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業界人の必読書月刊ボディーショップレポート
KES・環境マネジメントシステム・スタンダード
塗装工場のVOC値の計算方法
   

■環境政策局
 VOC(揮発性有機化合物)規制の実際について調べてみました。現在、日本のVOCは「大気汚染防止法」という法律で定められています。そのなかの第2章の2に「揮発性有機化合物の排出の規制等」という項目があり、排出の基準内でなければならないという、項目があります。その排出基準は京都の場合、京都府の制定した「京都府環境を守り育てる条例施工規則」で定められています。その中の別表第3(第4条関係)に、塗料中に含まる物質ごとの排出基準値が示されています。(以下の表のとおりです。)

物質名
排出口基準
亜鉛及びその化合物
亜鉛として 20ミリグラム
アクリルアルデヒド
0.3立方センチメートル
アクリロニトリル
7立方センチメートル
アンチモン及びその化合物
アンチモンとして 0.3ミリグラム
アンモニア
100立方センチメートル
塩化水素
20立方センチメートル
塩化ビニル
10立方センチメートル
塩素
3立方センチメートル
カドミウム及びその化合物
カドミウムとして 0.2ミリグラム
キシレン
300立方センチメートル
クロム及びその化合物
クロムとして 0.2ミリグラム
クロロホルム
30立方センチメートル
シアン化水素及びシアン化合物
シアン化物イオンとして 20ミリグラム
ジクロロメタン
200立方センチメートル
臭素
0.3立方センチメートル
水銀及びその化合物
水銀として 0.2ミリグラム
すず及びその化合物
すずとして 7ミリグラム
窒素酸化物
(燃焼により生成するものを除く。)
100立方センチメートル
テトラクロロエチレン
200立方センチメートル
銅及びその化合物
銅として 0.3ミリグラム
トリクロロエチレン
200立方センチメートル
トルエン
200立方センチメートル
鉛及びその化合物
鉛として 0.3ミリグラム
ニッケル及びその化合物
ニッケルとして 3ミリグラム
二硫化炭素
30立方センチメートル
砒ひ素及びその化合物
砒ひ素として 2ミリグラム
フェノール
20立方センチメートル
弗ふつ素、弗ふつ化水素及び弗ふつ化珪けい素
弗ふつ化物イオンとして 5ミリグラム
ベンゼン
30立方センチメートル
ホスゲン
0.3立方センチメートル
ホルムアルデヒド
2立方センチメートル
マンガン及びその化合物
マンガンとして 1ミリグラム
メタノール
700立方センチメートル
メチルエチルケトン
300立方センチメートル
硫化水素
30立方センチメートル
硫酸
3ミリグラム

 さて、問題になるのは、塗装工場の排気口(主に塗装ブースの排気ダクト)から排出される気体、1立方メートルの中にどれくらい上記の物質が含まれているか、という基準の値です。これ以下であるというのが規制値です。

 では自社の工場からどれだけVOCを排出しているのか、計算する方法について、1つの例をあげて説明します。

  アンデックスCAB-H2
   
  W-101-134G
   
  デュポンG2-4700Sクリヤー

【計算の前に調べること】
@塗装ブースの排風量を調べる。
これはブースの取扱説明書か、ブースメーカーに聞くと判ります。
今回は仮に、圧送式ブースで排気ファンの出力が5.5KW、280立米/分ということにします。

Aスプレーガンの塗出量を調べる。
今回使用するスプレーガンはアネスト岩田W-101-134Gです。メーカーのカタログスペックから、塗出量は170g/分ということが判りました。アネスト岩田HPはコチラ→http://www.anest-iwata.co.jp/

 

B自社が使っている塗料のMSDSを取り寄せて、塗料の成分を調べる。
今回は例としてデュポンG2-4700SクロマクリヤーのMSDSから下記の成分だということが判りました。なお、MSDSはメーカーのホームページから取得できました。コチラ→ http://www.refinish.jp/dupont/

化学名  含有量 
キシレン  26% 
エチルベンゼン  6.5% 
メチルエチルケトン  5-10% 
メチルイソアミルケトン  3-5% 
アセトン  1-3% 
酢酸ブチル  1-3% 
メチルアミルケトン 1-3% 
メチルイソアミルケトン 1-3% 
ココアルキルジメチルアミン  0.3-1.0% 
酢酸  0.1-0.3% 
ペンタメチル-4-ペピリニジニルエステル  0.1-0.3% 
トルエン  0.1-0.3% 
規制対象外成分 40-50%

 この塗料中に含まれる物質のなかで、VOC規制に関係のあるものは前出の表から、トルエン、キシレン、メチルエチルケトンの3品目です。

【排出量の計算】
 さて、これらのデータからブースダクトからの、3品目の排出量を各々計算します。
概論は、ブース排風量の中にスプレーガンから噴霧されたVOCがどれだけ含まれているかを算出する。気中濃度および、府条例値の計算式は、右欄のとおりです。

トルエン C7H8  データ  計算式
分子量(モル質量 g/mol) 92.14  
比重 0.866g/ml  
塗料中含有量 0.3%  
スプレー噴霧量 170ml/min.  
ブース排気量 280立米/min.  
【トルエンの計算結果】
気中濃度

1.58mg/立米

スプレー噴霧量×比重×1000×塗料中含有量/100/排気量
京都府条例基準:300 (ppm)に対して 0.383 (ppm) 気中濃度(mg/立米)×22.4/分子量

 

キシレン C8H10  データ  計算式
分子量(モル質量 g/mol) 106.17  
比重 0.88g/ml  
塗料中含有量 26%  
スプレー噴霧量 170ml/min.  
ブース排気量 280立米/min.  
【キシレンの計算結果】
気中濃度

138.91mg/立米

スプレー噴霧量×比重×1000×塗料中含有量/100/排気量
京都府条例基準:300 (ppm)に対して 29.3 (ppm) 気中濃度(mg/立米)×22.4/分子量

.

メチルエチルケトン C4H8O データ  計算式
分子量(モル質量 g/mol) 72.11  
比重 0.805g/ml  
塗料中含有量 10%  
スプレー噴霧量 170ml/min.  
ブース排気量 280立米/min.  
【メチルエチルケトンの計算結果】
気中濃度

48.88mg/立米

スプレー噴霧量×比重×1000×塗料中含有量/100/排気量
京都府条例基準:300 (ppm)に対して 15.18 (ppm) 気中濃度(mg/立米)×22.4/分子量

上記計算により、3品目はいずれも基準値以下の数値となり、法に合致している結果となりました。

 

■トータルVOC

 もうひとつ、大気汚染防止法施行規則第15条の2では、下記の基準を定めています。
別表第5の2  関係するその中の2項を抜粋

揮発性有機化合物排出施設の種類  規模  排出基準 
     
塗装施設(吹付塗装を行うものに限る)  排風機が排風能力が1時間あたり100,000立米以上のもの 

自動車(道路運送車両法(第185号)第2条第2項に規定する自動車)の製造の用に供するもの 排出ガス1立米につき400立方センチメートル

全功に掲げる以外のもの  排出ガス1立米につき700立方センチメートル

     
     

【解説】
 「排風機が排風能力が1時間あたり100,000立米以上」とはいったいどれくらいものなのか?
イメージしやすいように、説明したいと思います。

 アンデックスの発売している、もっとも一般的な上下式プッシュプル型塗装ブースCAB-07の排風量は、453立米/分で、これを1時間あたりに換算すると453×60分=27,180立米/時ということになります。このブースが3.6機分以上の工場がこの規制にうけるわけです。とても大きな工場だいえます。結論は、一般のボディーショップならば、よほどのことがない限り、該当はしないということになります。

 ちなみに、この規則はVOC量の計算はトータルVOCという方法で計算します。これは前出の「気中濃度(mg/立米)×22.4/分子量にさらに炭素数を掛け合わせたものになります。(単位はppmc)炭素数とは、トルエンであれば、C7H8なので「×8」になり、キシレン・・・・とこれを合計していけば、トータルVOC量ということになります。ここでは詳しくは省略させていただきます。



■後記

 今回、自分で調べて感じたことは、法や規制と聞けば、ややこしい話だと思って、人間避けてしまいがちになるものです。一昔前、テレビの報道なんかに出てきた「ppm」という語句を聞いただけで、ネガティブなことを連想してしまうのは、どうも私だけではないようですね。でも、真正面から向き合って論理的に考えていくと、そう難しい話ではないなと感じました。勉強してみるものですね。

 少し難しかったことは、塗装ブースメーカー、塗装機器メーカー、塗料メーカーのそれぞれの守備範囲がきまっていて、この3つの情報を合成しなければ、できなかったことです。各メーカーは、それぞれの分野では専門的であっても、横との連携はない。それらを組み合わせることこそが、自分たちにしかできない、弊社の使命なのだと強く感じました。

 最後にご協力をいただきました、京都府車体整備協同組合の事務局の方と潟Wーエス環境科学研究所様には、たいへんお世話になりました。ありがとうございました。

 
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