるフィルム のポリマー網状組織を最終的に形成する物質を包含する。樹脂部分は、通常（し かし、常にではない）性質において有機であり、固体又は液体であることができ 、処方及び施与条件下で実質的に非揮発性であり、そして水不溶性、水分散性又 は水溶性でありうるところの物質を含む。これらの種々の「固着剤」成分は、例 えば物理的に乾燥されることができるが、好ましくは架橋のための反応的官能性 を含む種々のモノマー状、オリゴマー状及びポリマー状物質を含むことができる 。多くの場合、これらの固着剤は、この官能性と反応し、そして従って生じた架 橋したポリマー網状組織にかなり組み込まれる好ましくは多官能性の化合物の比 較的多い量の助けにより架橋される。これらの「架橋剤」は、広い種類の公知の モノマー状、オリゴマー状及びポリマー状化合物を含み、そしてこの説明の目的 のために、樹脂部分に含まれると考えられる。 対照的に、架橋反応を「触媒する」ために比較的少量で使用されるが、ポリマ ー網状組織中にあまり組み込まれない硬化剤は、ポリマー網状組織中に同様に化 学的にあまり組み込まれない他の成分と同様に、ここで、添加剤部分(C)中に含 まれると考えられる。添加剤部分(C)は、広い種類 の有機及び無機の、固体及び液体の、水不溶性、水分散性及び水溶性成分、例え ば顔料、水混和性有機助溶剤、揮発性中和剤（例えば、酸及びアミン）、殺生物 剤、レオロジー調整剤、非反応性乳化剤及び安定剤等を含むことができる。 一般的に、スプレー施与のために向けられる水性塗料は、水性塗料の全重量に 基づき合計約２５重量％から約70重量％の範囲の量の樹脂(B)及び添加剤(C)部分 を含み、従って水が残りの重量％をなす。 ここで更に詳細に図１に言及すれば、塗料供給ライン12、水供給ライン14、蒸 気収集ライン16及び液収集ライン18と接続されたスプレーブース10を見ることが できる。水供給ライン14は、例えばオーバースプレーを集めるための水のカーテ ン（図示せず）又は他の類似の手段に接続されてよく、該収集手段は、通常この タイプのスプレー施与において普通かつ周知である。事実、水性塗料のスプレー 施与は、通常当業者に周知であり、そしてこの点は更に詳細に議論される必要は ない。 図１に戻って言及すれば、集められたオーバースプレーは、ライン16及び18を 経て集水タンク20へと運ばれ、ここでそれは、以下に議論するように更に処理す るために保持される。この点で、種々の成分の濃度は、スプレーブースの実際の 操作及びオーバースプレーを集めるために使用された手段に依存して広く変化し 得る。通常の実施において、少なくとも水のカーテン又は類似の収集手段が使用 され、 これはオーバースプレーの樹脂及び添加剤部分の実質的な希釈液を生ずる。本系 において、この希釈が好ましい。なぜなら、集水タンク20の内容の一部がオーバ ースプレーの収集に使用するためのスプレーブース10にライン22を経て供給され るからである。 好ましい操作において、集水タンク20中の樹脂(B)及び添加剤(C)部分の濃度は 、その中に含まれる全重量に基づいて約0.5重量％から約20重量％の範囲内に維 持されなければならない。方法のこの点で、相互に対する樹脂及び添加剤部分の 割合は、更なる処理に先立って蒸発してよいある揮発性成分（例えば、低分子量 助溶剤、酸及びアミン）の起こり得る例外を除いて、新鮮な水性塗料の割合から あまり変化してはならない。 集水タンク20から、オーバースプレーは、先ず何らかの大きな粒子又は他の異 物を除去するために粗い分離手段（図示せず）、例えば1000メッシュふるいに任 意的に通される。次に、オーバースプレーの更なる処理は、水性塗料の組成に依 存して二つの進路の一つをとることができる。一において、オーバースプレーは 、電気泳動的分離手段26に直接にライン24a及び24を経て移される。もう一方に おいては、オーバースプレーは、集水タンク20と電気泳動的分離手段26の間に挟 まれた第一分離手段中にライン28を経て移される。 塗料が、かなりな量の固体成分、及び特に顔料のような水不溶性固体を含むな ら、電気泳動的分離手段26の最も効 率的な操作のためにオーバースプレーはまず、(B)と(C)の水不溶性の成分の実質 的部分及び水分散性の成分の少なくとも一部を分離することができる第一分離手 段30中にライン28を経て移されることが好ましい。 第一分離手段30は、液体から固体を分離するための多数の周知の形式の一つ、 例えば沈殿槽、遠心分離機、沈降濾過機等、更にそれらの組合わせの形をとるこ とができる。これらの種々の周知の選択の内、少なくとも一つの遠心分離機、例 えばスクリューコンベアーを備えた水平式遠心分離機の使用が好ましい。 この第一の分離段階は、 (i)濃縮された相が、 (a) (B)及び(C)の水不溶性の成分の実質的部分、 (b) (B)及び(C)の水分散性の成分の一部、 (c) 水の少しの部分及び (d) (B)及び(C)の水溶性成分の少なくとも少しの部分 を含むところの、（濃縮された相の全重量に対して）好ましくは50重量％より 少なく、かつより好ましくは35重量％より少ない水を含む濃縮された相、及び (ii) (a) 水の実質的部分及び (b) 濃縮された相中に含まれていない(B)及び(C)の残部 を含む希釈相を生ずる。 次に、濃縮された相は、図１中で、オーバースプレーから分離された(B)及び( C)の種々の成分の回収のため並びに、塗料供給物（塗料供給ライン１２）として 新鮮な水性塗料流38と組合せて循環され得る循環流36中へのこれらのそのように 回収された成分の再処方のために使用される回収手段34（例えば、混合槽）にラ イン32を経て移される。 (B)及び(C)の多数の成分のかなりの量をなお含んでよい希釈相は、次に電気泳 動的分離手段26にライン24b及び24を経て移される。 電気泳動的分離手段26は、当業者に周知でかつここで詳細に説明される必要の ない電着塗装原理に基づく。この点についての更に詳細な情報は、多数の公知の 文献、例えばビリバルド マーチュ(Willibald Machu)、エレクトロタウチラキ ルンク(Elektrotauchlackierung)、フェルラークヘミー(Verlag Chemie)、ベイ ンヘイム(Weinheim) 1974年を参照することにより見出だされることができる。 一般に、電気泳動的分離手段26は、電極26b及び電源26cを備える浴26aを含む 。オーバースプレーの成分に依存して、電極26bは、陽極（陰イオン基例えばカ ルボキシル基を含む成分のため）又は陰極（陽イオン基例えばアミン基を含む成 分のため）として使用されることができる。電流を与えると、(B)及び(C)の実質 的に全てが電極26b上に沈着されて、浴26a中に実質的にきれいな水を残す。唯一 の例外は、比較的低分子量の水溶性の添加剤例えば有機助溶剤、酸及びアミンが 、溶液中に残る傾向にあり、そしてこ の点で少しの程度しか除去されないことである。 電気泳動的分離段階は、 (a) (B)の残部の実質的全て、 (b) (C)の水不溶性及び水分散性成分の残部の実質的全て、及び (c) (C)の水溶性成分の残部の少なくとも一部、 を含む濃縮されたフラクション、及び (a) 水の実質的部分、 (b) 濃縮されたフラクション中に含まれていない(B)及び(C)の残渣 を含む水フラクションを生ずる。 電気泳動的分離段階からの濃縮されたフラクションは、例えば浴26aから電極2 6bを取除き、次いで電極26bの表面から沈着した物質を取り除くことにより回収 され得る。これは、たくさんの方法、例えばもともとの水性塗料の希釈された溶 液中で電極をこする及び／又は浸漬することにより達成され得る。そのように回 収された濃縮されたフラクションは次に、ライン40を経て、更なる処理のための 回収手段34へ送られる。 ここではもともとのオーバースプレー中に含まれた(B)及び(C)の非常に少量、 好ましくは水フラクションの全重量に基づき1.0重量％より少ない量のみを含む 水フラクションは、次に第二の分離手段44にライン42を経て移すことにより更に 処理され、ここで、これらの他の成分の残りは実質的に除去され、例えば集水タ ンク20にライン48を経て 循環されることができる、あるいは安全にかつ容易に廃棄されることができる比 較的高純度の水流46を残す。水流46の循環に先だって、それは好ましくは、系中 にバクテリアが蓄積するのを防ぐために紫外光源50に通される。 第二の分離手段44は、溶液の分離（分子レベルでの分離）のために周知のたく さんの形式の一つ、例えば限界濾過又は逆浸透濾過を取ることができる。再び、 これらの分離手段は、当業者において周知であり、そしてここで更に議論される 必要はない。 この分離段階から製造された濃縮された残渣流は、回収手段34にライン52を経 て移される。 それ故、回収手段34は、オーバースプレーからの(B)及び(C)の回収された成分 の全て及びそれと共に運ばれたいくらかの水を含むであろう。オーバースプレー の化学処理はないので、回収された成分は、相対的な濃度が変化するけれども、 もともとの水性塗料中に含まれると本質的に同じ状態である。該混合物を循環の ために適するようにするために、即ち、もとの水性塗料と実質的に同じ組成にす るために、必要な成分が、メイクアップライン54を経て加えられることができ、 そして公知の水性塗料の処方技術により系中に混合されることができる。 上記のように、もともとの水性塗料と実質的に同じ組成の再利用可能な塗料流 を生じ、それはスプレー施与のためにライン36を経て循環され、そしてライン38 からの新しい水性塗料と結合されることができる。 ここで、図２に言及すれば、スプレーブース60が、集められたオーバースプレ ー69保持するための集水タンク62に接続され、集水タンク62が攪拌手段61を備え ているところの循環方法及び装置の更に詳細な説明が示されている。 更に、集水タンク62は、分離手段65、例えば容易に気付くような遠心分離機に 接続されており、それはオーバースプレーの固体成分を他の成分から実質的に分 離する。固体成分を実質的に含まない得られた流は、次に中間タンク66に移され 、そして次に攪拌機61を備えた濃縮物タンク64に移される。一方、濃縮タンク64 は、限界濾過手段63及び電気泳動的分離手段70に接続される。 また、図２に従う電気泳動的分離手段70は、電着塗装の公知の原理を使用し、 沈着プロセスは、例えばスクレーパーのような機械的手段74により容易に取り除 かれる締まりのない塗料層が電気泳動的分離手段70の沈着表面73上で形成される ような程度に制御される。 図２の電気泳動的分離手段70の特定の構造は、濃縮物タンク64から流70aを受 け取るための電気泳動浴71（攪拌機61を備えている）、浴71中に吊された電極67 （72）及び可逆電極68として、沈着表面73に付着する塗料物質を除去するために 一又はそれ以上の機械的スクレーパー要素74を隣接して配置している回転する沈 着表面73を通常特徴としている。そしてそのように除去された塗料物質59は別の 回収タンク71aに引き渡される。 最適な処理のために、電気泳動浴71中の液体流は、電極 67及び68の領域中で塗料物質の泡形成及び蓄積のいずれも生じないような程度で 作用され、そして電気泳動浴71は少なくとも電極67及び68の領域中で冷却される ことが重要である。 実施は、最適な塗料沈着条件が材料特異的であることを示す故に、適切な設定 及び／又は調整が、沈着時間、使用された直流における量及び許容されるリプル 並びに電流限界及びアミン添加等によるpH値制御についてなされなければならな い。 脱イオン水が、（参照により組み込まれる）ドイツ国特許公開第3428300号公 報中に開示されたような理由及び利点のために（例えば、水のカーテンのために ）この方法中で好ましく使用される。 更に、図２から見られるように、スプレーブース水系に種々の分離段階で得ら れた水を循環することが好ましい。 以下に示すものを含め、多数の代替的構造が、沈着表面73及び機械的スクレー パー要素74のために備えられることができる。 a. 浴71中に周期的に沈められかつ回収タンク71aにスクレーパー74と共に旋 回する平行な配置例えば板75（図３）。 b. 図４の浴71中に沈められた回転円盤75a（それによりスクレーパー74は、 また塗料物質59のための流出面として作用する）。 c. bにおいて述べられたような構成で、しかし代わり の沈着表面（図示せず）として回転ローラーを使用するもの。 d. 塗料回収タンク71aへの流出面を持つ相当するスクレーパー74を伴う、浴7 1中に垂直に配置され又は傾斜され、かつ浴71から部分的に突き出た沈着表面73 としての回転エンドレス鋼ベルト75b。 加えて、塗料物質の固着を改善するための沈着表面上のある程度の表面粗さが 、有利であることができ、また同様に電気泳動浴中に沈められていない沈着要素 の範囲中の（図示されていない）乾燥要素例えば暖かい空気噴流、赤外ランプ等 の設置が有利であることができる。 最後に、電流により起される浴の加温は、相殺されなければならず、そして浴 71の必要な冷却は、沈着電極67、68の範囲に指定された冷却要素から生ずる。こ れは、例えば沈着要素としてのローラー75bを使用するときの内部冷却により、 あるいは浴71上又は内の冷却コイルにより実行されることができる。 述べられた系は、機械的削り落し手段後の塗料物質の続く脱水、例えば絞りロ ーラー、及び回収及び／又は貯蔵タンク（図示せず）へのスクリューコンベアー 等の手段による、分離された塗料物質の有り得る更なる運搬手段を更に補われる ことができる。 理解されるように、大きな利点は、全てのものが循環され得る故に、本発明の 系中で浪費される必要のあるものは実質的にないということである。重要な点は 、これが、現 在実施されている方法であるオーバースプレーに潜在的に有害な化学物質を添加 する必要性なしに達成されることである。更に、本明細書で開示した系は、効果 的かつ効率的であり、更にその建設及び実施において比較的簡単である。 本発明の限定した数の好ましい実施態様のみが、上で開示された。しかし、当 業者は、続く請求の範囲で限定されるような発明の趣旨及び範囲からはずれるこ となしに作られることができる多数の置換、変更及び代替を認識するであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，Ｎ Ｌ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 ギュンター，ゲハルト ドイツ国，7505 エットリンゲン，フェイ ルヘンストラーセ 18

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水性塗料による物体のスプレー塗装から集められたオーバースプレーを処理 するための方法において、ここで該水性塗料は、 (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含む樹脂部 分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を 含む添加剤部分を含み、 上記方法が、上記水性塗料と実質的に同一の組成の再利用可能な水性塗料流 及び水性塗料の樹脂又は添加剤部分を実質的に含まない再利用可能な水流を生じ 、かつ該方法が、 (1)オーバースプレーの少なくとも一部を集めること、 (2) (i)(a)樹脂部分の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラクション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残 部 を含む水フラクション、 へと、集められたオーバースプレーを電気泳動的に分離すること、 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離すること、 (4)段階(2)の濃縮されたフラクションを回収すること、 (5)段階(3)の濃縮された残渣流を回収すること、 (6)そのように回収された段階(2)の濃縮されたフラクション及び段階(3)の濃 縮された残渣流を、上記水性塗料と実質的に同一の組成を持つ混合物を生ずるよ うに必要な他の成分と共に混合することにより、再利用可能な水性塗料流を生ず ること の段階を含むことを特徴とする方法。 ２．水性塗料による物体のスプレー塗装から集められたオーバースプレーを処理 するための方法において、ここで該水性塗料は、 (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含む樹脂部 分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を 含む添加剤部分を含み、 上記方法が、上記水性塗料と実質的に同一の組成の再利用可能な水性塗料流及 び水性塗料の樹脂又は添加剤部分 を実質的に含まない再利用可能な水流を生じ、かつ該方法が (1)オーバースプレーの少なくとも一部を集めること、 (2a) (i)(a)樹脂及び添加剤部分の水不溶性の成分の実質的部分、 (b)樹脂及び添加剤部分の水分散性成分の一部、 (c)水の少しの部分及び (d)樹脂及び添加剤部分の水溶性成分の少なくとも少しの部分 を含む濃縮された相、及び (ii)(a)水の実質的部分及び (b)濃縮された相中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残部 を含む希釈相 へと、集められたオーバースプレーを分離すること、 (2b) (i)(a)樹脂部分の残部の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の残部の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部を含む濃縮されたフラクシ ョン、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残 部 を含む水フラクション、 へと、希釈相を電気泳動的に分離すること、 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離すること、 (4a)段階(2a)の濃縮された相を回収すること、 (4b)段階(2b)の濃縮されたフラクションを回収すること、 (5)段階(3)の濃縮された残渣流を回収すること、 (6)そのように回収された段階(2a)の濃縮された相、段階(2b)の濃縮されたフ ラクション及び段階(3)の濃縮された残渣流を、上記水性塗料と実質的に同一の 組成を持つ混合物を生ずるように必要な他の成分と共に混合することにより、再 利用可能な水性塗料流を生ずることの段階を含むことを特徴とする方法。 ３．水性塗料による物体のスプレー塗装のための方法であって、水性塗料が (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含む樹脂部 分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を 含み、ここでオーバースプレーはスプレー塗装により生じるところの方法におい て、該オーバースプレーが請求項１又は２のいずれか一の方法により処理され、 そのように生じた再利用可能な水性塗料 流の少なくとも一部が物体へのスプレー施与のために循環され、かつ再利用可能 な水流の少なくとも一部がオーバースプレーを集めることに使用するために循環 されることを特徴とする方法。 ４．水性塗料による物体のスプレー塗装から生じたオーバースプレーを処理する ための装置において、ここで該水性塗料は、 (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含む樹脂部 分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を 含む添加剤部分を含み、 上記装置が、 (1a)オーバースプレーの少なくとも一部を集めるための手段、 (1b)集められたオーバースプレーを保持するための集水タンク、 (2b) (i)(a)樹脂部分の残部の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラク ション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹 脂及び添加剤部分の残部 を含む水フラクション、 へと、集められたオーバースプレーを電気泳動的に分離するための、集水タン クに接続された電気泳動的分離手段 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離するための、電気泳動的分離手段に接続された手 段、 (4b)濃縮されたフラクションを回収するための、電気泳動的分離手段に接続さ れた手段、 (5)濃縮された残渣流を回収するための、水フラクションを分離するための手 段に接続された手段、 (6)濃縮されたフラクション、濃縮された残渣流及び、 上記水性塗料と実質的に同一の組成を持つ混合物を生ずるために必要な他の成 分から、再利用可能な水性塗料流を生ずるための混合手段、 を含み、 ここで該再利用可能な水性塗料流が上記水性塗料と実質的に同じ組成を含み 、再利用可能な水流が上記水性塗料の樹脂及び添加剤部分を実質的に含まないこ とを特徴とする装置。 ５．水性塗料による物体のスプレー塗装から生じたオーバースプレーを処理する ための装置において、ここで該 水性塗料は、 (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含む樹脂部 分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を 含む添加剤部分を含み、 上記装置が、 (1a)オーバースプレーの少なくとも一部を集めるための手段、 (1b)集められたオーバースプレーを保持するための集水タンク、 (2a) (i)(a)樹脂及び添加剤部分の水不溶性の成分の実質的部分、 (b)樹脂及び添加剤部分の水分散性成分の一部、 (c)水の少しの部分及び (d)樹脂及び添加剤部分の水溶性成分の少なくとも少しの部分 を含む濃縮された相、及び (ii)(a)水の実質的部分及び (b)濃縮された相中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残部 を含む希釈相 へと、集められたオーバースプレーを分離するための、集水タンクと電気泳動 的分離手段との間に入れられた手 段、 (2b) (i)(a)樹脂部分の実質的に全て、 (b)添加剤部分の水不溶性及び水分散性成分の実質的に全て、及び (c)添加剤部分の水溶性成分の少なくとも一部 を含む濃縮されたフラクション、及び (ii)(a)水の実質的部分、 (b)濃縮されたフラクション中に含まれていない樹脂及び添加剤部分の残 部 を含む水フラクション、 へと、希釈相を電気泳動的に分離するための、集められたオーバースプレーを 分離するための手段に接続された電気泳動的分離手段、 (3) (i)再利用可能な水流及び (ii)濃縮された残渣流 へと、水フラクションを分離するための、電気泳動的分離手段に接続された 手段、 (4a)濃縮された相を回収するための、オーバースプレーを分離するための手段 に接続された手段、 (4b)濃縮されたフラクションを回収するための、電気泳動的分離手段に接続さ れた手段、 (5)濃縮された残渣流を回収するための、水フラクションを分離するための手 段に接続された手段、 (6)濃縮された相、濃縮されたフラクション、濃縮された残渣流及び、上記水 性塗料と実質的に同一の組成を持つ混合物を生ずるために必要な他の成分から、 再利用可能な水性塗料流を生ずるための混合手段、 を含み、ここで再利用可能な水性塗料流が上記水性塗料と実質的に同一の組成 を含み、かつ再利用可能な水流が上記水性塗料の樹脂及び添加剤部分を実質的に 含まないことを特徴とする装置。 ６．水性塗料により物体をスプレー塗装するための装置において、ここで該水性 塗料は、 (A)水、 (B)少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を含む樹脂部 分、及び (C)任意的に、少なくとも一の水不溶性、水分散性及び／又は水可溶性成分を 含む添加剤部分を含み、 上記装置が、請求項４又は５のいずれか一に記載されたオーバースプレーを処 理するための装置、物体へのスプレー施与のためのそのように生じた再利用可能 な水性塗料流の少なくとも一部を循環するための手段、及びオーバースプレーを 集めることに使用するための再利用可能な水流の少なくとも一部を循環するため の手段を接続されたスプレーブースを含むことを特徴とする装置。 ７．電気泳動的分離手段が、電気泳動浴、電気泳動浴中に吊された沈着表面とし ての電極及び可逆的電極、可逆的電極上に形成された塗料層を除去するための、 可逆的電 極に隣接して配置された機械的手段、及び該機械的手段により可逆的電極から除 去された塗料層を受け入れるための回収タンクを含むことを特徴とする請求項４ 〜６のいずれか一に記載の装置。 ８．沈着表面が、回収タンクに機械的手段としてスクレーパーと共に旋回する平 行に配置された板を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。 ９．沈着表面が、電気泳動浴中に部分的に沈められた回転円盤を含み、これによ り機械的手段は、それが回収タンクへの流出面として挙動するように配置されて いることを特徴とする請求項７記載の装置。 １０．沈着表面が、電気泳動浴中に部分的に沈められた回転ローラーを含み、こ れにより機械的手段は、それが回収タンクへの流出面として挙動するように配置 されていることを特徴とする請求項７記載の装置。 １１．沈着表面が、電気泳動浴中に部分的に沈められた垂直な又は傾斜したエン ドレス鋼ベルトを含み、これにより機械的手段は、それが回収タンクへの流出面 として挙動するように配置されていることを特徴とする請求項７記載の装置。 １２．沈着表面の表面が、そこに沈着した塗料層の固着を改善するために十分な 粗さを持つことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一に記載の装置。 １３．冷却要素が、電極及び可逆的電極の範囲において電気泳動浴中に備えられ ていることを特徴とする請求項７ 〜１２のいずれか一に記載の装置。 １４．乾燥要素が、電気泳動浴中に沈められていない可逆的電極の範囲中に備え られていることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一に記載の装置。