JPH0344809B2 - - Google Patents
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- JPH0344809B2 JPH0344809B2 JP57138090A JP13809082A JPH0344809B2 JP H0344809 B2 JPH0344809 B2 JP H0344809B2 JP 57138090 A JP57138090 A JP 57138090A JP 13809082 A JP13809082 A JP 13809082A JP H0344809 B2 JPH0344809 B2 JP H0344809B2
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/71—Paint detackifiers or coagulants, e.g. for the treatment of oversprays in paint spraying installations
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は塗料吹付ブースから揮発性物質を回収
する方法に関する。 従来の技術 完成品を被覆する為に大量の塗料、ラツカー及
びワニスが自動車、家電製品及び関連産業におい
て用いられている。これらの塗料、ラツカー及び
ワニスは一般に溶液型である。これらの物質を用
いる際に、一般に、吹付ブースと呼ばれる包囲空
間において、相当量の溶媒及び過剰に噴霧された
塗料（以下、過剰噴霧塗料と称す）固体が大気中
に排出される。これらの物質は抑制しなければな
らない環境汚染をもたらす。一般の塗料吹付ブー
スは、チヤンバーとダクトシステムとを含んで成
り、前記ダクトシステムはこのようなチヤンバー
内において下方へ空気を流してチヤンバー内に存
在する揮発性有機塗料キヤリヤーと過剰噴霧塗料
粒子とをチヤンバーの底部に位置する循環親水性
液体を含む水槽中へ除去するシステムである。前
記チヤンバーは、揮発性有機塗料キヤリヤーと塗
料粒子とをそれらを含む空気から除去するように
構成されている。このシステムは一般に塗料粒子
を除去するのには十分であつたが、塗料のキヤリ
ヤーとして存在する揮発性有機成分を除去するの
には有効でなかつた。 一般に塗料吹付ブースの主な問題は非常に費用
がかかることであり、現状では塗料吹付ブースを
揮発性有機塗料キヤリヤーの除去を可能にする一
層有効なシステムにするには莫大な費用を要する
であろう。現状では、揮発性有機キヤリヤーを大
気中へ排出する既存の装置を改良するよりもむし
ろそれを回収する方法を見出すことが重要であ
る。 塗料粒子をトラツプし、そして揮発性有機キヤ
リヤーの溶媒として働き、塗料吹付ブースの水槽
中の流体として用いる種々の物質が先行技術に開
示されている。この目的のために水中油型エマル
ジヨンを用いた例が特開昭51−52990号公報及び
米国特許第4265642号に記載されている。 前記公開公報では、アルキルベンゼンスルホン
酸のような洗剤と混合した精製ホワイトオイルの
水中油型エマルジヨンを用いて汚染空気から揮発
性有機キヤリヤーを取り除いている。エマルジヨ
ンを吸収塔において用い、揮発性有機キヤリヤー
を捕集する。このようなシステムは有効ではある
が、このエマルジヨンの再利用については何ら言
及されていない。石油製品を含むこの種の物質
は、エマルジヨンを再利用しなければ費用がかか
りすぎるのでこのような操作は非実際的になりが
ちである。 米国特許第4265652号には、塗料吹付ブース内
の空気から揮発性有機キヤリヤーを水中油型エマ
ルジヨンを用いて除去する方法が開示されてい
る。この水中油型エマルジヨンは再使用可能であ
るが、限外濾過を行つてエマルジヨンの成分を分
離して、溶媒相又は油相を回収し、そこから揮発
性有機キヤリヤーを回収している。塗料吹付ブー
スに存在する、連続的に再循環する大量の液体を
処理する限外濾過法は非実際的である。この型の
大型の塗料吹付ブースでは一般に１分当り10000
ガロンにも及ぶ液体が循環されており、この量の
一部を限外濾過するとしても、かかる操作は経済
的見地から実際的でない。 発明が解決しようとする課題 従つて、連続的に再使用しうる揮発性有機キヤ
リヤーの経済的な吸収流体を用いた、塗料吹付ブ
ースシステムから揮発性有機キヤリヤーを回収す
る方法を開発することが業界においてもとめられ
ており、これができれば、それは業界にとつて進
歩となるであろう。 本発明の別の目的は、塗料吹付ブースシステム
から揮発性有機キヤリヤーを除くのに有用な水中
油型エマルジヨンを業界に提供することであり、
前記水中油型エマルジヨンは容易に破壊してそこ
から揮発性有機キヤリヤーを蒸留することがで
き、次いで塗料吹付ブースシステムへ容易に再循
環しうる炭化水素相を回収することができるもの
である。 課題を解決するための手段 本発明は、塗料吹付室内の空気から揮発性有機
塗料キヤリヤーを吸収する水中油型エマルジヨン
を前提している。本発明に係る水中油型エマルジ
ヨンは、容易に破壊するエマルジヨンを生成する
ために用いられる有機液体と、塗料吹付ブースか
らの揮発性有機塗料キヤリヤーとから成る油相及
び水相を形成する。このエマルジヨンの炭化水素
相又は油相を次いで処理して揮発性有機塗料キヤ
リヤーを回収することができ、そして引き続き別
の水相と合せて新しいエマルジヨンを形成するこ
とができる。この新しいエマルジヨンを塗料吹付
ブースへ連続的に再循環させることができる。 本発明者らは塗料吹付ブースシステムから揮発
性有機キヤリヤーを回収する改良方法を見出し
た。本発明が意図する型の塗料吹付ブースは濡れ
壁、センタードラフト又は他の構成から成るもの
とすることができる。 これらの型の塗料吹付ブースはある意味では空
気を用いた大型のガススクラバーとして働く。空
気は吹付ブースを通つて相当量の揮発性有機キヤ
リヤーと、被塗物と遭遇しない塗料粒子とを捕集
する。これらの物質を捕集した後、空気は水槽な
どの中に入り、そこで空気は、一般に塗料吹付ブ
ース全体を再循環する親水性流体と十分に接触す
る。この親水性流体は過剰噴霧塗料粒子をトラツ
プしてそれらが大気中に放出されるのを防ぐ働き
をし、そしてまた吹付ブースから集められた有機
蒸気をある程度まで捕集する働きをする。 このような型の塗料吹付ブース内に存在する有
機蒸気は、一般に、ベンゼン、キシレン及びトル
エンのような芳香族物質、低沸点エーテル、エス
テル並びにメチルイソブチルケトン、メチルアミ
ルケトン等のようなケトンから成る。従つて使用
する親水性液体洗浄媒質は、これらの型の揮発性
有機塗料キヤリヤーの溶媒として働く。 即ち、本発明に従えば、チヤンバー、空気を前
記チヤンバー内において下方へ流して揮発性有機
塗料キヤリヤーと過剰噴霧塗料粒子とを除去する
ダクトシステム及び揮発性有機塗料キヤリヤーを
塗料粒子とをそれらを含む空気から除くようにチ
ヤンバーの底部に位置する、循環親水性液体を含
む水槽を含んで成る形式の塗料吹付ブースから揮
発性有機塗料キヤリヤーを回収する改良方法にお
いて、前記方法が親水性液体として以下の組成 (a) 沸点150℃以上の有機液体１〜50重量％ (b) 炭素数12〜30の飽和もしくは不飽和脂肪酸の
又はそのアルカリ金属塩の水中油型乳化剤0.1
〜30重量％（有機液体に対し）、及び (c) 残部の水 を有し、かつPH7.5〜12に保持された水中油型エ
マルジヨンを用い、該エマルジヨンがそのPHを
6.5未満に調節することにより急速に破壊して、
油相と水相とに分離するようにし、そして油相よ
り揮発性有機塗料キヤリヤーを回収し、PH7.5〜
12で油相と水相とを一緒にして前記エマルジヨン
を再生成せしめる揮発性有機塗料キヤリヤーの回
収方法が提供される。 本発明の水中油型エマルジヨンを利用した方法
を説明する前に、本発明の水中油型エマルジヨン
の各成分に関する説明を以下に示す。 本発明に係る水中油型エマルジヨンの有機液体
成分は不揮発性、水不混和性の炭化水素物質とす
べきであつて、この炭化水素物質は更に塗料吹付
ブースに存在する揮発性有機塗料キヤリヤーの溶
媒として働くという特徴を有する。使用する有機
液体は、主として脂肪族系、パラフイン系、芳香
族系又はそれらの混合物とすることができる。有
機液体はハロゲン化されていても、されていなく
てもよく、そして沸点は一般には150℃を超え、
好ましくは200℃を超え、更に好ましくは300℃を
超えるものである。使用する物質の粘度は、
100SECの脂肪族を主成分とする石油プロセスオ
イルの粘度から20000cpsを超える粘度の高度に塩
素化されたパラフイン系物質の粘度までの範囲内
にある。有機液体物質に必要な基準は前述のもの
のみである。使用することができる典型的な物質
は例えばTelura 323である。これは米国のエク
ソン社により製造されているプロセスオイルで、
沸点545〜884〓、水にわずかにしか溶けず、60〓
における比重が0.903、そしてクリーブランド開
放式引火点が300〓、100〓における粘度が105〜
115のオイルとして分類される。このオイルは脂
肪族及び芳香族石油炭化水素の複合混合物である
と思われる。フエロコーポレーシヨンのKeil化学
部門からのKloro6000、Kloro7000、CW52、
CW170、CW8560として示されているような種々
の塩素化パラフイン系物質；Humble Oil ＆
Refinery Co.から入手しうる分岐パラフイン系
物質、Isopar Ｍ；米国のエクソン社から市販の
低臭気パラフイン系溶媒、LOPS；米国のエクソ
ン社から入手しうる脂肪族を主成分とする粘性ホ
ワイトオイル、Marclo82も有用である。 安全の為には、本発明の水中油型エマルジヨン
に用いる有機液体は実質的に毒性がなく、そして
250〓を超える引火点をもつことが必要である。
本発明に用いる好ましい有機液体は前述の
Telura 323である。 しかしながら、本発明の範囲を逸脱することな
く、前記有機液体を実質的に変化させることがで
きることはいうまでもない。例えば、10重量モー
ター油を実験室における実験に用いた場合、十分
な成果を収めた。 本発明で用いる水中油型乳化剤のHLB値は一
般に６〜40、好ましくは10〜30である。用いる水
中油型乳化剤は、有機液体及び水と混合した場合
に、化学作用、剪断、PH変化又は他の手段により
容易に破壊して明瞭な炭化水素相と水相とを形成
しうるものでなければならず、また水中油型エマ
ルジヨンを迅速に再形成しうるものでなければな
らない。本発明に用いることのできる乳化剤は、
前述の如く、炭素数12〜30、好ましくは16〜24の
飽和及び不飽和脂肪酸及びそのアルカリ金属塩で
ある。 本明細書で特に列挙した以外の水中油型乳化剤
を使用可能であることが予想される。本発明に用
いるのに特に好ましい乳化剤はオレイン酸であ
る。 スルホネート型の界面活性剤を本発明に用いな
いのは、この型の界面活性剤を用いて生成したエ
マルジヨンはそれを破壊するのには非常に低いPH
としなければならないからである。このために用
いる酸の量は、好ましい類の界面活性剤を用いた
場合の酸の量よりもずつと多量である。更に本発
明者らは、非イオン性界面活性剤を本発明に用い
た場合、PH感受性のエマルジヨンが生成すること
を見出した。非イオン性界面活性剤は使用可能で
あるが、それらはアニオン性又はカチオン性の界
面活性助剤と一緒に用いなければならない。 好ましい脂肪酸乳化剤、前述の若干の他の乳化
剤、一般にアミンを用いてエマルジヨンを形成す
る場合、PH感受性エマルジヨンが生成する。これ
らのエマルジヨンは一般に7.5〜12、好ましくは
8.0〜11のPH値で安定である。非常に好ましくは
この型のエマルジヨンは８〜9.5の範囲内のPH値
で安定である。また本発明で好ましいエマルジヨ
ンは、任意の酸性物質の添加によりPHが6.5未満、
好ましくは3.0〜６の範囲内に下がつた場合に、
迅速に破壊させることができる。このようなエマ
ルジヨンのPH感受性は揮発性有機塗料キヤリヤー
を塗料吹付ブース内の空気から回収する際に、エ
マルジヨンを非常に有用にする。 本発明の水中油型エマルジヨンを生成するのに
用いる水はCa2+又はMg2+として硬度500ppmを
超えないのが好ましい。使用する水の硬度が高過
ぎると前記した好ましい脂肪酸乳化剤は石鹸スカ
ムを生ずることが見出された。しかしながら、硬
水の場合には、NTA及び／又はEDTAのような
キレート化剤をコンバツト硬度に対し１：１モル
基準で水へ添加してもよい。 エマルジヨンの成分は一般に以下の重量パーセ
ントで用いる。 Ａ 炭化水素相 一般に エマルジヨンの１〜50重量％ 好ましくは エマルジヨンの２〜40重量％ 最も好ましくは エマルジヨンの４〜30重量％ Ｂ 乳化剤 一般に 炭化水素油の0.1〜30重量％ 好ましくは 炭化水素油の１〜20重量％ 最も好ましくは 炭化水素油の1.5〜10重量％ Ｃ 水 残部 エマルジヨンは単に前記成分を一緒に混合する
ことにより生成する。前述のごとく脂肪酸乳化剤
を用いる場合、7.5〜12、好ましくは８〜11のア
ルカリ性PH値が好ましい。非常に好ましくはエマ
ルジヨンの生成PHは８〜9.5である。このPH調整
は混合してエマルジヨンを生成する前に単に少量
のアルカリ金属水酸化物、好ましくは水酸化ナト
リウムを水へ添加することにより行うことができ
る。 エマルジヨンが一旦生成した場合には、それ
は、塗料吹付ブース内に存在する過剰噴霧塗料と
揮発性有機塗料キヤリヤーとを捕集するために親
水性液体として塗料吹付ブース内に用いることが
できる。炭化水素相の選択は、エマルジヨンから
揮発性成分を除去及び回収する際のエマルジヨン
性能に影響するが、塗料吹付ブースから回収しう
る典型的な物質には、トルエン、メチルアミルケ
トン、メチルエチルケトン、石油ナフサ、ジアセ
トンアルコール、アセトン、エチルアセテート等
が含まれる。前述のごとく使用する炭化水素相は
遭遇する特定の揮発性有機塗料キヤリヤーの溶媒
として作用しなければならない。 塗料吹付ブース内の揮発性物質を含む大気とエ
マルジヨンとを接触させた後、次いでエマルジヨ
ンを破壊することができる。本発明の好ましいエ
マルジヨンの場合、即ち脂肪酸型乳化剤又はアミ
ン型を利用するエマルジヨンの場合、エマルジヨ
ンのPHを２〜6.5、好ましくは3.0〜6.5の間に下げ
る為の酸の単なる添加によりエマルジヨンは破壊
して２相に分れる。非常に好ましくはエマルジヨ
ンのPH値は鉱酸の添加により3.0〜5.5に調節す
る。 エマルジヨンが工程中で満足に作用する為に
は、エマルジヨンが短時間内で破壊することが重
要である。PHの適当な低下によるエマルジヨンの
急速な破壊又は分離は0.5〜45分、好ましくは0.5
〜10分以内に起る必要がある。 エマルジヨンが破壊した後、大部分の揮発性有
機物質はエマルジヨンの液状炭化水素相に残留し
たままである。この液状炭化水素相を次いで蒸留
し、そして好ましくはスチームストリツピングし
て、そこから揮発性成分を分離する。かくして溶
媒リツチな有機相を処理して溶媒と出発有機液体
物質を回収する。 次いで回収した有機液体を、エマルジヨンを破
壊した時に回収した水と共に再使用し、新しいエ
マルジヨンを形成することができる。この工程を
達成するために、本発明の好ましい態様において
は、エマルジヨンのPHをアルカリ性PHに合せ、そ
して更に乳化剤を添加する。前記方法は反復する
ことができる。 本発明の水中油型エマルジヨンの顕著な特徴の
一つは、揮発性有機物質の回収が可能である一
方、過剰噴霧塗料粒子の粘着防止剤としても作用
することである。この作用により、60〜80重量％
もの多量の揮発性有機物質を保持する塗料粒子を
濾過及び／又は表面のすくい取りのいずれかによ
り吹付ブースから分離することが可能になる。粘
着防止処理された塗料及び／又はラツカー物質の
濾過はエマルジヨンを分離する前に、エマルジヨ
ンをバツグフイルター等を通すことにより行うこ
とができる。更にエマルジヨンを分解し、続いて
有機液体／揮発性有機キヤリヤー相から固体を濾
過することができる。典型的にはこれら噴霧塗料
固体を次いで焼却する。 しかしながら、本発明の最も重要な側面の一つ
は、従来の水洗塗料吹付ブースにおける水のかわ
りに本発明のエマルジヨンを用いることにより、
従前には、塗料吹付ブースを出て、大気中に排出
されていた50％を超える揮発性有機排出物を抑制
し、そして回収することができるということであ
る。 例 １〜53 種々の水中油型エマルジヨンシステムの有効性
を測定するために以下の装置を組立てた。 500ml容のガス洗浄管を用意し、洗浄管の入口
に、有機物質を注入しうる隔壁を含む小型チヤン
バー又は“フアツトスポツト（fat spot）”を装
着した。ガス洗浄管には、すべての試験の間中、
一定に保たれる比較的高速で回転する電磁攪拌機
も装着した。ガス洗浄管の出口は、すべての有機
蒸気をプロパンppmとして測定するように予め較
正した火炎イオン化検出器に接続した。 表１に示した各例では、一定の空気流を洗浄管
内でバブリングさせながら50マイクロリツトルの
試薬級トルエンを隔壁を通して注入した。すべて
の場合エマルジヨンを、前記油と界面活性剤との
混合物を表に記載の量で管内の水300mlへ添加す
ることにより製造した。洗浄管を出ていく有機蒸
気の測定は、火炎イオン化検出器により検出され
るトルエン量に基づいて記録した。10分及び20分
間隔の後、ガス管を出ていくトルエンの全量を測
定し、“ブランク”即ち処理剤を含まないものか
ら得られた結果と比較し、その減少％で評価し
た。結果を表１に示す。
する方法に関する。 従来の技術 完成品を被覆する為に大量の塗料、ラツカー及
びワニスが自動車、家電製品及び関連産業におい
て用いられている。これらの塗料、ラツカー及び
ワニスは一般に溶液型である。これらの物質を用
いる際に、一般に、吹付ブースと呼ばれる包囲空
間において、相当量の溶媒及び過剰に噴霧された
塗料（以下、過剰噴霧塗料と称す）固体が大気中
に排出される。これらの物質は抑制しなければな
らない環境汚染をもたらす。一般の塗料吹付ブー
スは、チヤンバーとダクトシステムとを含んで成
り、前記ダクトシステムはこのようなチヤンバー
内において下方へ空気を流してチヤンバー内に存
在する揮発性有機塗料キヤリヤーと過剰噴霧塗料
粒子とをチヤンバーの底部に位置する循環親水性
液体を含む水槽中へ除去するシステムである。前
記チヤンバーは、揮発性有機塗料キヤリヤーと塗
料粒子とをそれらを含む空気から除去するように
構成されている。このシステムは一般に塗料粒子
を除去するのには十分であつたが、塗料のキヤリ
ヤーとして存在する揮発性有機成分を除去するの
には有効でなかつた。 一般に塗料吹付ブースの主な問題は非常に費用
がかかることであり、現状では塗料吹付ブースを
揮発性有機塗料キヤリヤーの除去を可能にする一
層有効なシステムにするには莫大な費用を要する
であろう。現状では、揮発性有機キヤリヤーを大
気中へ排出する既存の装置を改良するよりもむし
ろそれを回収する方法を見出すことが重要であ
る。 塗料粒子をトラツプし、そして揮発性有機キヤ
リヤーの溶媒として働き、塗料吹付ブースの水槽
中の流体として用いる種々の物質が先行技術に開
示されている。この目的のために水中油型エマル
ジヨンを用いた例が特開昭51−52990号公報及び
米国特許第4265642号に記載されている。 前記公開公報では、アルキルベンゼンスルホン
酸のような洗剤と混合した精製ホワイトオイルの
水中油型エマルジヨンを用いて汚染空気から揮発
性有機キヤリヤーを取り除いている。エマルジヨ
ンを吸収塔において用い、揮発性有機キヤリヤー
を捕集する。このようなシステムは有効ではある
が、このエマルジヨンの再利用については何ら言
及されていない。石油製品を含むこの種の物質
は、エマルジヨンを再利用しなければ費用がかか
りすぎるのでこのような操作は非実際的になりが
ちである。 米国特許第4265652号には、塗料吹付ブース内
の空気から揮発性有機キヤリヤーを水中油型エマ
ルジヨンを用いて除去する方法が開示されてい
る。この水中油型エマルジヨンは再使用可能であ
るが、限外濾過を行つてエマルジヨンの成分を分
離して、溶媒相又は油相を回収し、そこから揮発
性有機キヤリヤーを回収している。塗料吹付ブー
スに存在する、連続的に再循環する大量の液体を
処理する限外濾過法は非実際的である。この型の
大型の塗料吹付ブースでは一般に１分当り10000
ガロンにも及ぶ液体が循環されており、この量の
一部を限外濾過するとしても、かかる操作は経済
的見地から実際的でない。 発明が解決しようとする課題 従つて、連続的に再使用しうる揮発性有機キヤ
リヤーの経済的な吸収流体を用いた、塗料吹付ブ
ースシステムから揮発性有機キヤリヤーを回収す
る方法を開発することが業界においてもとめられ
ており、これができれば、それは業界にとつて進
歩となるであろう。 本発明の別の目的は、塗料吹付ブースシステム
から揮発性有機キヤリヤーを除くのに有用な水中
油型エマルジヨンを業界に提供することであり、
前記水中油型エマルジヨンは容易に破壊してそこ
から揮発性有機キヤリヤーを蒸留することがで
き、次いで塗料吹付ブースシステムへ容易に再循
環しうる炭化水素相を回収することができるもの
である。 課題を解決するための手段 本発明は、塗料吹付室内の空気から揮発性有機
塗料キヤリヤーを吸収する水中油型エマルジヨン
を前提している。本発明に係る水中油型エマルジ
ヨンは、容易に破壊するエマルジヨンを生成する
ために用いられる有機液体と、塗料吹付ブースか
らの揮発性有機塗料キヤリヤーとから成る油相及
び水相を形成する。このエマルジヨンの炭化水素
相又は油相を次いで処理して揮発性有機塗料キヤ
リヤーを回収することができ、そして引き続き別
の水相と合せて新しいエマルジヨンを形成するこ
とができる。この新しいエマルジヨンを塗料吹付
ブースへ連続的に再循環させることができる。 本発明者らは塗料吹付ブースシステムから揮発
性有機キヤリヤーを回収する改良方法を見出し
た。本発明が意図する型の塗料吹付ブースは濡れ
壁、センタードラフト又は他の構成から成るもの
とすることができる。 これらの型の塗料吹付ブースはある意味では空
気を用いた大型のガススクラバーとして働く。空
気は吹付ブースを通つて相当量の揮発性有機キヤ
リヤーと、被塗物と遭遇しない塗料粒子とを捕集
する。これらの物質を捕集した後、空気は水槽な
どの中に入り、そこで空気は、一般に塗料吹付ブ
ース全体を再循環する親水性流体と十分に接触す
る。この親水性流体は過剰噴霧塗料粒子をトラツ
プしてそれらが大気中に放出されるのを防ぐ働き
をし、そしてまた吹付ブースから集められた有機
蒸気をある程度まで捕集する働きをする。 このような型の塗料吹付ブース内に存在する有
機蒸気は、一般に、ベンゼン、キシレン及びトル
エンのような芳香族物質、低沸点エーテル、エス
テル並びにメチルイソブチルケトン、メチルアミ
ルケトン等のようなケトンから成る。従つて使用
する親水性液体洗浄媒質は、これらの型の揮発性
有機塗料キヤリヤーの溶媒として働く。 即ち、本発明に従えば、チヤンバー、空気を前
記チヤンバー内において下方へ流して揮発性有機
塗料キヤリヤーと過剰噴霧塗料粒子とを除去する
ダクトシステム及び揮発性有機塗料キヤリヤーを
塗料粒子とをそれらを含む空気から除くようにチ
ヤンバーの底部に位置する、循環親水性液体を含
む水槽を含んで成る形式の塗料吹付ブースから揮
発性有機塗料キヤリヤーを回収する改良方法にお
いて、前記方法が親水性液体として以下の組成 (a) 沸点150℃以上の有機液体１〜50重量％ (b) 炭素数12〜30の飽和もしくは不飽和脂肪酸の
又はそのアルカリ金属塩の水中油型乳化剤0.1
〜30重量％（有機液体に対し）、及び (c) 残部の水 を有し、かつPH7.5〜12に保持された水中油型エ
マルジヨンを用い、該エマルジヨンがそのPHを
6.5未満に調節することにより急速に破壊して、
油相と水相とに分離するようにし、そして油相よ
り揮発性有機塗料キヤリヤーを回収し、PH7.5〜
12で油相と水相とを一緒にして前記エマルジヨン
を再生成せしめる揮発性有機塗料キヤリヤーの回
収方法が提供される。 本発明の水中油型エマルジヨンを利用した方法
を説明する前に、本発明の水中油型エマルジヨン
の各成分に関する説明を以下に示す。 本発明に係る水中油型エマルジヨンの有機液体
成分は不揮発性、水不混和性の炭化水素物質とす
べきであつて、この炭化水素物質は更に塗料吹付
ブースに存在する揮発性有機塗料キヤリヤーの溶
媒として働くという特徴を有する。使用する有機
液体は、主として脂肪族系、パラフイン系、芳香
族系又はそれらの混合物とすることができる。有
機液体はハロゲン化されていても、されていなく
てもよく、そして沸点は一般には150℃を超え、
好ましくは200℃を超え、更に好ましくは300℃を
超えるものである。使用する物質の粘度は、
100SECの脂肪族を主成分とする石油プロセスオ
イルの粘度から20000cpsを超える粘度の高度に塩
素化されたパラフイン系物質の粘度までの範囲内
にある。有機液体物質に必要な基準は前述のもの
のみである。使用することができる典型的な物質
は例えばTelura 323である。これは米国のエク
ソン社により製造されているプロセスオイルで、
沸点545〜884〓、水にわずかにしか溶けず、60〓
における比重が0.903、そしてクリーブランド開
放式引火点が300〓、100〓における粘度が105〜
115のオイルとして分類される。このオイルは脂
肪族及び芳香族石油炭化水素の複合混合物である
と思われる。フエロコーポレーシヨンのKeil化学
部門からのKloro6000、Kloro7000、CW52、
CW170、CW8560として示されているような種々
の塩素化パラフイン系物質；Humble Oil ＆
Refinery Co.から入手しうる分岐パラフイン系
物質、Isopar Ｍ；米国のエクソン社から市販の
低臭気パラフイン系溶媒、LOPS；米国のエクソ
ン社から入手しうる脂肪族を主成分とする粘性ホ
ワイトオイル、Marclo82も有用である。 安全の為には、本発明の水中油型エマルジヨン
に用いる有機液体は実質的に毒性がなく、そして
250〓を超える引火点をもつことが必要である。
本発明に用いる好ましい有機液体は前述の
Telura 323である。 しかしながら、本発明の範囲を逸脱することな
く、前記有機液体を実質的に変化させることがで
きることはいうまでもない。例えば、10重量モー
ター油を実験室における実験に用いた場合、十分
な成果を収めた。 本発明で用いる水中油型乳化剤のHLB値は一
般に６〜40、好ましくは10〜30である。用いる水
中油型乳化剤は、有機液体及び水と混合した場合
に、化学作用、剪断、PH変化又は他の手段により
容易に破壊して明瞭な炭化水素相と水相とを形成
しうるものでなければならず、また水中油型エマ
ルジヨンを迅速に再形成しうるものでなければな
らない。本発明に用いることのできる乳化剤は、
前述の如く、炭素数12〜30、好ましくは16〜24の
飽和及び不飽和脂肪酸及びそのアルカリ金属塩で
ある。 本明細書で特に列挙した以外の水中油型乳化剤
を使用可能であることが予想される。本発明に用
いるのに特に好ましい乳化剤はオレイン酸であ
る。 スルホネート型の界面活性剤を本発明に用いな
いのは、この型の界面活性剤を用いて生成したエ
マルジヨンはそれを破壊するのには非常に低いPH
としなければならないからである。このために用
いる酸の量は、好ましい類の界面活性剤を用いた
場合の酸の量よりもずつと多量である。更に本発
明者らは、非イオン性界面活性剤を本発明に用い
た場合、PH感受性のエマルジヨンが生成すること
を見出した。非イオン性界面活性剤は使用可能で
あるが、それらはアニオン性又はカチオン性の界
面活性助剤と一緒に用いなければならない。 好ましい脂肪酸乳化剤、前述の若干の他の乳化
剤、一般にアミンを用いてエマルジヨンを形成す
る場合、PH感受性エマルジヨンが生成する。これ
らのエマルジヨンは一般に7.5〜12、好ましくは
8.0〜11のPH値で安定である。非常に好ましくは
この型のエマルジヨンは８〜9.5の範囲内のPH値
で安定である。また本発明で好ましいエマルジヨ
ンは、任意の酸性物質の添加によりPHが6.5未満、
好ましくは3.0〜６の範囲内に下がつた場合に、
迅速に破壊させることができる。このようなエマ
ルジヨンのPH感受性は揮発性有機塗料キヤリヤー
を塗料吹付ブース内の空気から回収する際に、エ
マルジヨンを非常に有用にする。 本発明の水中油型エマルジヨンを生成するのに
用いる水はCa2+又はMg2+として硬度500ppmを
超えないのが好ましい。使用する水の硬度が高過
ぎると前記した好ましい脂肪酸乳化剤は石鹸スカ
ムを生ずることが見出された。しかしながら、硬
水の場合には、NTA及び／又はEDTAのような
キレート化剤をコンバツト硬度に対し１：１モル
基準で水へ添加してもよい。 エマルジヨンの成分は一般に以下の重量パーセ
ントで用いる。 Ａ 炭化水素相 一般に エマルジヨンの１〜50重量％ 好ましくは エマルジヨンの２〜40重量％ 最も好ましくは エマルジヨンの４〜30重量％ Ｂ 乳化剤 一般に 炭化水素油の0.1〜30重量％ 好ましくは 炭化水素油の１〜20重量％ 最も好ましくは 炭化水素油の1.5〜10重量％ Ｃ 水 残部 エマルジヨンは単に前記成分を一緒に混合する
ことにより生成する。前述のごとく脂肪酸乳化剤
を用いる場合、7.5〜12、好ましくは８〜11のア
ルカリ性PH値が好ましい。非常に好ましくはエマ
ルジヨンの生成PHは８〜9.5である。このPH調整
は混合してエマルジヨンを生成する前に単に少量
のアルカリ金属水酸化物、好ましくは水酸化ナト
リウムを水へ添加することにより行うことができ
る。 エマルジヨンが一旦生成した場合には、それ
は、塗料吹付ブース内に存在する過剰噴霧塗料と
揮発性有機塗料キヤリヤーとを捕集するために親
水性液体として塗料吹付ブース内に用いることが
できる。炭化水素相の選択は、エマルジヨンから
揮発性成分を除去及び回収する際のエマルジヨン
性能に影響するが、塗料吹付ブースから回収しう
る典型的な物質には、トルエン、メチルアミルケ
トン、メチルエチルケトン、石油ナフサ、ジアセ
トンアルコール、アセトン、エチルアセテート等
が含まれる。前述のごとく使用する炭化水素相は
遭遇する特定の揮発性有機塗料キヤリヤーの溶媒
として作用しなければならない。 塗料吹付ブース内の揮発性物質を含む大気とエ
マルジヨンとを接触させた後、次いでエマルジヨ
ンを破壊することができる。本発明の好ましいエ
マルジヨンの場合、即ち脂肪酸型乳化剤又はアミ
ン型を利用するエマルジヨンの場合、エマルジヨ
ンのPHを２〜6.5、好ましくは3.0〜6.5の間に下げ
る為の酸の単なる添加によりエマルジヨンは破壊
して２相に分れる。非常に好ましくはエマルジヨ
ンのPH値は鉱酸の添加により3.0〜5.5に調節す
る。 エマルジヨンが工程中で満足に作用する為に
は、エマルジヨンが短時間内で破壊することが重
要である。PHの適当な低下によるエマルジヨンの
急速な破壊又は分離は0.5〜45分、好ましくは0.5
〜10分以内に起る必要がある。 エマルジヨンが破壊した後、大部分の揮発性有
機物質はエマルジヨンの液状炭化水素相に残留し
たままである。この液状炭化水素相を次いで蒸留
し、そして好ましくはスチームストリツピングし
て、そこから揮発性成分を分離する。かくして溶
媒リツチな有機相を処理して溶媒と出発有機液体
物質を回収する。 次いで回収した有機液体を、エマルジヨンを破
壊した時に回収した水と共に再使用し、新しいエ
マルジヨンを形成することができる。この工程を
達成するために、本発明の好ましい態様において
は、エマルジヨンのPHをアルカリ性PHに合せ、そ
して更に乳化剤を添加する。前記方法は反復する
ことができる。 本発明の水中油型エマルジヨンの顕著な特徴の
一つは、揮発性有機物質の回収が可能である一
方、過剰噴霧塗料粒子の粘着防止剤としても作用
することである。この作用により、60〜80重量％
もの多量の揮発性有機物質を保持する塗料粒子を
濾過及び／又は表面のすくい取りのいずれかによ
り吹付ブースから分離することが可能になる。粘
着防止処理された塗料及び／又はラツカー物質の
濾過はエマルジヨンを分離する前に、エマルジヨ
ンをバツグフイルター等を通すことにより行うこ
とができる。更にエマルジヨンを分解し、続いて
有機液体／揮発性有機キヤリヤー相から固体を濾
過することができる。典型的にはこれら噴霧塗料
固体を次いで焼却する。 しかしながら、本発明の最も重要な側面の一つ
は、従来の水洗塗料吹付ブースにおける水のかわ
りに本発明のエマルジヨンを用いることにより、
従前には、塗料吹付ブースを出て、大気中に排出
されていた50％を超える揮発性有機排出物を抑制
し、そして回収することができるということであ
る。 例 １〜53 種々の水中油型エマルジヨンシステムの有効性
を測定するために以下の装置を組立てた。 500ml容のガス洗浄管を用意し、洗浄管の入口
に、有機物質を注入しうる隔壁を含む小型チヤン
バー又は“フアツトスポツト（fat spot）”を装
着した。ガス洗浄管には、すべての試験の間中、
一定に保たれる比較的高速で回転する電磁攪拌機
も装着した。ガス洗浄管の出口は、すべての有機
蒸気をプロパンppmとして測定するように予め較
正した火炎イオン化検出器に接続した。 表１に示した各例では、一定の空気流を洗浄管
内でバブリングさせながら50マイクロリツトルの
試薬級トルエンを隔壁を通して注入した。すべて
の場合エマルジヨンを、前記油と界面活性剤との
混合物を表に記載の量で管内の水300mlへ添加す
ることにより製造した。洗浄管を出ていく有機蒸
気の測定は、火炎イオン化検出器により検出され
るトルエン量に基づいて記録した。10分及び20分
間隔の後、ガス管を出ていくトルエンの全量を測
定し、“ブランク”即ち処理剤を含まないものか
ら得られた結果と比較し、その減少％で評価し
た。結果を表１に示す。
【表】
【表】
【表】
表１の結果から、実験室規模の試験で本発明に
係る実施例は本発明の処理を施さないブランクに
比較し、10分及び20分経過後のトルエン濃度が著
しく減少したことは明らかである。 例 54〜69 パイロツトサイズの濡れ壁吹付ブースを用いて
種々のエマルジヨン物質の試験を行つた。試験物
質の組成は以下の通りである。 100SEC脂肪族石油オイル 687.8部 オレイン酸 51.8部 CW52塩素化パラフインオイル 727.4部 オレイン酸 59.0部 100SEC脂肪族石油オイル 94.3部 ラウリン酸 4.7部 オレイン酸 1.0部 特にことわらない限りすべての場合、噴霧する
物質はブラツクラツカー27容量％であつた。試験
したエマルジヨンを生成するのに水中で用いた混
合物〜の分量、並びに得られた結果を表２に
示す。示された結果から本発明の水中油型エマル
ジヨンは揮発性有機塗料キヤリヤーを捕集するの
に有効であることが分る。
係る実施例は本発明の処理を施さないブランクに
比較し、10分及び20分経過後のトルエン濃度が著
しく減少したことは明らかである。 例 54〜69 パイロツトサイズの濡れ壁吹付ブースを用いて
種々のエマルジヨン物質の試験を行つた。試験物
質の組成は以下の通りである。 100SEC脂肪族石油オイル 687.8部 オレイン酸 51.8部 CW52塩素化パラフインオイル 727.4部 オレイン酸 59.0部 100SEC脂肪族石油オイル 94.3部 ラウリン酸 4.7部 オレイン酸 1.0部 特にことわらない限りすべての場合、噴霧する
物質はブラツクラツカー27容量％であつた。試験
したエマルジヨンを生成するのに水中で用いた混
合物〜の分量、並びに得られた結果を表２に
示す。示された結果から本発明の水中油型エマル
ジヨンは揮発性有機塗料キヤリヤーを捕集するの
に有効であることが分る。
【表】
表２の結果から明らかなようにパイロツトスケ
ールでの実験において例58〜65、67及び69の本発
明に係る実施例のいずれの場合にも対照例に比較
して良好な結果が得られた。 例 70〜89 Binks Manufacturing Co.によりPE47T型と
して製造された濡れ壁型噴霧ブースに関し更に実
験を行つた。吹付ブースを出た後、上記を10％
OV 101カラムと火炎イオン化検出器とを備えた
ヒユーレツトパツカード5880型ガスクロマトグラ
フを用いて分析した。100SEC脂肪族プロセスオ
イル93％とオレイン酸７％とから成る組成物を表
３に記載の量で塗料吹付ブースの水へ添加するこ
とによりエマルジヨンを製造した（組成物）。
すべての場合噴霧される物質は、PPGコーポレ
ーシヨンより入手しうるコードＬ−9857の固体ブ
ラツク分散ラツカー27容量％であつた。結果を表
３に示す。この実験により、本発明の水中油型エ
マルジヨンが塗料吹付ブースシステムからの揮発
性有機放出物を減少させることができることが確
認される。
ールでの実験において例58〜65、67及び69の本発
明に係る実施例のいずれの場合にも対照例に比較
して良好な結果が得られた。 例 70〜89 Binks Manufacturing Co.によりPE47T型と
して製造された濡れ壁型噴霧ブースに関し更に実
験を行つた。吹付ブースを出た後、上記を10％
OV 101カラムと火炎イオン化検出器とを備えた
ヒユーレツトパツカード5880型ガスクロマトグラ
フを用いて分析した。100SEC脂肪族プロセスオ
イル93％とオレイン酸７％とから成る組成物を表
３に記載の量で塗料吹付ブースの水へ添加するこ
とによりエマルジヨンを製造した（組成物）。
すべての場合噴霧される物質は、PPGコーポレ
ーシヨンより入手しうるコードＬ−9857の固体ブ
ラツク分散ラツカー27容量％であつた。結果を表
３に示す。この実験により、本発明の水中油型エ
マルジヨンが塗料吹付ブースシステムからの揮発
性有機放出物を減少させることができることが確
認される。
【表】
実施例
この例は、小スケールの塗料吹付ブース、ビン
クス（Binks）P47T型濡れ壁型内で試験した本
発明例を示す。 処理は30％エマルジヨンであり、油相は93部の
100SECオイルと７％オレイン酸とから構成した。
系のPHは8.5〜9.0、噴霧速度は１分当り27％ブラ
ツク分散ラツカー50.7ｇ、空気流は１分当り1980
立方フイートであつた。 試験の間、空気中の揮発性有機キヤリヤーの平
均ppmは194.7で、試験の間に13131ｇの塗料を噴
霧した。揮発物66％ではこの値は試験の際噴霧す
る揮発性有機キヤリヤー8667ｇに等しい。試験の
終りには揮発性有機キヤリヤー2271ｇがエマルジ
ヨン中に検出された。 以上、本発明の好ましい態様を記載したが、他
のエマルジヨンも揮発性有機キヤリヤーを除去す
るのに使用しうることはいうまでもない。 例えば、酸性PHで安定なエマルジヨンを生成す
る脂肪酸アミン乳化剤を用いた出発エマルジヨン
を生成することが可能である。このようなエマル
ジヨンは次いでPHをアルカリ領域に合せることに
より破壊させることができる。 同様に出発エマルジヨンを、周知の乳化破壊剤
（deemulsifier）を単独又は静電性乳化破壊剤チ
ヤンバーを組み合せて用いることにより破壊させ
ることができる。この態様は、実施可能なシステ
ムを提供するが、このシステムでは塗料吹付ブー
ス水槽の中で用いる親水性液体へ外部からの有機
物質を混入させるので好ましくない。
クス（Binks）P47T型濡れ壁型内で試験した本
発明例を示す。 処理は30％エマルジヨンであり、油相は93部の
100SECオイルと７％オレイン酸とから構成した。
系のPHは8.5〜9.0、噴霧速度は１分当り27％ブラ
ツク分散ラツカー50.7ｇ、空気流は１分当り1980
立方フイートであつた。 試験の間、空気中の揮発性有機キヤリヤーの平
均ppmは194.7で、試験の間に13131ｇの塗料を噴
霧した。揮発物66％ではこの値は試験の際噴霧す
る揮発性有機キヤリヤー8667ｇに等しい。試験の
終りには揮発性有機キヤリヤー2271ｇがエマルジ
ヨン中に検出された。 以上、本発明の好ましい態様を記載したが、他
のエマルジヨンも揮発性有機キヤリヤーを除去す
るのに使用しうることはいうまでもない。 例えば、酸性PHで安定なエマルジヨンを生成す
る脂肪酸アミン乳化剤を用いた出発エマルジヨン
を生成することが可能である。このようなエマル
ジヨンは次いでPHをアルカリ領域に合せることに
より破壊させることができる。 同様に出発エマルジヨンを、周知の乳化破壊剤
（deemulsifier）を単独又は静電性乳化破壊剤チ
ヤンバーを組み合せて用いることにより破壊させ
ることができる。この態様は、実施可能なシステ
ムを提供するが、このシステムでは塗料吹付ブー
ス水槽の中で用いる親水性液体へ外部からの有機
物質を混入させるので好ましくない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チヤンバー、空気を前記チヤンバー内におい
て下方へ流して揮発性有機塗料キヤリヤーと過剰
噴霧塗料粒子とを除去するダクトシステム及び揮
発性有機塗料キヤリヤーと塗料粒子とをそれらを
含む空気から除くようにチヤンバーの底部に位置
する、循環親水性液体を含む水槽を含んで成る形
式の塗料吹付ブースから揮発性有機塗料キヤリヤ
ーを回収する改良方法において、前記方法が親水
性液体として以下の組成 (a) 沸点150℃以上の有機液体１〜50重量％、 (b) 炭素数12〜30の飽和もしくは不飽和脂肪酸又
はそのアルカリ金属塩の水中油型乳化剤0.1〜
30重量％（有機液体に対し）、及び (c) 残部の水 を有し、かつPH7.5〜12に保持された水中油型エ
マルジヨンを用い、該エマルジヨンがそのPHを
6.5未満に調節することにより急速に破壊して、
油相と水相とに分離するようにし、そして油相よ
り揮発性有機塗料キヤリヤーを回収し、PH7.5〜
12で油相と水相とを一緒にして前記エマルジヨン
を再生成せしめることを特徴とする揮発性有機塗
料キヤリヤーの回収方法。 ２ 水中油型エマルジヨンが、沸点300℃以上の
有機液体４〜30重量％、スルホネートを含まない
水中油型乳化剤1.5〜10重量％及び残部の水を含
んで成る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 水中油型エマルジヨンの乳化剤を炭素数16〜
24の飽和及び不飽和脂肪酸から成る群から選ぶ特
許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 水中油型エマルジヨンのPHが８〜11の範囲内
であり、そしてエマルジヨンのPHが3.0〜６の値
に低下すると急速に破壊する特許請求の範囲第３
項に記載の方法。 ５ 有機液体の沸点が300℃以上である特許請求
の範囲第１項に記載の方法。 ６ 水中油型乳化剤がオレイン酸であり、そして
有機液体が100SECの脂肪族を主成分とするプロ
セスオイルである特許請求の範囲第２項に記載の
方法。 ７ 水中油型乳化剤がオレイン酸であり、そして
有機液体が100SECの脂肪族を主成分とするプロ
セスオイルである特許請求の範囲第４項に記載の
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/308,051 US4378235A (en) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | Scrubbing media for removing volatile organic material from paint spray booths |
| US308051 | 1981-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864115A JPS5864115A (ja) | 1983-04-16 |
| JPH0344809B2 true JPH0344809B2 (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=23192327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57138090A Granted JPS5864115A (ja) | 1981-10-05 | 1982-08-10 | 塗料吹付ブ−スから揮発性有機物質キヤリヤ−を回収する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4378235A (ja) |
| JP (1) | JPS5864115A (ja) |
| DE (1) | DE3236851A1 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4444573A (en) * | 1982-06-21 | 1984-04-24 | Nalco Chemical Company | Hydrotropes and uses thereof |
| US4523932A (en) * | 1982-06-21 | 1985-06-18 | Nalco Chemical Company | Hydrotropes and uses thereof |
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| US4976751A (en) * | 1986-12-04 | 1990-12-11 | Keramchemie Gmbh | Method for purification of exhaust air |
| US4980030A (en) * | 1987-04-02 | 1990-12-25 | Haden Schweitzer | Method for treating waste paint sludge |
| US4750919A (en) * | 1987-10-23 | 1988-06-14 | Nalco Chemical Company | Paint removal using oil-in-water emulsions |
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| US5873945A (en) * | 1996-05-16 | 1999-02-23 | Nortru, Inc. | Method for recovering a volatile organic material consisting essentially of carbonyl compounds from solvent-in-water emulsions derived from paint overspray treatment and capture systems |
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