JPH0644965B2 - 塗料組成物用凝固剤 - Google Patents

塗料組成物用凝固剤

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JPH0644965B2
JPH0644965B2 JP60073384A JP7338485A JPH0644965B2 JP H0644965 B2 JPH0644965 B2 JP H0644965B2 JP 60073384 A JP60073384 A JP 60073384A JP 7338485 A JP7338485 A JP 7338485A JP H0644965 B2 JPH0644965 B2 JP H0644965B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、塗料組成物用凝固剤に関し、更に詳しくは
ラッカー、ワックスおよび各種塗料組成物凝固剤、とく
に2液型ポリウレタンラッカー類の凝固剤に関する。
例えば自動車産業において、ラッカー、ワックスまたは
それに類似する水不溶性有機材料を含有している塗料組
成物を適用する場合、それら組成物を塗装すべき部品に
完全に適用することができるとは必ずしも言い難い。特
に自動車の部品の塗装では、いわゆる「スプレーしぶ
き」(overspray)が塗装吹き付け室に蓄積し、水で吹き
付け室から除かれ、いわゆる沈降溜め(settling basin)
へおし流される。送水パイプ、ノズルおよび噴霧装置系
の機能を、例えば粘着性の強い塗料粒子などで損なうこ
となく、同時に、循環水から回収した配合成分を除去す
るためには、化学薬品を循環水に添加して前記の材料を
凝固させなければならない。そのような場合、噴霧され
水で回収される塗料粒子の分離と、系外へ運ばれる凝固
物を形成するそれらのアグロメレーションは単一操作で
実施されるべきである。
設置してある設備の型によって、使用する塗料用凝固剤
は、塗料凝固物を沈降溜め中に浮遊させ、これを水面か
らすくって除去し得るものか、あるいは凝固物を沈降さ
せ、スクレーパーベルト(掻き取りベルト)で沈降溜め
の底からこれを除去するものとのいずれかとなる。
なかでも自動車工業では、通常使用される塗料を凝固す
るために、多数の中性およびアルカリ性の生成物が利用
できる。従来、アルカリ性粉末状およびアルカリ性液状
の生成物、および中性粉末状の生成物が、凝固を達成す
るため、すなわち塗料粒子の分離とアグロメレーション
によって除去できる凝固物を形成するために循環水に加
えらえて来た。
例えば、英国特許第1512022号には、凝集剤、す
なわち分子間架橋により巨大分子を形成する作用によっ
て粒子を集塊化する薬剤が記載されている。これら凝集
剤は、塩化鉄(II)または硫酸アルミニウムのような清
澄剤として作用する無機の金属塩もしくはポリビニルピ
リジンまたはポリアミンのような有機カチオン性ポリマ
ーの水溶液から成っている。
塗料および下塗り塗料を凝固させるための洗浄液に加え
る添加剤が、西独公開特許第1517409号に開示さ
れている。これらアルカリおよび/またはアルカリ土類
金属の水溶性塩、マグネシウム、鉄、アルミニウムまた
はクロムのような多価金属類の水難溶性の水酸化物、お
よび脂肪族または環式脂肪族アミンからなっている。
塗料粒子を分離し、沈降させる薬剤として、12個また
はそれ以上の炭素原子を有する脂肪族カルボン酸、また
はそれらのアルカリ塩、アンモニウム塩またはアルカノ
ールアミン塩と消泡剤からなる薬剤が、西独公告特許第
2347068号に記載されている。また、西独公開特
許第2006008号には、アルカリ類およびC〜C
10の有機基を有する有機アミンまたはアルカノールア
ミンからなるスプレーしぶきを不活性化する水溶液が記
載されている。また、塗料吹き付け室内の塗料スプレー
微粒子を分離し、循環水を清浄化するために、金属およ
びポリエーテルアミンと水溶液中に共存しているアルカ
ノールアミン類が、米国特許第3,990,986号に
開示されている。
近年、自動車工業では著しく使用量が増加している2液
型ポリウレタンラッカーについては、これまで好適な凝
固剤がなかった。ポリウレタンラッカーはこれまで他の
標準的な塗料と一緒に適用されていたので、最近入手で
きるようになった凝固剤のなかには、そのような塗料混
合物のスプレーしぶきの凝固に対してまだ幾分なりとも
満足のいく効果を示すものがあった。しかしながら、ポ
リウレタンのみからできているラッカーを、これまで使
用されて来た中性およびアルカリ性の生成物を用いて凝
固することができなかった。この場合、凝固物は器壁に
付着し、固着して通常のやり方では十分に系外へ運び出
すことはできない。凝固性が低いポリウレタンラッカー
の残渣は、使用したポリウレタン系によって、数時間後
に石のように硬いポリウレタンラッカーのアグロメレー
ションとなり、全く除去できなくはないにしても、除去
が困難となり、ラッカー塗装系統の全処理設備を停止に
至らせることさえある。
中性およびアルカリ性の既知の凝固剤は、ポリウレタン
ラッカーの凝固に対し有用性が乏しいばかりでなく、通
常のラッカー凝固に使用する場合でも欠点がある。それ
らの凝固剤はラッカースプレー粒子を凝固させ、スプレ
ーしぶきを系外に運び出すために使用した水を完全に除
去するのにかなり時間がかかる。不都合な場合には、吹
き付け室のすぐ後のパイプ系統のなかでラッカー粒子が
互いに粘着してあって沈着物となることがある。加え
て、例えば無機アニオン(塩化物、硫酸塩)のような物
質を含有しているよく知られている凝固剤の大部分は、
循環水のなかに蓄積し、設備の色々な場所で腐食的影響
を生じる。処理浴槽の有効寿命を延長させることは水の
消費を節約する意味から好ましいことであるので、種々
の理由により設備の操作を妨害するような蓄積の速い物
質を使用することは、浴槽の水を頻繁にとり変える必要
性に生じ、望ましいことではない。
この発明は、これらの不都合を除去することを検討し、
問題の全くない、ラッカーやその他の有機塗料材料の凝
固剤、特に2液型ポリウレタンラッカーの凝固剤を提供
することを目的とする。これらの薬剤は循環浴槽に、腐
食性化合物やその他の有害化合物を蓄積することが全く
なく、浴槽を長期間運転し得るものであることを意図し
ている。また目的とする凝固剤は、速やかにしかも効果
的に凝固をもたらすことによって、吹き付け室のすぐ後
方のパイプでさえも封鎖や目づまりが防げるようなもの
であるべく意図している。
この発明は、塗料用凝固剤に通常含有されている種類の
材料と共に、シアナミド、ジシアンジアミドおよび/ま
たはカルシウムシアナミドを配合して成る、ラッカー
類、ワックス類および各種塗料組成物、とくに2液型ポ
リウレタンラッカーの凝固剤に関する。
シアナミド、ジシアンジアミド(1−シアノグアニジ
ン)またはカルシウムシアナミドを含有する組み合わせ
の水溶液をpH値3〜12、好ましくはpH6.5〜8.5
で使用することにより、意外にも、ラッカー類およびそ
の他の各種有機塗料組成物、とくに2液型ポリウレタン
ラッカー類の著しく効果的な凝固が達成された。上記の
シアナミド類は、ラッカースプレー粒子の良好な分離と
系外に運び出される凝固物を形成するアグロメレーショ
ンに加えて、さらに意外にも、これらは徐々にではある
が連続して、しかも完全に水に溶解し、NHおよびC
を生成するので、どのような形でも循環水を汚染し
たりしない。溶液中およびガス発生室で発生するアンモ
ニアは、鉄および鋼でできている設備の各構成要素の腐
食防止剤として有効である。
ラッカーおよび各種塗料組成物の凝固に使用する組み合
わせには、上記シアナミド類の1種またはそれ以上が1
〜80重量%、好ましくは5〜15重量%の量で含有さ
れる。
この発明による組成物に使用されるポリエチレンイミン
類は、そのままで、もしくは窒素のプロトン化またはア
ルキル化(一般にはメチル化)によってカチオン性に変
性させるか、または対応するアンモニウム塩に変換させ
て存在する。
この場合の変性度は、出発物質である中性ポリマー、プ
ロトン化に使用される対応する酸または対応するアルキ
ル化剤によって変化する。第3級窒素原子は、完全には
プロトン化またはアルキル化されない。プロトン化およ
び/またはメチル化したポリエチレンイミンの分子量
が、約5×104〜5×107D、特に7.5×104
5×106Dのものが使用できる。この凝固剤は1〜2
0重量%、好ましくは1〜4重量%の量の上記ポリエチ
レンイミンを含有する。
循環水の粘度が高いと使用する凝固剤の効果がそこなわ
れるか、あるいは完全に不活性化されるので、粘度の上
昇を抑制し、従ってはじめから正常な粘度でラッカース
プレー粒子を間断なく凝固し得る材料を本発明の組成物
に添加することが有利である。その結果、本発明法にお
いてはカルシウム化合物が凝固剤に加えられる。何故な
らば、驚くべきことに、これらの化合物はそれ自身また
はポリエチレンイミンとの相乗効果によって、所望の粘
度の再生と維持をもたらすからである。この目的のため
に、水の不溶性のカルシウム化合物、例えば炭酸カルシ
ウムまたはリン酸カルシウムが使用できる。これらの化
合物は腐食性イオンで水を汚染することがなく、従って
有効寿命を延長するという要求を効果的に満足させる。
しかしながら、一方、例えば硝酸カルシウムまたは水酸
化カルシウムのようなイオン性化合物も効果的に使用で
きる。炭酸カルシウムや水酸化カルシウムのように非腐
食性のカルシウム化合物を使用する方が望ましい。カル
シウム化合物は1〜95重量%、好ましくは30〜50
重量%添加されるが、またカルシウム化合物の一部また
は全部を、ある種の型のラッカーの凝固に好都合である
対応するマグネシウム化合物で置き換えることもでき
る。
凝固効果を促進するため、とりわけ溶媒含有ラッカー系
のスプレーしぶきを凝固させる場合には、この発明によ
る凝固剤に、層状ケイ酸ナトリウムアルミニウム(例え
ば、モンモリロナイトまたはベントナイト)、および/
またはおが屑および/またはシリカ[例えば、ウルトラ
ジル(商標、Ultrasil)またはエアロジル(商標、Ae
rosil)[デグッサ・アー・ゲー(DEGUSSA A
G)製品、フランクフルト)]型のシリカを加える。凝
固剤に含まれるこれらの添加物の量は1〜95重量%、
好ましくは10〜30重量%である。
例えばある特定のpH値に調節したり、あるいは凝固剤の
抗菌作用仕上げを行ったりするような特別な要請は、特
別な添加物を加えて達成できる。例えば、抗菌作用を有
するだけでなくpH調節にも寄与し得るホウ酸を加えるこ
ともでき、また抗生物剤である、例えばホルムアルデヒ
ド、イソチアゾリンおよびこれらの誘導体、およびピリ
ジン−N−オキシドおよびその誘導体を加えることもで
きる。リン酸、クエン酸のような有機酸、またはその他
の非腐食性の酸およびこれらの酸の塩もpH調節のため
に、1〜40重量%、好ましくは5〜25重量%量を加
えて使用することができる。
このほか、腐食防止剤および抑泡剤も、この発明の凝固
剤に配合し得る成分である。使用し得る腐食防止剤とし
ては、ホスホン酸の水溶性の塩および亜鉛塩、好ましく
は2−ホスホノブタン−1,2,3−トリカルボン酸の
ナトリウム塩または2−ピリジノチオール−1−オキシ
ドの亜鉛塩が挙げられる。さらによく知られている抑泡
剤に加えて、デヒドランF(商標、DehydranF)(ヘ
ンケル社製品)も抑泡に使用できる。
この発明の凝固剤は、一般の塗料および有機塗料組成物
(車体下面保護ワックスなど)を凝固するのに好適であ
る。特に、これは2液型ポリウレタンラッカーの凝固に
pH範囲3〜12、好ましくは6.5〜8.5で好適であ
る。いずれの場合でも、凝固は非常に速やかに達成され
る。すなわち、循環水で流されるラッカー粒子は設備の
どの部分にも固着することなく、非常に速く分離され
る。目の粗い主として砂のような凝固粒子が形成され、
パイプをつまらせることなく循環水の流れに乗って迅速
に運び去られる。
この凝固剤は、凝固粒子を浮遊させるのに使用できる
が、また沈降溜めて凝固粒子を沈降させるために使用で
きる。
設備が特殊な型であって凝固物の沈降が所望される場合
は、この目的に使用される既知の非イオン界面活性剤の
中で、とくに凝固過程が生じる温度(10〜30℃)で
泡の生成を見ない有利性を有する混合ホルマール類また
は混合エーテル類をこの発明による凝固剤に加えること
ができる。例えば、西独公開特許第3018135号に
記載されている、一般式: R1−O−(AO)m−CH2(OB)m−OR2; また、上記の特許に記載されている、一般式: R3−O−(AO)p−R4 (式中、RおよびR基は、それぞれ炭素原子4〜1
6個を有する脂肪アルコールのアルキル基、Rおよび
基は、それぞれ炭素原子4〜14個を有する脂肪ア
ルコールのアルキル基、AおよびBはエチレンまたはイ
ソプロピレン残基を表わしmおよびnは1〜4の整数、p
は6〜30の整数を表わす)で示されるエチレンジアミ
ンまたはポリグリセロール類の対応する混合ホルマール
類または混合エーテル類が使用できる。この発明による
凝固剤は、所望によりこのような混合ホルマールまたは
混合エーテルを、1〜15重量%、好ましくは2〜5重
量%含有することができる。
然しながら、もし凝縮粒子を沈降溜めに浮遊させるので
あれば、ラッカー凝固剤にケイ酸塩および/またはリン
酸塩を1〜30重量%、好ましくは3〜10重量%だけ
添加する。この目的に使用するケイ酸塩は、例えば水ガ
ラス、またはオルトケイ酸の水溶性または不溶性の塩、
およびその濃厚生成物またはその脱水生成物(メタケイ
酸など)である。また使用するリン酸塩は、オルトリン
酸の水溶性または不溶性の塩、およびその濃厚生成物ま
たはその脱水生成物である。
この発明のラッカー凝固剤は、対応する活性材料を先に
挙げた各割合で混合することによって調製される。この
ようにして調製された混合物は、水の量の多少により、
所望の濃厚液または懸濁液の形で適宜よい時機に加える
か、または随時、単にその場で溶解または懸濁する形
で、循環水に加えられる。凝固剤は、確実に速やかに行
きわたらせるために、循環水が激しく波立っている状態
の場所、すなわち循環ポンプの近くで添加するのが最も
よい。
この発明による凝固剤は好適な計測ユニットを用いて連
続的に加えてもよく、またバッチ操作によって、例えば
1日1回加えてもよい。その場合、この発明による凝固
剤は、全構成成分の総量が設備を運転する単位時間当り
1〜50ppm/hrとなるような量を循環水に加える。こ
れは設備内にある循環水に対し1〜50g/m3の量に相
当する。
以下に実施例を示して、この発明を更に詳細に説明す
る。
この発明による粉末型凝固剤の処方を以下に示す。この
場合、%は重量%である。
実施例 1.シアナミド 8% 炭酸カルシウム 32% リン酸カルシウム 28% おが屑 20% ベントナイト 10% プロトン化ポリエチレンイミン 2% 50%水溶液(分子量:約2×105D) [スーパーフロック C577(Super Floc C5
77:商標);アメリカン・サイアナミッド社製品、ニ
ューヨーク] 2.ジシアンジアミド 10% 水酸化カルシウム 11% 炭酸カルシウム 48% ベントナイト 18% プロトン化ポリエチレンイミン 3% 50%水溶液(分子量:約2×105D) [スーパーフロック C577] ホウ酸 7% 下式に示すブチルグリコールホルマール 3% C12-1425-29−O−(CHCHO) −CH−(OCHCH)−OC 3.カルシウムアナミド 13% 炭酸カルシウム 20% 酸化カルシウム 14% 炭酸マグネシウム 18% シリカ 12% [エアロジル] プロトン化ポリエチレンイミン 2% 50%水溶液(分子量:約2×105D) [スーパーフロック C577] リン酸二水素ナトリウム 20% イソチアゾリン誘導体[カトン886 MW(Katom
886 MW:商標);ローム・アンド・ハース社製
品、 フィラデルフィア] 1% 4.シアナミドとジシアンジアミドの 50:50の混合物 6% 水酸化カルシウム 20% 硫酸アルミニウム 20% ポリアクリルアミド 0.5% ベントナイト 49% タルカム 2% アジピン酸 2.5% 5.シアナミド 7.0% タルカム 3.0% アジピン酸 2.4% 硫酸アルミニウム 20.0% ベントナイト 50.0% ポリアクリルアミド 0.6% 酸化カルシウム 17.0% 6.炭酸カルシウム 43.0% 硫酸ナトリウム 38.0% 炭酸ナトリウム 9.0% 水酸化カリウム 5.0% カルシウムアナミド 5.0% 7.鉱油 5.0% 炭酸ナトリウム 15.0% リン酸二水素ナトリウム 12.5% 硫酸アルミニウム 24.0% 塩化ナトリウム 12.5% 炭酸カルシウム 22.0% 1−シアノグアニジン 9.0% (ジシアジジアミド) 8.ジシアンジアミド 4.0% (1−シアノグアニジン) カルシウムシアナミド 4.0% シアナミド 4.0% 水ガラスナトリウム 5.0% [ポーティルAW(Portil AW: 商標)] 水酸化カルシウム 7.0% 酸化カルシウム 25.0% 炭酸マグネシウム 12.0% ベントナイト 24.0% ホウ酸 9.0% 2−ホスホノブタン−1,2,4− 4.0% トリカルボン酸 デヒドランF 1.0% カトン889MW 1.0% (Kathon 886MW:商標) 実施例9 パイロットプラント規模での凝固試験 対象:1m3の水 剤使用量:スプレーしぶき(overspray)に対して2%
(2%は通常の工程における量に対応) 実施例4の粉末組成物100gを、循環ポンプにより循
環されている水(1m3)に懸濁させた。ラッカースプ
レーガンから、混合ラッカー各5kgを水面に噴霧した。
凝固効果は、数分後に確認され、ラッカーは凝固した。
生成した凝固物は、粘着することなく手により固めるこ
とができた。生成した凝固物は、問題なく排出できた。
装置の壁面に残っていた少量の凝固物は、水を噴霧する
ことにより、簡単に除去できた。
試験に使用したラッカーは次の通りである。
(1)2液型ポリウレタンラッカー(バイエル(Baye
r)社): (a)成分1:クリアーラッカーCLW31209/4 成分2:デスモジュール(Desmodur)Z4370 重量比1:2 (b)成分1:デスモフェン(Desmophen)KL5 成分2:デスモジュール(Desmodur)N3390 重量比1:2 (2)メタリック−水性ラッカー・タイプ30078
(BASF社) (3)2液型高固形分クリアーラッカー・タイプ161
68/23343(BASF社) これらラッカーのいずれも問題なく凝固できた。
実施例1〜3及び5〜8の凝固剤組成物も同様に作用す
る。
上記試験では、ラッカー全量を循環水表面に噴霧した
が、実際には、ラッカーの主要量は塗装すべき物品の表
面、例えば自動車の車体に塗布されて表面に保持され、
いわゆる「スプレーしぶき」が循環水中に凝固される。
さらに、実際に凝固剤は、装置の作動時間の全体にわた
って、計量した量で添加される。
しかし、上記試験では、凝固剤全量を循環水に添加し
た。
以上のように、本発明の凝固剤を用いれば、追加の薬品
を用いることなく塗料を凝固することができ、また生成
した凝固物は非常に粘着性が低く、送水パイプ、ノズル
および噴霧装置系に固着することがなく、容易に排出で
きる。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シアナミドおよび/またはジシアンジアミ
    ドおよび/またはシアナミド塩類1〜80重量%を含有
    し、更に下記成分(b)、(c)及び(d)の少なくと
    も一種を含有して成る噴霧塗装の際の循環水中の塗料組
    成物用凝固剤: (b) カルシウムおよび/またはマグネシウム化合物1〜
    95重量%、 (c) ポリエチレンイミン類および/またはそのプロトン
    化またはアルキル化誘導体1〜20重量%、 (d) 層状ケイ酸ナトリウムアルミニウムおよび/または
    シリカおよび/またはおが屑1〜95重量%。
  2. 【請求項2】ジシアンジアミドおよび/またはカルシウ
    ムシアナミドを含有している特許請求の範囲第1項に記
    載の凝固剤。
  3. 【請求項3】(e) 無機および/または有機酸またはそれ
    ら酸の塩類1〜40重量%、および/または (f) 混合ホルマール類または混合エーテル類1〜15重
    量%、および/または (g) ケイ酸塩および/またはリン酸塩1〜30重量% を更に含有している特許請求の範囲第1項に記載の凝固
    剤。
  4. 【請求項4】(a) シアナミドおよび/またはジシアンジ
    アミドおよび/またはカルシウムアナミド5〜15重量
    %、 (b) カルシウムおよび/またはマグネシウム化合物30
    〜50重量%、 (c) ポリエチレンイミン類および/またはその誘導体1
    〜4重量%、 (d) 層状ケイ酸ナトリウムアルミニウムおよび/または
    シリカおよび/またはおが屑10〜30重量% (e) 無機および/または有機酸またはそれら酸の塩類5
    〜25重量%、 (f) 混合ホルマール類または混合エーテル類2〜5重量
    %、または (g) ケイ酸塩および/またはリン酸塩を3〜10重量% を含有する特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに
    記載の凝固剤。
  5. 【請求項5】メチル化またはプロトン化によってカチオ
    ン性に変性され、5×104〜5×107Dの分子量を有
    するポリエチレンイミン類を含有する特許請求の範囲第
    1項〜第4項のいずれかに記載の凝固剤。
  6. 【請求項6】層状ケイ酸ナトリウムアルミニウムとして
    モンモリロナイトまたはベントナイトを含有する特許請
    求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の凝固剤。
  7. 【請求項7】酸としてホウ酸、リン酸、クエン酸または
    その他の非腐食性の酸またはそれらの酸の塩類を含有す
    る特許請求の範囲第1項〜第6項のいずれかに記載の凝
    固剤。
  8. 【請求項8】一般式: R1−O−(AO)m−CH2−(OB)m−OR2 または、一般式: R3−O−(AO)p−R4 (式中、RおよびR基は、それぞれ炭素原子4〜1
    6個を有する脂肪アルコールのアルキル基、Rおよび
    基は、それぞれ炭素原子4〜14個を有する脂肪ア
    ルコールのアルキル基、AおよびBはエチレンまたはイ
    ソプロピレン残基を表わし、mおよびnは1〜4の整数、
    pは6〜30の整数を表わす)で示されるエチレンジア
    ミンまたはポリグリセロール類の対応する混合ホルマー
    ル類または混合エーテル類を含有する特許請求の範囲第
    1項〜第7項のいずれかに記載の凝固剤。
  9. 【請求項9】腐食防止剤としてリン酸の水溶性塩類また
    は亜鉛塩類を含有する特許請求の範囲第1項〜第8項の
    いずれかに記載の凝固剤。
  10. 【請求項10】抗生物剤としてホルムアルデヒド、イソ
    チアゾリン類およびその誘導体またはピリジン−N−オ
    キシドおよびそれらの誘導体を含有する特許請求の範囲
    第1項〜第9項のいずれかに記載の凝固剤。
  11. 【請求項11】抑泡剤を含有する特許請求の範囲第1項
    〜第10項のいずれかに記載の凝固剤。
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