JP2002331265A

JP2002331265A - 複層塗膜形成方法

Info

Publication number: JP2002331265A
Application number: JP2002055921A
Authority: JP
Inventors: Atsuhisa Fujisawa; ▲あつ▼久藤澤; Satoru Maki; 哲槇
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2002-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】複層塗膜の形成方法を提供すること。【解決手段】本発明は、水溶性有機溶剤を含有する有
機溶剤型ベース塗料、水性塗料及びクリヤ塗料を３コー
ト１ベイク方式で被塗物に塗装し、複層塗膜を形成する
方法において、該ベース塗料の噴霧塗装工程で発生する
未塗着塗料を水に接触させて回収し、該未塗着塗料中に
含まれている水溶性有機溶剤を微生物の作用により分解
せしめることによって、容易に無公害化する方法に関す
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、水溶性有機溶剤を
含有する有機溶剤型ベース塗料、水性塗料及びクリヤ塗
料を３コート１ベイク方式で塗装して複層塗膜を形成す
る方法において、該ベース塗料の噴霧塗装工程で発生す
る未塗着塗料中に含まれている水溶性有機溶剤を微生物
の作用により分解せしめることによって、容易に無公害
化する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】親水性樹脂、架橋剤及び水溶
性有機溶剤を含有する有機溶剤型ベース塗料、水性塗料
及びクリヤ塗料を用い、これらを被塗物にウエットオン
ウエットで順次噴霧塗装し、加熱してこれら塗料の塗膜
を一緒に硬化する、いわゆる「３コート１ベイク」（３
Ｃ１Ｂ）方式で複層塗膜を形成する方法は公知である。

【０００３】この方式によれば、ベース塗料は有機溶剤
系であるために被塗面とのヌレ性がよく、仕上り外観に
すぐれ、また、ベース塗料の未硬化塗膜は強い吸水性を
有しているため、その塗面に塗装された水性塗料の塗膜
中の水分が急速に下層に吸収されて粘度が上昇し、塗膜
のタレなどの発生が防止され、しかも、水性塗料の塗装
時に湿度が変動しても塗料がタレたり肌荒れが生じるこ
とがないなどの利点を有しているので、上記の複層塗膜
の形成方法は、仕上り外観が重要視される自動車外板部
の上塗り塗膜の形成に広く利用されている。

【０００４】一方、塗料の噴霧塗装における被塗物への
塗料の塗着率は、被塗物の形状や大きさ等によって異な
るが、通常、噴霧ノズルから吐出される塗料の量を基準
にして５０〜７０重量％であり、残りの５０〜３０重量
％が未塗着塗料となる。塗装工程で発生する未塗着塗料
及び揮散する有機溶剤の処理は、従来、次のようにして
行われている。

【０００５】上記の３Ｃ１Ｂ方式において、有機溶剤型
ベース塗料及び水性塗料の噴霧塗装は、通常、１つの水
洗式塗装ブース内で行われ、クリヤ塗料の噴霧塗装は、
別の水洗式塗装ブースを使用して行われることが多い。
これらの噴霧塗装工程で揮散する有機溶剤量に関し、そ
の量が規制値（日本国としては規制値は設けていない
が、日本の自動車塗料業界では「６０ｇ／ｍ²（塗装面
積）以下」と自主的に規制している）以下であれば無処
理で大気中に放出され、規制値以上である場合には焼却
処理されている。一方、有機溶剤型ベース塗料及び水性
塗料の噴霧塗装時の未塗着塗料は水洗式塗装ブースの水
洗水により捕獲され、そこに含まれる顔料及び樹脂成分
は凝集剤により凝集沈殿せしめられ分離され産業廃棄物
として処理され、そして有機溶剤を含有する水洗水は焼
却処理するか又は河川放流値に達するまで上水で希釈し
た後河川に放流されている。

【０００６】また、クリヤ塗料は普通有機溶剤系であ
り、その噴霧塗装工程において水洗式塗装ブースの水洗
水により捕獲される未塗着のクリヤ塗料に含まれる水不
溶性有機溶剤は水洗水に溶解することなく水面に浮遊す
るので容易に分離回収することができ、それは産業廃棄
物として処理されている。

【０００７】上記の３Ｃ１Ｂ方式での塗装工程で特に問
題となるのは、有機溶剤型ベース塗料及び水性塗料の噴
霧塗装工程から発生する未塗着塗料を捕獲した水洗水の
処理である。まず第一に、上記のとおり、顔料及び樹脂
成分が分離除去された後の水洗水は焼却処理するか又は
河川放流値（例えば、特定された範囲のＢＯＤ（生物学
的酸素要求量）又はＣＯＤ（化学的酸素要求量））まで
上水で希釈した後に河川に放流されているが、焼却処理
には、焼却設備の構築、維持管理及び操作などのために
多大の費用がかかり、塗装コストが高くなるという問題
がある。また、河川に放流するためには、河川放流値に
希釈するのに大量の水が必要となるという問題がある。
さらに、水洗水に含まれる有機溶剤型ベース塗料及び水
性塗料の両塗料の顔料及び樹脂成分を凝集沈殿させるた
めの凝集剤の効果は各塗料によって異なるので、有機溶
剤型ベース塗料及び水性塗料の両塗料が混入している水
洗水から、両塗料の顔料及び樹脂成分を同時に効率よく
凝集沈殿させる凝集剤の選択が困難であるという問題も
ある。

【０００８】本発明の目的は、親水性樹脂、架橋剤及び
水溶性有機溶剤を含有する有機溶剤型ベース塗料、水性
塗料及びクリヤ塗料を用い３Ｃ１Ｂ方式で複層塗膜を形
成する方法において、本方法がもつ前述の如き利点を生
かしつつ、上記の如き問題を解決すること、特に、未塗
着の該有機溶剤型ベース塗料を捕獲した水洗水に含まれ
る水溶性有機溶剤を焼却処理し又は河川放流のためのＢ
ＯＤ及びＣＯＤなどの水質管理をする必要なしに、低コ
ストで容易に処理することができる方法を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく鋭意研究を行なった結果、今回、該有機
溶剤型ベース塗料を噴霧塗装し、その未塗着塗料中に含
まれる水溶性有機溶剤を微生物の作用により分解し無公
害化することにより、上記の目的を達成することができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】かくして、本発明によれば、被塗物に、親
水性樹脂、架橋剤及び水溶性有機溶剤を含有する有機溶
剤型ベース塗料（Ａ）、水性塗料（Ｂ）及びクリヤ塗料
（Ｃ）をウエットオンウエットで順次塗装し、ついで加
熱してこれら塗料（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の塗膜を３Ｃ
１Ｂ方式で一緒に硬化せしめて複層塗膜を形成する方法
において、上記ベース塗料（Ａ）を被塗物に噴霧塗装
し、その未塗着塗料を水に接触させて回収し、該未塗着
塗料に含まれている水溶性有機溶剤を微生物により分解
せしめることを特徴とする方法が提供される。

【００１１】以下、本発明の方法（以下、「本方法」と
いう）についてさらに詳細に説明する。

【００１２】

【発明の実施の形態】有機溶剤型ベース塗料（Ａ）及び
その塗装：本方法で使用される有機溶剤型ベース塗料
（Ａ）は、親水性樹脂（Ａ−１）、架橋剤（Ａ−２）及
び水溶性有機溶剤（Ａ−３）を必須成分として含有し、
且つ水を実質的に含まないベース塗料である。

【００１３】親水性樹脂（Ａ−１）は水溶化又は水分散
化が容易な樹脂であり、例えば、カルボキシル基が併存
する水酸基含有樹脂（ａ）の塩基性物質による中和物を
好適に使用することができる。

【００１４】水酸基含有樹脂（ａ）は１分子中にカルボ
キシル基及び水酸基を併存し、その酸価は５〜１００ｍ
ｇＫＯＨ／ｇの範囲内、特に１０〜７０ｍｇＫＯＨ／
ｇ、水酸基価は１０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に３０
〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内に含まれていることが好
ましい。カルボキシル基は中和されて樹脂に親水性を付
与するのに役立ち、水酸基は架橋剤（Ａ−２）と反応し
て塗膜の架橋硬化に関与する。かかる水酸基含有樹脂
（ａ）としては、カルボキシル基及び水酸基を含有する
それ自体既知の樹脂、例えば、アクリル樹脂、ビニル樹
脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などがあげられ、
これら樹脂は一般に約１０００〜約１０００００、特に
約３０００〜約５００００の範囲内の数平均分子量を有
していることが好ましい。さらに、水酸基含有樹脂
（ａ）として、アクリル樹脂又はビニル樹脂をポリエス
テル樹脂にグラフト化したグラフト重合体を使用するこ
ともできる。

【００１５】水酸基含有樹脂（ａ）のカルボキシル基の
中和は塩基性物質を用いて行うことができ、中和の時期
は架橋剤（Ａ−２）などと混合する前であることが好ま
しい。塩基性物質としては水溶性のものが好ましく、例
えば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロ
ピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、２−
エチルヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ジメチ
ルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、
トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチ
ルアミン、エチレンジアミン、モルホリン、Ｎ−アルキ
ルモルホリン、ピリジン、モノイソプロパノールアミ
ン、メチルエタノールアミン、メチルイソプロパノール
アミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロパノー
ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン
などのアミン類があげられ、これらの使用量は水酸基含
有樹脂（ａ）中のカルボキシル基に対して通常０．１〜
２．０当量の範囲内が適している。

【００１６】架橋剤（Ａ−２）としては、塗料分野で通
常使用されているそれ自体既知のもの、例えば、ブロッ
クポリイソシアネ−ト、メラミン樹脂などがあげられ、
これらは、加熱により、親水性樹脂（Ａ−１）の水酸基
と反応して、ベース塗料（Ａ）の塗膜を三次元に架橋硬
化せしめることができる。架橋剤（Ａ−２）は通常２０
０〜５０００の範囲内の分子量を有することが好まし
い。

【００１７】親水性樹脂（Ａ−１）と架橋剤（Ａ−２）
との配合比率は、一般に、固形分重量に基いて、親水性
樹脂（Ａ−１）は５０〜９０％、特に６０〜８０％、架
橋剤（Ａ−２）は５０〜１０％、特に４０〜２０％の範
囲内が適している。

【００１８】水溶性有機溶剤（Ａ−３）としては水に溶
解しやすい、具体的には２０℃において水１００重量部
あたり５０重量部以上、特に１００重量部以上溶解する
有機溶剤が適している。具体的には、例えば、酢酸エチ
レングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレング
リコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコー
ルモノエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコー
ルモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエー
テル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプ
ロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、アリルアルコール、ｎ−プロ
ピルアルコール、イソプロピルアルコール、第３ブチル
アルコール、エチレングリコール、１，２−プロピレン
グリコール、１，３−ブチレングリコール、２，３−ブ
チレングリコール、ヘキシレングリコール、ヘキサンジ
オール、ジプロピレングリコール、アセトン、ジアセト
ンアルコールなどが好適に使用できる。

【００１９】水溶性有機溶剤（Ａ−３）は、場合によ
り、水溶性有機溶剤（Ａ−３）より水への溶解性が低い
難−もしくは非水溶性有機溶剤を併用することも可能で
あり、その場合のその使用量は、両有機溶剤の合計重量
を基準にして、難−もしくは非水溶性有機溶剤が５０％
以下、特に３０％以下の範囲内であることが好ましい。
かかる難−もしくは非水溶性有機溶剤としては、エステ
ル系、エーテル系、アルコール系、アミド系、ケトン
系、脂肪族炭化水素系、脂環族炭化水素系、芳香族炭化
水素系の溶剤から選ばれる水溶性有機溶剤（Ａ−３）以
外の有機溶剤があげられる。

【００２０】有機溶剤型ベース塗料（Ａ）は、親水性樹
脂（Ａ−１）及び架橋剤（Ａ−２）を水溶性有機溶剤
（Ａ−３）に混合することによって調製することがで
き、さらに必要に応じて、通常の塗料添加剤、例えば、
ソリッドカラー顔料、メタリック顔料、光干渉性顔料、
非水溶性有機溶剤、体質顔料、硬化触媒、塗面調整剤、
酸化防止剤、流動調整剤、顔料分散剤、シランカップリ
ング剤、沈降防止剤、非水溶性有機溶剤などを配合する
ことができる。

【００２１】ベース塗料（Ａ）は、無色透明、ソリッド
カラー調、メタリック調又は光干渉調の透明又は不透明
の塗膜のいずれを形成するものであってもよい。

【００２２】本方法において、ベ−ス塗料（Ａ）は、一
般に、固形分含有率を２０〜５０重量％、好ましくは３
０〜４５重量％、粘度を１０〜３０秒、好ましくは１５
〜２５秒／フォードカップ＃４／２０℃に調整し、金属
製又はプラスチック製の自動車車体外板などの被塗物に
直接、又は電着塗料などの下塗塗料及び場合により中塗
塗料などを塗装し硬化した後に塗装することができる。

【００２３】有機溶剤型ベース塗料（Ａ）は、それ自体
既知の塗装法、例えば、静電塗装法に従い、或いはエア
レススプレー、エアスプレーなどの噴霧式塗装装置を使
用して、被塗物に霧状に噴霧塗装することができる。塗
装膜厚は、一般に、硬化塗膜に基いて５〜５０μｍ、特
に１０〜２５μｍの範囲内が適している。

【００２４】ベ−ス塗料（Ａ）は、通常、水洗式塗装ブ
ース内において噴霧塗装され、その塗料粒子は被塗物表
面に塗着するものと、塗着せずに回収されるものとに分
類される。前者の被塗物に塗着したベース塗料は本来の
塗膜を形成するが、後者の被塗物に塗着しなかった塗料
粒子の殆ど又はすべては、通常、ブース内部の空気流の
作用により吸引し、水と接触させることにより水中に捕
獲することができる。

【００２５】ベ−ス塗料（Ａ）の噴霧塗装及び未塗着塗
料の回収は、従来実施されているように、次に行われる
水性塗料（Ｂ）の噴霧塗装及び未塗着塗料の回収と同じ
水洗式塗装ブース内で行うこともできるが、本発明では
別個に行うことが望ましい。それによって、ベース塗料
（Ａ）と水性塗料（Ｂ）の両塗料が混入している水洗水
から顔料及び樹脂成分の同時凝集沈殿に必要な凝集剤の
選択の問題を回避することができる。

【００２６】ベ−ス塗料（Ａ）に含まれる水溶性有機溶
剤のごく一部（通常は、全有機溶剤の約２０重量％以
下）は被塗物に塗着せず、処理水にも捕獲されず、塗装
ブース内に揮散することもあるが、その量が規制値以下
であれば、そのまま大気中に放出し、規制値以上であれ
ば焼却処理することができる。

【００２７】被塗物に塗着しなかったベ−ス塗料（Ａ）
粒子が捕獲された水［以下、処理水（ａ）という］にお
いて、親水性樹脂（Ａ−１）及び架橋剤（Ａ−２）なら
びに顔料などの塗料添加剤などは水に溶解又は分散し、
水溶性有機溶剤（Ａ−３）は水に溶解している。水溶性有機溶剤の微生物分解処理：本発明に従えば、処
理水（ａ）は、そこに含まれる水溶性有機溶剤（Ａ−
３）の微生物分解処理に付される。この微生物分解処理
は、例えば、以下に述べる如き手順に従って行われる。

【００２８】まず処理水（ａ）を曝気槽に送る。曝気槽
は主に水と活性汚泥から構成されており、さらに、散気
管又はエアーレーターなどにより曝気槽に空気が供給さ
れ、活性汚泥が均一に流動せしめられる。曝気槽内の活
性汚泥中に含まれる微生物の作用により、送られてきた
処理水（ａ）に含まれている水溶性有機溶剤（Ａ−３）
は、水と炭酸ガスに生物分解されて無公害化される。同
時に、親水性樹脂（Ａ−１）及び架橋剤（Ａ−２）はそ
れらの種類によってはその一部が同様に分解されること
もある。その結果、曝気槽において、処理水（ａ）に捕
獲された未塗着のベ−ス塗料（Ａ）に含まれる水溶性有
機溶剤（Ａ−３）は活性汚泥に含まれる微生物により分
解されて無公害化することができる。曝気槽中の活性汚
泥には、多種類の微生物が存在しており、それらの微生
物菌群の働きにより水溶性有機溶剤が生物分解されるも
のと推察されいる。水溶性有機溶剤を生物分解しうる微
生物としては、例えば、シュードモナス属、ロドコッカ
ス属、アシネトバクター属、バチルス属などに属する単
離微生物菌株を適宜組み合わせて用いることもできる
が、実際には、活性汚泥中に含まれる多くの微生物菌群
を使用することが好ましい。曝気槽中の微生物を活性化
状態に維持するために、曝気槽のｐＨは、用いる微生物
の至適ｐＨ、一般には、ｐＨ６〜８、特に６．５〜７．
５の範囲内に調整することが適している。

【００２９】曝気槽で処理された後の液［以下、処理液
（ｂ）という］は、沈降槽に送って、ｐＨ調整、凝集剤
の添加などにより、微生物により生物分解されなかった
樹脂成分及び顔料成分を沈降させ、水と分離することが
望ましい。例えば、前記で例示した如き塩基性物質など
を添加して、処理液（ｂ）のｐＨを６〜８、特に６．５
〜７．５の範囲内に調整することによって、樹脂成分及
び顔料成分を沈降させ、水と分離することができる。

【００３０】処理水（ａ）の微生物分解処理は上記と逆
の順序で行ってもよい。すなわち、まず処理水（ａ）を
沈降槽に送り上記の如くして樹脂成分及び顔料成分を沈
降させ、水と分離した後、その上澄み液を曝気槽に送っ
て、そこに含まれる水溶性有機溶剤（Ａ−３）を生物分
解するようにすることもできる。

【００３１】沈降槽での処理によって得られる上澄み液
は、公害を発生させるような有害物質は殆ど含まれてい
ないので、そのまま河川などに廃棄することができ、或
いは工業用水、生活用水として再利用することもでき
る。一方、沈降した樹脂成分及び顔料成分などは取出
し、焼却、埋め立てに利用などの通常の廃棄処理を行な
うことができる。また、沈降物中に上記の活性汚泥が混
入することがあるので、それらは適宜取出して、曝気槽
に返却し再利用することも可能である。

【００３２】有機溶剤型ベース塗料（Ａ）を噴霧塗装す
ることにより被塗物上に塗着した塗膜は、室温で放置す
るか、又は１００℃以下の温度で１〜６０分程度乾燥し
て、例えば、塗膜のゲル分率が６０重量％以下、特に４
０重量％以下である未硬化の塗膜を形成する。本方法で
は、このようにして形成されたベース塗料（Ａ）の未硬
化の塗膜面に、水性塗料（Ｂ）を塗装することができ
る。

【００３３】なお、ベ−ス塗料（Ａ）の塗膜のゲル分率
は、該ベ−ス塗料（Ａ）を構成する親水性樹脂（Ａ−
１）、架橋剤（Ａ−２）及び水溶性有機溶剤（Ａ−３）
からなる組成物をブリキ板に硬化塗膜で２０μｍの膜厚
になるように塗装し、所定の条件で乾燥せしめた後、そ
の塗膜を単離し、３００メッシュのステンレススチ−ル
製の網状容器に入れ、アセトン／メタノ−ル＝１／１
（重量比）混合溶剤を用いて還流温度で６時間抽出させ
たのち、式［ゲル分率％＝（抽出後の試料の重量／抽出
前の試料の重量）×１００］に従って計算することがで
きる。水性塗料（Ｂ）及びその塗装：水性塗料（Ｂ）は、下層
のベース塗料（Ａ）の塗膜の色調を透視することができ
る塗膜を形成する塗料であることが好ましく、例えば、
無色透明又は（半）透明のソリッドカラー調、メタリッ
ク調又は光干渉調の塗膜を形成することができる水性塗
料を有利に使用することできるが、特に、メタリック調
又は光干渉調の塗膜を形成しうる水性塗料が好適であ
る。

【００３４】水性塗料（Ｂ）は、通常、基体樹脂、架橋
剤、顔料及び水を含有する液状塗料であることができ
る。

【００３５】基体樹脂は水溶化又は水分散化が容易な樹
脂であり、例えば、上記ベース塗料（Ａ）で説明したカ
ルボキシル基が併存する水酸基含有樹脂（ａ）と同様の
樹脂を好適に使用することができる。この樹脂の水溶化
又は水分散化にあたり、カルボキシル基を中和すること
が好ましく、その中和剤としては上記ベース塗料（Ａ）
で説明した塩基性物質を同様に使用することができる。
架橋剤としては、例えば、ブロックポリイソシアネ−
ト、メラミン樹脂などの塗料分野でそれ自体既知の架橋
剤を使用することができ、これらは、加熱により、基体
樹脂の水酸基と反応して、水性塗料（Ｂ）の塗膜を三次
元に架橋硬化せしめることができる。架橋剤は通常２０
０〜５０００の範囲内の分子量を有することが好まし
い。

【００３６】基体樹脂と架橋剤との配合比率は、一般
に、固形分重量に基いて、基体樹脂は５０〜９０％、特
に６０〜８０％、架橋剤は５０〜１０％、特に４０〜２
０％の範囲内が適している。

【００３７】水性塗料（Ｂ）は、基体樹脂及び架橋剤を
水に溶解又は分散することによって調製することがで
き、さらに必要に応じて、通常の塗料添加剤、例えば、
ソリッドカラー顔料、メタリック顔料、光干渉性顔料、
有機溶剤、体質顔料、硬化触媒、塗面調整剤、酸化防止
剤、流動調整剤、顔料分散剤、シランカップリング剤、
沈降防止剤などを配合することができる。

【００３８】特に、水性塗料（Ｂ）としては、メタリッ
ク顔料を配合してなる水性メタリック塗料が好適に使用
される。メタリック顔料としては、ノンリ−フィング型
アルミニウムフレ−ク顔料が好適に使用でき、該フレ−
ク顔料は長手方向寸法が２〜５０μｍ、厚さが０．１〜
２μｍであることが好ましい。

【００３９】水性塗料（Ｂ）において、アルミフレ−ク
顔料を水中で安定に分散させるために、さらに必要に応
じて不動態化剤（パシベ−タ）を配合することが好まし
い。不動態化剤としては、例えば、特開昭６１−４７７
７１号公報に記載の反応生成物が好適に使用でき、具体
的には、りん原子に結合した少なくとも１つの酸性ヒド
ロキシル基を含有し且つ式−Ｏ−Ｐ＝Ｏ（ＯＨ）₂の基
を分子中に含有する化合物（ｉ）と、少なくとも１つの
エポキシド基を分子中に含有する化合物（ｉｉ）との反
応生成物があげられる。

【００４０】化合物（ｉ）には、オルトりん酸またはそ
のモノエステルが包含され、エステル形成基としては、
例えば、アルキル、アルコキシアルキル、アリ−ル、ア
ルキル置換アリ−ル、シクロアルキル、複素環式基など
があげられる。化合物（ｉ）としては、具体的には例え
ば、りん酸モノブチル、りん酸モノアミル、りん酸モノ
ノニル、りん酸モノセチル、りん酸モノフェニル、りん
酸モノベンジルなどがあげられる。

【００４１】化合物（ｉｉ）としては、例えば、フェニ
ルグリシジルエ−テル、α−ナフチルグリシジルエ−テ
ル、β−ナフチルグリシジルエ−テルおよびこれらの化
合物の芳香族環上に炭素数６以下のアルキル置換基をも
つ対応する化合物；ベンジルグリシジルエ−テルなどの
芳香族モノグリシジルエ−テル；グリシジルベンゾエ−
ト、グリシジルナフトエ−トおよび置換安息香酸のグリ
シジルエステル、ナフトエ酸のグリシジルエステルなど
の芳香族モノカルボン酸のグリシジルエステル、シクロ
ヘキセンオキシドのような脂環式エポキシド；多価フェ
ノ−ルまたは水添多価フェノ−ルのグリシジルポリエ−
テル；グリシジル（メタ）アクリレ−ト、アリルグリシ
ジルエ−テルなどのエポキシ基含有単量体とスチレンや
α−メチレンなどのその他の単量体との共重合体などが
あげられる。

【００４２】化合物（ｉ）と化合物（ｉｉ）との反応割
合は、化合物（ｉｉ）として１つのエポキシド基を含有
する化合物を使用した系では、生成物中に遊離のＰ−Ｏ
Ｈ基が少なくとも１個保留される範囲が好ましい。ま
た、化合物（ｉｉ）として２つ以上のエポキシド基を含
有する化合物を使用した系でも、その生成物中に遊離の
ＰＯＨ基が少なくとも１個保留される範囲が好ましい
が、反応中にゲル化するおそれがあるので、１つのエポ
キシド基を含有する化合物を併用することが好ましい。
反応生成物は、遊離のＰ−ＯＨ基を含有し、かつ正の酸
価を有しており、このままでも不動態化剤として使用す
ることができるが、さらに上記したアミン化合物で中和
してなる塩の形で用いるのが一般的である。

【００４３】メタッリク型の水性塗料（Ｂ）において、
不動態化剤の配合量は、アルミフレ−ク１０重量部あた
り、１０重量部以下、特に０．１〜３重量部の範囲内が
適している。

【００４４】本方法において、水性塗料（Ｂ）は、固形
分含有率を２０〜５０重量％、好ましくは３０〜４５重
量％、粘度を１０〜３０秒、好ましくは１５〜２５秒／
フォードカップ＃４／２０℃に調整し、ベース塗料
（Ａ）の未硬化塗面に、それ自体既知の塗装法、例え
ば、静電塗装、エアレススプレ−、エアスプレ−などに
より噴霧塗装することが好ましい。塗装膜厚は、一般
に、硬化塗膜に基いて５〜２５μｍ、特に１０〜２０μ
ｍの範囲内が適している。

【００４５】ベース塗料（Ａ）の未硬化塗膜に含まれる
親水性樹脂（Ａ−１）及び水溶性有機溶剤（Ａ−３）は
強い水吸収性を有しているので、例えば、かかる未硬化
塗面にアルミフレーク顔料を含む水性塗料（Ｂ）を塗装
すると、その塗膜中の水分が下層のベース塗料塗膜に吸
収され、水性塗料（Ｂ）塗膜の粘度が上昇しアルミフレ
−ク濃度が高くなって、アルミフレ−クが均一且つち密
に塗膜に平行（水平）に配向しやすくなり、その結果、
これまでのメタリック塗膜にはみられなかった、白く且
つ金属光沢感にすぐれ、しかもフリップフロップ性の強
いメタリック塗膜を形成させることができる。しかも、
水性塗料（Ｂ）の塗装時の周囲の湿度の高低になんら左
右されることなく、メタリック外観がすぐれた塗膜を形
成することができる。

【００４６】水性塗料（Ｂ）は、通常、塗装ブース内に
おいて噴霧塗装され、その噴霧粒子はベース塗料（Ａ）
の未硬化塗膜面に塗着するものと、塗着せずに回収され
るものとに分類される。前者の塗着した水性塗料（Ｂ）
は本来の塗膜を形成するが、後者の被塗物に塗着しなか
った塗料粒子の殆ど又はすべては塗装ブース内の空気の
作用により吸引し、水と接触させることにより水中に捕
獲することができる。

【００４７】未塗着の水性塗料（Ｂ）粒子が捕獲された
水［以下、処理水（ｃ）という］において、水性塗料
（Ｂ）に含まれる基体樹脂及び架橋剤などは水に溶解又
は分散している。

【００４８】この処理水（ｃ）は、例えば、循環槽に送
り、そこでｐＨ調整、凝集剤添加などにより、樹脂成分
及び顔料成分を浮上又は沈降させて、水と分離すること
ができる。具体的には例えば、前記した塩基性物質など
を処理水（ｃ）に添加して、処理液（ｃ）のｐＨを６〜
８、特に６．５〜７．５の範囲内に調整するか、或いは
凝集剤を添加することによって、樹脂成分及び顔料成分
を浮上又は凝集沈降させて、水と分離することができ
る。

【００４９】循環槽での処理によって分離された水は、
公害を発生させるような有害物質は殆ど含まれていない
のでそのまま河川などに廃棄するか、又は塗着しなかっ
た水性塗料（Ｂ）の塗料粒子の捕獲のために再使用する
ことができる。一方、分離した樹脂成分及び顔料成分な
どはスラッジとして取出し、乾燥し、さらに焼却又は埋
め立てなどへの利用などの通常の廃棄処理を行なうこと
ができる。

【００５０】本方法において、この捕獲及び循環槽での
分離工程は、上記のベース塗料（Ａ）の未塗着塗料の捕
獲などの工程と同じブース内で行うこともできるが、該
工程とは別個独立に区別された箇所で行うことが好まし
い。

【００５１】本方法では、ベース塗料（Ａ）の未硬化塗
面に水性塗料（Ｂ）を塗装した後、室温で放置して、又
は１００℃以下の温度で１〜６０分程度強制乾燥してか
ら、これらの塗膜が未硬化の状態で、クリヤ塗料（Ｃ）
が塗装される。クリヤ塗料（Ｃ）及びその塗装：クリヤ塗料（Ｃ）は、
基体樹脂、架橋剤及び有機溶剤を含有し、さらに必要に
応じて、ソリッドカラ−顔料、メタリック顔料、干渉性
顔料、紫外線吸収剤などを配合してなる、隣接する下層
の水性塗料（Ｂ）の塗膜を視認できる程度の透明性を有
する無色透明又は有色透明の塗膜を形成することができ
る有機溶剤系熱硬化性塗料であることが好ましい。

【００５２】クリヤ塗料（Ｃ）に使用できる基体樹脂と
しては、例えば、水酸基、カルボキシル基、シラノ−ル
基、エポキシ基などの架橋性官能基を含有するアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、
ウレタン樹脂、シリコン含有樹脂などの樹脂があげら
れ、特に、架橋性官能基含有アクリル樹脂が好ましい。
また、架橋剤としては、これらの架橋性官能基と反応し
うるメラミン樹脂、尿素樹脂、（ブロック）ポリイソシ
アネ−ト化合物、エポキシ化合物又は樹脂、カルボキシ
ル基含有化合物又は樹脂、酸無水物、アルコキシシラン
基含有化合物又は樹脂などがあげられる。基体樹脂と架
橋剤との配合比率は、一般に、両成分の固形分合計重量
に基いて、基体樹脂は５０〜９０％、特に６５〜８０
％、架橋剤は５０〜１０％、特に４５〜２０％が適して
いる。

【００５３】クリヤ塗料（Ｃ）は、有機溶剤を加えて塗
装時の固形分濃度を約３０〜約８０重量％、好ましくは
約４０〜約６０重量％に調整した後、それ自体既知の塗
装法、例えば、静電塗装法により、或いはエアレススプ
レー、エアスプレーなどの噴霧塗装装置を使用して、水
性塗料（Ｂ）の未硬化塗面に霧状に噴霧塗装することが
できる。その塗装膜厚は、一般に、硬化塗膜に基いて１
０〜６０μｍ、特に２０〜５０μｍの範囲内が適してい
る。

【００５４】クリヤ塗料（Ｃ）は、通常、塗装ブース内
において噴霧塗装され、その噴霧粒子は水性塗料（Ｂ）
の未硬化塗面に塗着するものと、塗着せずに回収される
ものとに分類される。前者の未硬化塗面に塗着したクリ
ヤ塗料（Ｃ）は本来の塗膜を形成するが、未硬化塗面に
塗着しなかった後者の噴霧塗料粒子の殆ど又はすべては
塗装ブース内の空気の作用により吸引し、水と接触させ
ることにより水中に捕獲することができる。

【００５５】未塗着のクリヤ塗料（Ｃ）粒子が捕獲され
た水において、該塗料中に含まれる基体樹脂、架橋剤及
び有機溶剤などは水に溶解することは殆どなく、水中で
粒子状に分散している。

【００５６】未塗着のクリヤ塗料（Ｃ）粒子が捕獲され
た処理水は、例えば、自然放置することによって、基体
樹脂、架橋剤及び有機溶剤などの水不溶成分が浮上し、
水と分離せしめることができる。このようにして分離し
た基体樹脂、架橋剤及び有機溶剤を含有する混合物はス
ラッジとして取出され、乾燥し、さらに焼却又は埋め立
てなどへの利用などの通常の廃棄処理を行なうことがで
きる。一方、水には公害を発生させるような有害物質を
含有していないので、河川などに放流することができ、
又は未塗着のクリヤ塗料（Ｃ）粒子の捕獲用に再利用す
ることも可能である。

【００５７】クリヤ塗料（Ｃ）粒子の捕獲及び分離工程
は、上記のベース塗料（Ａ）及び水性塗料（Ｂ）の捕
獲、分離工程などとは別個独立に区別された箇所で行う
ことができる。

【００５８】上記の如くしてベース塗料（Ａ）、水性塗
料（Ｂ）及びクリヤ塗料（Ｃ）がウエットオンウエット
で順次塗装された複層塗膜は、通常、約１３０〜約１５
０℃の温度で１５〜３０分間程度加熱することにより同
時に架橋硬化させることができる。

【００５９】この焼付け工程で揮散する有機溶剤の量は
少ないが、焼却処理することも可能である。以上に述べ
た本方法によれば、水溶性有機溶剤を含有する有機溶剤
型ベース塗料（Ａ）、水性塗料（Ｂ）及びクリヤ塗料
（Ｃ）を３Ｃ１Ｂ方式で塗装して複層塗膜を形成する方
法において、ベース塗料（Ａ）の塗装工程で発生する未
塗着塗料中に含まれている水溶性有機溶剤を微生物によ
り分解せしめることにより、複層塗膜の形成工程でのＶ
ＯＣ（揮発性有機化合物）排出量の削減、無公害化を図
ることができる。

【００６０】しかも、本方法によれば、有機溶剤型ベー
ス塗料（Ａ）、水性塗料（Ｂ）及びクリヤ塗料（Ｃ）の
各塗装工程で発生する未塗着の噴霧塗料粒子の廃棄処理
は、それぞれ別個に行なうことができ、相互に共有、混
合することがないので、特に、ベース塗料（Ａ）の処理
工程で使用する微生物の生存環境のコントロールが容易
になる。また、本方法によれば、水性塗料（Ｂ）の廃棄
処理工程では、他の塗料中の有機溶剤などの混入がない
ので、ｐＨ調整、凝集、水分離などの作業が容易にな
り、さらに、クリヤ塗料（Ｃ）の廃棄処理工程では、他
の水性塗料成分の混入がないので、スラッジ化が容易に
なる等の種々の優れた工業的効果が得られる。

【００６１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明をする。なお、「部」及び「％」はそれぞれ重量部
及び重量％である。実施例１有機溶剤型ベース塗料（Ａ）：ジメチルアミノエター
ノルで中和された、酸価４０、水酸基価５２及び数平均
分子量約１００００のアクリル樹脂７８８部、水溶性メ
ラミン樹脂３３４部、青系有機顔料１１４部、黒系顔料
２２部、ならびに水溶性有機溶剤としてプロピレングリ
コールメチルエーテル１４２０部、エチレングリコール
ブチルエーテル２４０部及びジエチレングリコールブチ
ルエーテル４９０部を混合してなる有機溶剤型ベース塗
料。固形分含有率３７％、粘度１５秒／フォードカップ
♯４／２０℃。

【００６２】水性塗料（Ｂ）：アクリル樹脂エマルジ
ョン２０部、ジメチルアミノエタノールで中和された、
酸価４０，水酸基価７２及び数平均分子量約１３０００
のアクリル樹脂５０部、水溶性メラミン樹脂３０部、な
らびにフレーク状アルミニウム顔料１４部を水に混合し
てなる水性メタリック塗料。有機溶剤は殆ど含有してい
ない。固形分含有率２０％、粘度１５秒／フォードカッ
プ♯４／２０℃。

【００６３】クリヤ塗料（Ｃ）：水酸基価１２０及び
数平均分子量約６０００のアクリル樹脂７０部、水溶性
メラミン樹脂３０部及び２５％ドデシルベンゼンスルホ
ン酸０．１部をスワゾール♯１０００に加えて、不揮発
分５５％、粘度３０秒／フォードカップ♯４／２０℃に
調整したもの。ハイソリッド型。

【００６４】被塗物：カチオン電着塗料をりん酸亜鉛
処理した鋼板に膜厚２０μｍ（硬化塗膜）になるように
電着塗装し、１７０℃で２０分加熱して硬化させたも
の。

【００６５】被塗物に、上記組成の２倍量（６８１６
部）の有機溶剤型ベース塗料（Ａ）を塗装ブース内で膜
厚２０μｍ（硬化膜厚）になるように噴霧塗装した。未
塗着塗料（３４０８部；塗着率５０％）はブース内の水
洗水に捕獲し（処理液ａ）、曝気槽に送った。

【００６６】曝気槽は、主に水と活性汚泥から構成され
ており（約２０００００部）、散気管又はエアーレータ
ーなどにより空気が供給され、曝気槽中の活性汚泥に
は、多種類の微生物が存在しており、例えば、シュード
モナス属、ロドコッカス属、アシネトバクター属、バチ
ルス属などが活性汚泥に含まれ、ｐＨ６．５〜７．５の
範囲内に維持されている。

【００６７】この曝気槽において、上記の処理液ａを２
４時間処理したのちの水溶性有機溶剤量は、プロピレン
グリコールメチルエーテル１２６０部、エチレングリコ
ールブチルエーテル２００部及びジエチレングリコール
ブチルエーテル３１０部にそれぞれ減量しており、微生
物によって水溶性有機溶剤量を合計で３８０部（約１８
重量％）減量することができた。この処理をさらに長時
間継続することのより有機溶剤量を一層減量することが
でき、最終的にはゼロにすることができた。

【００６８】さらに、未硬化の有機溶剤型ベース塗料
（Ａ）の塗面に水性塗料（Ｂ）の別の塗装ブース内で膜
厚１５μｍ（硬化塗膜）になるように噴霧塗装し、未塗
着塗料はブース内の水洗水に捕獲した。水性塗料（Ｂ）
が捕獲された水洗水に硫酸アルミニウムを添加し、水性
塗料（Ｂ）に含まれる樹脂成分及び顔料成分を凝縮さ
せ、分離して産業廃棄物処理業者に廃棄処理を依頼し
た。

【００６９】ついで、水性塗料（Ｂ）の未硬化塗面にク
リヤ塗料（Ｃ）を別の塗装ブース内で膜厚４０μｍ（硬
化塗膜）になるように噴霧塗装し、未塗着塗料はブース
内の水洗水に捕獲した。クリヤ塗料（Ｃ）は水洗水と混
合することがなく、水面に浮遊しているので容易に分離
することができ、それを産業廃棄物処理業者に廃棄処理
を依頼した。

【００７０】このように被塗物に有機溶剤型ベース塗料
（Ａ）、水性塗料（Ｂ）及びクリヤ塗料（Ｃ）をウエッ
トオンウエットで順次塗装した後、１４０℃で３０分間
加熱して複層塗膜を同時に架橋硬化させた。この加熱工
程で発生する有機溶剤は無処理のまま大気中に放出し
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D028 AB01 BA00 BD06 BD16 CC04 CD01 4D073 AA01 BB03 DC02 DC04 DC15 DC25 4D075 AA01 AA71 AA76 AE12 BB26Z CA47 CB06 DA06 DB02 DC11 EA06 EA07 EA13 EA43 EB16 EB22 EB32 EB33 EB35 EB36 EB38 EB43 EB45 EC30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被塗物に、親水性樹脂、架橋剤及び水溶
性有機溶剤を含有する有機溶剤型ベース塗料（Ａ）、水
性塗料（Ｂ）及びクリヤ塗料（Ｃ）を順次ウエットオン
ウエットで塗装し、ついで加熱してこれら塗料（Ａ）、
（Ｂ），（Ｃ）の塗膜を３コート１ベーク方式で一緒に
硬化せしめて複層塗膜を形成する方法において、上記ベ
ース塗料（Ａ）を被塗物に噴霧塗装し、その未塗着塗料
を水に接触させて回収し、該未塗着塗料に含まれている
水溶性有機溶剤を微生物により分解せしめることを特徴
とする方法。
【請求項２】ベース塗料（Ａ）、水性塗料（Ｂ）及び
クリヤ塗料（Ｃ）のそれぞれの塗装工程で発生する未塗
着塗料を、各塗料ごとに別個に処理する請求項1に記載
の方法。
【請求項３】噴霧塗装を水洗式塗装ブース内で行う請
求項1に記載の方法。
【請求項４】回収された未塗着のベース塗料（Ａ）を
含む水を曝気槽において活性汚泥で処理する請求項1に
記載の方法。
【請求項５】未塗着のベース塗料（Ａ）を含む水から
樹脂成分及び顔料成分を除去した後の上澄み液を曝気槽
において活性汚泥で処理する請求項４に記載の方法。