JP2000279918A - 塗料滓の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗料滓と工場廃棄物とを同時かつ簡便に、しか
も環境に負荷を与えることなく処理することができ、塗
料滓を再利用可能な炭素材とし得る塗料滓の処理方法を
提供する。 【解決手段】粉砕した塗料滓と、リン酸塩含有廃水の汚
泥、一般廃水の汚泥、焼却灰からなる群から選択された
少なくとも１つからなる廃棄物とを混合して脱水し、次
いで脱水された混合物を、雰囲気ガスを供給することな
く加熱して、前記塗料滓を炭素材とする。この炭素材に
含有されている磁性体を該炭素材から分離除去し、該炭
素材を目的用途に応じた粒径に粉砕する。粉砕された粒
状炭素および分離除去された前記磁性体は、それぞれ再
利用することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗料滓の処理方法
に関し、一層詳細には、自動車車体の塗装工程において
発生する塗料滓と、リン酸塩含有廃水の汚泥、一般廃水
の汚泥、焼却灰からなる群から選択された少なくとも１
つからなる廃棄物とを混合して混合物とし、該混合物を
加熱することにより前記塗料滓を炭素集合体とするとと
もに前記廃棄物を金属や無機化合物とする塗料滓の処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体の塗装工程は、脱脂処理工
程、皮膜形成工程、塗膜形成工程に大別される。

【０００３】すなわち、脱脂処理工程において車体をア
ルカリ性溶液に浸漬し、車体表面に付着した油やダスト
を取り除く。その後、中和、水洗する。

【０００４】次いで、皮膜形成工程において、亜鉛イオ
ンおよびリン酸イオンを含有する処理溶液に車体を浸漬
する。この浸漬により、リン酸亜鉛の皮膜が車体表面に
形成される。この皮膜は、車体の防錆効果を向上させ、
かつ、次工程の塗膜形成工程で形成される塗膜の密着性
を向上させる役割を果たす。

【０００５】次いで、塗膜形成工程において、塗装装置
から塗料を車体に噴射して塗料を前記皮膜上に塗着させ
る。塗着された塗料を乾燥して固化させれば、塗膜が形
成される。塗料としては、通常、アクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹
脂、ベンゾグアナミン樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分と
し、さらに、着色顔料、体質顔料、分散剤、紫外線吸収
剤、希釈剤等が含有されているものが使用されている。

【０００６】塗膜形成工程の際には、塗装装置から噴射
された塗料が全て車体に塗着することが望ましいが、実
際には車体から滴下してしまうもの等があるため、未塗
着の塗料（塗料滓）が存在するに至る。一般に、塗膜形
成工程は複数回繰り返されるので、塗料滓の量はかなり
のものとなる。

【０００７】塗料滓は、通常、高圧で噴射された水によ
って収集され、この水とともにピットに蓄積されること
により捕集される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、捕集された
塗料滓の処理方法としては、例えば、特開昭５５−８８
１０号公報や特公平７−１０２３５９号公報に開示され
た処理方法、あるいは焼却処理方法や加熱処理方法等が
知られている。

【０００９】しかしながら、塗料滓を焼却処理あるいは
加熱処理する場合、塗料滓の主成分は上記したように熱
硬化性樹脂であるため、加熱の際にはＣＯやＣＯ₂ 、さ
らには塩化有機物ガス等が発生する。したがって、環境
上好ましい処理方法であるとは言い難い。

【００１０】また、自動車工場における生産活動に伴っ
て排出されるものは塗料滓だけではなく、例えば、上記
の塗装工程における皮膜形成工程からはリン酸塩含有廃
水の汚泥が排出される。すなわち、皮膜形成工程におい
て使用される亜鉛イオンおよびリン酸イオンを含有する
処理溶液中には、皮膜形成の回数の増加に伴って、車体
から溶出した鉄とリン酸とが化合したリン酸鉄等のリン
酸塩やリン酸亜鉛が徐々に析出してくるため、前記処理
溶液が最終的に汚泥となる。この汚泥は皮膜形成能を有
しておらず、廃棄物として処理されるべきものである。

【００１１】また、前記脱脂処理工程の後に車体を水洗
することにより発生した廃洗浄水等（すなわち一般廃
水）の汚泥や生ゴミ等を焼却した残渣である焼却灰等が
排出されるが、これらも廃棄物として処理されるべきも
のである。

【００１２】一般に、これらの廃棄物を処理するには大
規模な設備が必要となるため、これらの処理は業者へ委
託することが通例である。しかしながら、外部への委託
は、廃棄物処理コストの上昇を招くという不具合があ
る。

【００１３】そこで、塗料滓とこれら廃棄物とを同時に
かつ簡便に該塗料滓からＣＯやＣＯ ₂ 、塩化有機物ガス
を発生させることなく処理することができれば、環境へ
の負荷が低減されるとともに廃棄物処理コストを低減す
ることができると考えられる。さらに、そのような処理
方法によりこれらから再利用可能なものが得られるよう
にすれば、省資源化という観点からも望ましい。しかし
ながら、そのような処理方法はこれまでのところ知られ
ていない。

【００１４】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、塗料滓とリン酸塩含有廃水の汚泥、一般
廃水の汚泥、焼却灰からなる群から選択された少なくと
も１つからなる廃棄物とを混合して加熱することによっ
て、前記塗料滓を再利用可能な炭素集合体とすることが
でき、かつ、前記廃棄物を無機化合物や金属とし得、し
かも前記加熱の際にＣＯやＣＯ₂ 、塩化有機物ガスを発
生させることのない塗料滓の処理方法を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、塗料滓を粉砕する第１の粉砕工程と、粉
砕された前記塗料滓と、リン酸塩含有廃水の汚泥、一般
廃水の汚泥、焼却灰からなる群から選択された少なくと
も１つからなる廃棄物とを混合して混合物とする混合工
程と、前記混合物の含水率を４０％以下にまで脱水する
脱水工程と、脱水された前記混合物を、雰囲気ガスを供
給することなく加熱して、前記塗料滓を炭素材とする炭
化工程と、前記炭素材を粉砕する第２の粉砕工程とを備
えることを特徴とする。

【００１６】塗料滓の例としては、自動車車体の塗装工
程において発生した熱硬化性樹脂を含有する塗料滓を挙
げることができる。

【００１７】この処理方法においては、塗料滓に含有さ
れていた熱硬化性樹脂のほとんどが固形の粒状炭素材に
変化せしめられ、ＣＯやＣＯ₂ 、有機塩化物ガスが発生
しない。したがって、環境への負荷が低減される。

【００１８】この場合、前記炭化工程または前記第２の
粉砕工程の後に、炭素材に含有されている磁性体を該炭
素材から分離除去して回収する分離除去工程を行うとよ
い。この磁性体は実質的に鉄からなり、したがって、鉄
として再利用することができる。

【００１９】一方、回収されることなく前記炭素材に含
有された金属や無機化合物の量は極めて少なく、炭素材
の物性に影響を及ぼすことがない。したがって、炭素材
からこれらを分離しなくとも、該炭素材を骨材や体質顔
料、あるいは脱臭剤や肥料等として供することができ
る。

【００２０】すなわち、上記処理方法は、塗料滓と廃棄
物を同時にかつ簡便に処理することができ、かつ、塗料
滓や廃棄物自体を再利用可能な形態に変化せしめる。し
たがって、廃棄物処理コストを低減することができると
ともに省資源化を図ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る塗料滓の処理
方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照
してその作用とともに詳細に説明する。

【００２２】本実施の形態に係る処理方法における工程
の流れをフローチャートにして図１に示す。この図１に
示すように、本実施の形態に係る処理方法は、第１の粉
砕工程Ｓ１と、混合工程Ｓ２と、脱水工程Ｓ３と、炭化
工程Ｓ４と、分離除去工程Ｓ５と、第２の粉砕工程Ｓ６
と、必要に応じて分級工程Ｓ７とを備える。

【００２３】なお、本実施の形態においては、塗料滓と
して、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂
等の熱硬化性樹脂を主成分とするものが選定される。塗
料滓には、さらに、シンナー等の有機溶剤や顔料が含有
されていてもよい。また、さらに、水分が含有されてい
てもよい。このような塗料滓の例としては、自動車車体
の塗装工程における未塗着分の塗料が捕集された塗料滓
が挙げられる。

【００２４】まず、第１の粉砕工程Ｓ１において、前記
塗料滓を粉砕機により粉砕し、平均径５ｍｍ程度の塊状
物とする。具体的には、図２に示すように、容器１０に
貯留された塗料滓９をホッパー１２に投入し、このホッ
パー１２の底部に臨むコンベア１４によって粉砕機１６
に搬送する。粉砕機１６で粗粉砕された塗料滓９は、次
いで撹拌翼が設けられたミキサ１８に導かれる。このミ
キサ１８には廃棄物もまた導入され、ここで営まれる混
合工程Ｓ２での廃棄物との混合時に、塊状の塗料滓９が
該廃棄物と均一に混ざり合う。すなわち、混合工程Ｓ２
において、粉砕された塗料滓９と廃棄物、すなわち、リ
ン酸塩含有廃水の汚泥、一般廃水の汚泥、焼却灰からな
る群から選択された少なくとも１つとを混合する。この
混合により、塊状となった塗料滓９の周囲には前記廃棄
物が付着する。

【００２５】ここで、リン酸塩含有溶液の汚泥とは、リ
ン酸亜鉛やリン酸鉄等のリン酸塩を含有する溶液の汚泥
のことを指称し、具体的には、自動車車体の塗装工程の
１つである皮膜形成工程において使用された、リン酸イ
オンおよび亜鉛イオンを含有する処理溶液の汚泥が例と
して挙げられる。また、一般廃水の汚泥の例としては、
自動車車体の廃洗浄水等が収集されてなる自動車製造工
場の総合廃水の汚泥が挙げられるが、特にこれに限定さ
れるものではない。例えば、家庭生活の営みにより排出
される洗濯水や入浴水等の廃水の汚泥、土木工事現場の
浚渫汚泥、雨水汚泥、あるいはこれらの混合汚泥等を使
用してもよい。

【００２６】上記２つの汚泥には無機化合物や金属が含
有されている。具体的には、リン酸塩含有溶液の汚泥に
は、上記したようにリン酸亜鉛やリン酸鉄等のリン酸塩
が含有されている。また、自動車製造工場の総合廃水
（一般廃水）の汚泥には、鉄および亜鉛、ニッケル、銅
等が含有されている。したがって、汚泥から水分や揮発
成分を除去すれば、このような無機化合物や金属が得ら
れる。なお、鉄に対するその他の金属の割合は極めて小
さいので、前記金属は実質的に鉄であるとみなすことが
できる。

【００２７】また、焼却灰も特に限定されるものではな
いが、好適な例として、紙、木材、厨房から廃棄される
生ゴミ、プラスチック（熱可塑性樹脂）等の一般塵芥、
あるいはこれらの混合廃棄物等を焼却して得られる灰を
挙げることができる。焼却灰には、水分、上記したよう
な金属（上記と同様に、実質的に鉄）、無機化合物、炭
化物等が含まれている。

【００２８】前記ミキサ１８における塗料滓９と廃棄物
との混合比は、塗料滓１００重量部に対して廃棄物を１
０重量部以上とすることが好ましい。廃棄物の割合が１
０重量部よりも少ないと、炭化工程Ｓ４における加熱時
に、塗料滓９の主成分である熱硬化性樹脂が加熱装置の
内壁等に付着することがあり、その結果、加熱装置内が
閉塞してしまうことがあるからである。このミキサ１８
の混合は、実質的にミキサ１８内に塗料滓９と廃棄物と
を連続的に投入しながら前記撹拌翼を回転させて混合す
る。

【００２９】混合工程Ｓ２が終了すると、この混合物を
ミキサ１８の取出口からコンベア２０によって連続的に
排出し、次なる脱水工程Ｓ３へと搬送する。なお、この
混合工程Ｓ２においては、塗料滓９や廃棄物の含水率が
高いほどこれらが均一に混合される。したがって、混合
工程Ｓ２の前に、塗料滓９や廃棄物の脱水を行う必要は
ない。次いで、脱水工程Ｓ３において、含水率が４０％
以下となるまで前記混合物を脱水する。含水率が４０％
よりも高い場合には、炭化工程Ｓ４において混合物を加
熱した場合に水分の蒸発揮散に長時間を要するため、混
合物の処理効率が低下する。脱水方法としては特に限定
されるものではなく、適当な脱水装置２２であればよい
が、例としては、フィルタープレスによる圧搾脱水を挙
げることができる。このようにして脱水された混合物
は、さらに、コンベア２４によって炭化工程へと送給さ
れる。

【００３０】この炭化工程Ｓ４において、含水率が４０
％以下にまで脱水された混合物を加熱する。すなわち、
前記混合物を、予め一定温度に上昇された加熱装置２６
内に投入する。この際の温度は、３５０〜５５０℃とす
ることが好ましい。３５０℃よりも低いと、塗料滓９の
反応率が低いので処理効率が低くなり、炭素集合体の収
率も低くなる。また、５５０℃よりも高いと、加熱装置
内に酸素がわずかでも残留していた場合には、炭素材が
この酸素により酸化されてＣＯ₂ が発生する。より好ま
しい温度は、４００〜５００℃である。実際、加熱装置
２６は二本の並列されたスクリューコンベア２８ａ、２
８ｂを有し、下方に熱源３０を備える。脱水工程Ｓ３を
経た混合物は、前記加熱装置２６を構成するホッパ３２
に投入され、スクリューコンベア２８ａ、２８ｂによっ
て搬送される間、熱源３０の加熱作用下に乾留炭化され
る。

【００３１】この加熱は、前記加熱装置２６内への酸化
性ガスの混入を防ぐため、雰囲気ガスを供給することな
く行う。酸化性ガスが混入した雰囲気中で前記混合物を
加熱すると、塗料滓９の主成分である熱硬化性樹脂は容
易に酸化されてＣＯやＣＯ₂となり、また、自身が分解
したり塩素と化合することによって塩化有機物ガスを生
成するので、炭素材を収率よく得ることができないから
である。

【００３２】加熱によって、塗料滓９からは水分やシン
ナー等の有機溶剤が蒸発揮散し、熱硬化性樹脂が残渣と
なり残留する。また、汚泥や焼却灰からも水分が蒸発揮
散し、金属や無機化合物、炭化物が残渣となり、前記熱
硬化性樹脂の表面に残留する。さらに、塗料滓９に含有
された顔料が無機化合物に変化する。

【００３３】このように揮発成分が蒸発揮散した後、前
記熱硬化性樹脂が硬化し始め、粘着性を呈するようにな
る。その結果、金属や無機化合物、炭化物が熱硬化性樹
脂の表面に粘着されるに至る。すなわち、これらにより
熱硬化性樹脂の表面が被覆された状態となる。また、金
属や無機化合物、炭化物の一部は、粘着性を呈した熱硬
化性樹脂の内部に取り込まれ、該熱硬化性樹脂に融着さ
れる。

【００３４】この加熱の間、金属や無機化合物、炭化物
は粘着性を呈することはない。したがって、これらによ
り表面が被覆された熱硬化性樹脂が、加熱装置２６の内
壁やスクリューコンベア２８ａ、２８ｂに付着すること
がない。結局、塗料滓９や廃棄物を加熱装置２６内で移
送しながら連続的に処理することができる。

【００３５】そして、最終的には、前記熱硬化性樹脂が
炭化して炭素材が生成される。すなわち、酸化性ガスが
存在しないので、熱硬化性樹脂はＣＯやＣＯ₂ 、塩化有
機物ガスを発生することなく炭素材に変化する。したが
って、従来技術に係る塗料滓の加熱あるいは焼却処理方
法と比較して、環境への負荷が著しく低減される。

【００３６】この炭素材の表面には金属や無機化合物、
炭化物が付着しており、また、一部の炭素材は、その内
部に金属や無機化合物、炭化物を含んでいる。金属のう
ち、磁性体は分離除去工程Ｓ５において除鉄機３６を用
いて炭素材から分離除去することができる。例えば、加
熱装置２６から排出された炭素材を、磁石を用いた除鉄
機３６に臨ませれば、炭素材の表面に付着した磁性体は
前記磁石の磁力により吸引され、炭素材から分離除去さ
れる。そして、除鉄機３６の排出口からは、磁性体が分
離除去された炭素材が排出される。なお、分離除去され
た磁性体は、別の排出口から排出される。

【００３７】上記したように、金属は実質的に鉄とみな
せる。鉄は磁石に吸引されるので、本実施の形態におい
ては、分離回収された磁性体は実質的に鉄であるとみな
すことができる。したがって、回収された磁性体は鉄と
して再利用することが可能である。

【００３８】次いで、コンベア３８を介して搬送される
炭素材を、粉砕機４０により第２の粉砕工程Ｓ６におい
て、目的および用途に応じた粒径に粉砕すれば、微小径
の粒状炭素材からなる炭素集合体が得られる。

【００３９】なお、必要に応じて、図１中にかっこ書き
で示したように、分級工程Ｓ７において、微粉砕された
粒状炭素を分級してもよい。この場合、分級機４２にコ
ンベア４４を介して前記炭素集合体を送給し分級するこ
とにより、粒径分布の幅が狭い、すなわち、粒径がほぼ
均一な粒状炭素が得られる。この粒状炭素には、分離除
去工程Ｓ５において分離除去されなかった金属や無機化
合物、炭化物が含まれているが、この含有量は極めて少
ないので、粒状炭素の諸性質に影響を及ぼすことはな
い。したがって、粒状炭素からこれらを分離することな
く、該粒状炭素集合体からなる炭素材料として使用する
ことができる。

【００４０】このように、本実施の形態の塗料滓の処理
方法においては、塗料滓と、リン酸塩含有溶液の汚泥、
一般廃水の汚泥、焼却灰からなる群から選択された少な
くとも１つからなる廃棄物とを非常に簡便に処理するこ
とができる。また、塗料滓の主成分である熱硬化性樹脂
をほとんど炭化せしめることができ、炭素材を収率よく
得ることができる。

【００４１】上記処理方法によって得られた炭素材は、
コンクリートあるいはモルタルの骨材として使用するこ
とができる。すなわち、セメントや砂等とともにこの炭
素材を混練し、次いでこれを硬化すれば、硬化したコン
クリートあるいはモルタルはこの炭素材が添加されてい
ないものよりも高強度なものとなる。

【００４２】また、前記炭素材は、体質顔料として使用
することもできる。例えば、この炭素材を印刷インキや
塗料に添加することにより、これらの色相や着色力を所
望のものに調整することができる。

【００４３】さらに、この炭素材は多孔質で比表面積が
大きく、したがって、活性炭の代用品とも成り得る。す
なわち、脱臭剤、吸着剤等として使用することができ
る。

【００４４】またさらに、この炭素材を植物の肥料とし
て使用することもできる。

【００４５】一方、上記したように、分離除去工程Ｓ５
において分離回収された磁性体（実質的に鉄）もまた、
鉄として使用することが可能である。

【００４６】このように、生成した炭素材および分離回
収された鉄は再利用することが可能であり、したがっ
て、省資源化を図ることができる。

【００４７】なお、上記した実施の形態では除鉄機３６
による鉄等の磁性体の分離除去工程Ｓ５を炭化工程Ｓ４
の後に行っているが、炭化工程Ｓ４の後ではなく、第２
の粉砕工程Ｓ６の後に行うようにしてもよい（図２の破
線参照）。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る塗料
滓の処理方法によれば、塗料滓やリン酸塩含有廃水の汚
泥、一般廃水の汚泥、焼却灰からなる群から選択された
少なくとも１つからなる廃棄物を非常に簡便に処理する
ことができる。また、塗料滓の加熱の際にＣＯやＣ
Ｏ₂ 、塩化有機物ガスが発生することがない。したがっ
て、前記廃棄物の処理コストを低減させるとともに環境
への負荷を低減させることができるという効果が達成さ
れる。

【００４９】さらに、本発明の塗料滓の処理方法によれ
ば、塗料滓を、コンクリートあるいはモルタルの骨材や
体質顔料等、再利用可能な粒状炭素とすることが可能で
あるとともに、廃棄物から分離回収された磁性体をも再
利用することが可能である。したがって、省資源化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る塗料滓の処理方法の工程を
示すフローチャートである。

【図２】本実施の形態に係る塗料滓の処理方法により塗
料滓を処理する設備の全体概略説明図である。

【符号の説明】

９…塗料滓 １６…粉砕
機 １８…ミキサ ２２…脱水
装置 ２６…加熱装置 ３６…除鉄
機 ４０…粉砕機 ４２…分級
機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA36 AA50 BA02 BA04 CA04 CA08 CA13 CA15 CA26 CB02 CB26 CB34 CB46 4D059 AA03 AA09 AA19 BB05 BE16 BJ01 CB06 CB07 CC01 CC04 CC06 CC10 DA64 DB11 EB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗料滓を粉砕する第１の粉砕工程と、 粉砕された前記塗料滓と、リン酸塩含有廃水の汚泥、一
   般廃水の汚泥、焼却灰からなる群から選択された少なく
   とも１つからなる廃棄物とを混合して混合物とする混合
   工程と、 前記混合物の含水率を４０％以下にまで脱水する脱水工
   程と、 脱水された前記混合物を、雰囲気ガスを供給することな
   く加熱して、前記塗料滓を炭素材とする炭化工程と、 前記炭素材を粉砕する第２の粉砕工程と、 を備えることを特徴とする塗料滓の処理方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の塗料滓の処理方法におい
   て、 前記炭化工程の後に、前記炭素材に含有されている磁性
   体を該炭素材から分離除去する分離除去工程を備えるこ
   とを特徴とする塗料滓の処理方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の塗料滓の処理方法におい
   て、 前記第２の粉砕工程の後に、前記炭素材に含有されてい
   る磁性体を該炭素材から分離除去する分離除去工程を備
   えることを特徴とする塗料滓の処理方法。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗料
   滓の処理方法において、 前記第２の粉砕工程の後に、粉砕された炭素材を分級す
   る分級工程をさらに備えることを特徴とする塗料滓の処
   理方法。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗料
   滓の処理方法において、 前記塗料滓が、自動車車体の塗装工程において発生した
   熱硬化性樹脂を含有する塗料滓であることを特徴とする
   塗料滓の処理方法。