JP2017057283A - 水性洗浄液及びそれを用いた洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水性塗料の洗浄性に優れているとともに、洗浄によって生ずる水性塗料含有廃水が発泡しにくく、かつ、この水性塗料含有廃水の固液分離性が良好な水性洗浄液を提供する。
【解決手段】水性塗料が付着した設備、装置、又は物品の洗浄に用いられる水性洗浄液である。下記一般式（１）（Ｒ₁及びＲ₂：炭素数１〜４のアルキル基、Ｘ：炭素数１〜５のアルキレン基）で表されるアミン化合物、及びポリエチレンイミンを含有し、アミン化合物の含有割合が０．２５質量％以上であり、ポリエチレンイミンの含有割合が０．０７〜０．１９質量％である。

【選択図】なし

Description

本発明は、水性塗料が付着した設備などの洗浄に用いる水性洗浄液、及びそれを用いた洗浄方法に関する。

自動車の車体パネル等の被塗装物に水性塗料を塗装する工場等においては、一般的に、同一の塗装装置を使用して連続的に塗装を行っている。このため、異なる色の水性塗料を塗装する場合には、各種塗装用の設備、装置、及び配管の内部などに付着した、前回使用した水性塗料を洗浄除去する必要がある。

但し、自動化された工場では被塗装物が連続して流れているため、塗装効率を向上させる観点からは、前回使用した塗料（配管の内部等に付着した塗料）をより短時間で洗浄除去する必要がある。このため、より洗浄効果の高い洗浄剤が求められている。

これまでには、例えば、水溶性グリコールエーテル、アミノアルコール、及び水を含有する水性塗料用の洗浄液が提案されている（特許文献１）。また、グリコールエーテル類、イソプロパノールアミン等のアミン、アセチレングリコール骨格を有する界面活性剤、及び水を含有する水性塗料用の洗浄剤が提案されている（特許文献２）。さらに、ポリエーテル変性シロキサン、アルカノールアミン、アセチレングリコール骨格を有する界面活性剤、及び水を含有する水性塗料用の洗浄液が提案されている（特許文献３）。

特開２００６−０８３３５１号公報 特開２００８−２６６６４９号公報 特開２０１３−１０７９３１号公報

洗浄によって発生する水性塗料を含有する廃水は、通常、「粕池」等と呼ばれる処理槽に一旦導入される。しかしながら、従来の洗浄液を使用して発生した廃水は発泡しやすかったため、処理槽での作業性が低下するとともに、発泡が顕著な場合には処理槽から泡が溢れ出すといった不具合の発生も懸念されていた。

また、処理槽では廃水に塗料用の固液分離剤などが添加され、水性塗料などの固形分と水などの液体とを分離する固液分離などの浄化処理が実施される。しかしながら、従来の洗浄液は、固液分離剤の働きを阻害する場合が多い。このため、従来の洗浄液を使用して発生した廃水に適量とされる固液分離剤を添加しても十分に固液分離することが困難であるため、より多量の固液分離剤を添加する必要があった。

特許文献１及び３で提案された洗浄液は、洗浄性が不十分であるとともに、生ずる廃水が発泡しやすく、しかも固液分離剤の働きが阻害されやすいものであった。また、特許文献２で提案された洗浄剤は、廃水の発泡はある程度軽減されるものの、洗浄性は不十分であり、固液分離剤の働きも阻害される傾向にあった。すなわち、洗浄性に優れているとともに、廃水が発泡しにくく、かつ、廃水の固液分離性も良好であるといった複数の特性をバランスよく備えた水性塗料用の洗浄液は、これまで見当たらなかった。

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、水性塗料の洗浄性に優れているとともに、洗浄によって生ずる水性塗料含有廃水が発泡しにくく、かつ、この水性塗料含有廃水の固液分離性が良好な水性洗浄液を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、上記水性洗浄液を用いた洗浄方法を提供することにある。

すなわち、本発明によれば、以下に示す水性洗浄液が提供される。
［１］水性塗料が付着した設備、装置、又は物品の洗浄に用いられる水性洗浄液であって、下記一般式（１）で表されるアミン化合物、及びポリエチレンイミンを含有し、前記アミン化合物の含有割合が０．２５質量％以上であり、前記ポリエチレンイミンの含有割合が０．０７〜０．１９質量％である水性洗浄液。

（前記一般式（１）中、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｘは、炭素数１〜５のアルキレン基を示す）

［２］ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤及びアルカンジオール型ノニオン性界面活性剤の少なくともいずれかの界面活性剤をさらに含有する前記［１］に記載の水性洗浄液。
［３］前記界面活性剤の含有割合が０．０１質量％以上である前記［２］に記載の水性洗浄液。
［４］前記アミン化合物が、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、及びジメチルエチレンジアミンからなる群より選択される少なくとも一種である前記［１］〜［３］のいずれかに記載の水性洗浄液。

また、本発明によれば、以下に示す洗浄方法が提供される。
［５］水性塗料が付着した設備、装置、又は物品に前記［１］〜［４］のいずれかに記載の水性洗浄液を接触させて前記水性塗料を洗い流す洗浄工程を有する洗浄方法。
［６］前記洗浄工程で生じた前記水性塗料を含有する廃水を処理槽に流入させて固液分離する工程をさらに有する前記［５］に記載の洗浄方法。

本発明の水性洗浄液は、水性塗料の洗浄性に優れているとともに、洗浄によって生ずる水性塗料含有廃水が発泡しにくく、かつ、この水性塗料含有廃水の固液分離性が良好である。

＜水性洗浄液＞
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の水性洗浄液は、水性塗料が付着した設備、装置、又は物品の洗浄に用いられる洗浄液であり、一般式（１）で表されるアミン化合物、及びポリエチレンイミンを含有する。以下、その詳細について説明する。

（アミン化合物）
本発明の水性洗浄液は、下記一般式（１）で表されるアミン化合物を含有する。このアミン化合物を含有することで、アルカノールアミンを含有させた従来の洗浄液に比べて、設備や配管の内部等に付着した水性塗料及びその固着物などを洗浄して除去する性能（洗浄性）に優れている。

（前記一般式（１）中、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｘは、炭素数１〜５のアルキレン基を示す）

一般式（１）中のＲ₁及びＲ₂で表される炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基などを挙げることができる。これらのアルキル基は分岐鎖であってもよい。Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独立に、メチル基及びエチル基が好ましい。

一般式（１）中のＸで表される炭素数１〜５のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、及びペンチレン基などを挙げることができる。これらのアルキレン基は分岐鎖であってもよい。Ｘは、エチレン基及びプロピレン基が好ましい。

アミン化合物の具体例としては、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ジメチルエチレンジアミン、ジメチルアミノブチルアミン、ジプロピルアミノプロピルアミン、及びジブチルアミノプロピルアミンなどを挙げることができる。なかでも、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、及びジメチルエチレンジアミンが好ましい。これらのアミン化合物は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

水性洗浄液中のアミン化合物の含有割合は、水性洗浄液全体を基準として、０．２５質量％以上であり、好ましくは０．３質量％以上、さらに好ましくは０．３５質量％以上、特に好ましくは０．４質量％以上である。アミン化合物の含有割合が０．２５質量％未満であると、洗浄に長時間を要したり、洗浄残りが生じたりするなど洗浄性が不十分になる。なお、アミン化合物の含有割合の上限については特に限定されないが、洗浄性の向上効果が頭打ちになるなどの観点からは、０．６質量％以下であればよい。

（ポリエチレンイミン）
本発明の水性洗浄液は、ポリエチレンイミンを含有する。ポリエチレンイミンを含有することで、優れた洗浄性を維持しつつ、洗浄によって生ずる水性塗料含有廃水が発泡しにくくなる。しかも、水性塗料含有廃水の固液分離性が良好になるため、廃水処理効率を向上させることができる。さらに、より少量の固液分離剤によって容易に固液分離することが可能となるので、固液分離剤の使用量を減らすこともできる。

ポリエチレンイミンは、その分子構造が直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。また、市場で入手可能な一般的なポリエチレンイミンであればよく、その分子量についても特に限定されず、一般的な分子量のポリエチレンイミンであれば用いることができる。具体的には、ポリエチレンイミンの重量平均分子量は、１０，０００〜２００，０００程度であればよく、３０，０００〜１５０，０００程度のであることが好ましい。

水性洗浄液中のポリエチレンイミンの含有割合は、水性洗浄液全体を基準として、０．０７〜０．１９質量％であり、好ましくは０．０８〜０．１７質量％、さらに好ましくは０．０９〜０．１５質量％である。ポリエチレンイミンの含有割合が０．０７質量％未満であると、洗浄によって生ずる水性塗料含有廃水が発泡しやすくなるとともに、水性塗料含有廃水の固液分離が困難になる。一方、ポリエチレンイミンの含有割合が０．１９質量％を超えると、水性塗料含有廃水の固液分離がかえって困難になる。

（水）
本発明の水性洗浄液は「水性」であることから、通常、水を含有する。水は、水性洗浄液の溶媒、分散媒、又は希釈用媒体として機能する成分である。水として純水を使用する必要はなく、ある程度の不純物を含有する水であっても使用することができる。但し、水としては脱イオン水が好ましい。水性洗浄液中の水の含有割合は特に限定されず、水以外の成分が所望とする含有割合となるように配合されていればよい。なお、本発明の水性洗浄液は、各成分が使用（洗浄）時に所定の含有割合となっていればよい。このため、流通時や保管時などの使用（洗浄）前の段階では水の含有量が少ない濃縮状態としておき、使用（洗浄）時に各成分が所定の含有割合となるように水などの溶媒を添加して希釈してもよい。

（界面活性剤）
本発明の水性洗浄液は、ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤及びアルカンジオール型ノニオン性界面活性剤の少なくともいずれかの界面活性剤をさらに含有することが好ましい。このような特定の界面活性剤を含有させることで、洗浄によって生ずる水性塗料含有廃水の発泡をさらに抑制することができる。

ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤は、その分子構造中に複数のポリエーテル結合を有するノニオン性の界面活性剤である。ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤は、生じた泡を消す作用（消泡性、破泡性）を示す成分であると推測される。ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤としては、市場で入手可能なものを用いることができる。ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤の市販品としては、以下商品名で、「アデカノールＬＧ−１０９」（ＡＤＥＫＡ社製）、「アデカノールＬＧ−１２６」（ＡＤＥＫＡ社製）などがある。

アルカンジオール型ノニオン性界面活性剤は、その分子構造中にアルカンジオール構造を有するノニオン性界面活性剤である。アルカンジオール型ノニオン性界面活性剤は、発泡を抑制する作用を示す成分であると推測される。アルカンジオール型ノニオン性界面活性剤としては、市場で入手可能なものを用いることができる。アルカンジオール型ノニオン性界面活性剤の市販品としては、以下商品名で、「ＥｎｖｉｒｏＧｅｍ ＡＤ０１」（ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ社製）、「Ｓｕｒｆｙｎｏｌ １０４」（ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ社製）、「Ｄｙｎｏｌ ６０４」（ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ社製）などがある。

水性洗浄液中の上記の界面活性剤の含有割合は、水性洗浄液全体を基準として、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０３質量％以上であることがさらに好ましく、０．０６質量％以上であることが特に好ましい。なお、界面活性剤の含有割合の上限については特に限定されないが、水性塗料含有廃水の発泡の抑制効果が頭打ちになるなどの観点からは、０．１質量％以下であればよい。

（その他の成分）
本発明の水性洗浄液には、本発明の効果が損なわれず、かつ、設備などの洗浄対象物や水性塗料に好ましくない影響を与えない範囲で、必要に応じて、有機溶剤やｐＨ調整剤などのその他の成分を含有させてもよい。

＜洗浄方法＞
本発明の洗浄方法は、水性塗料が付着した設備、装置、又は物品に前述の水性洗浄液を接触させて水性塗料を洗い流す洗浄工程を有する。以下、その詳細について説明する。

（洗浄工程）
洗浄工程では、水性塗料が付着した設備などに水性洗浄液を接触させる。これにより、付着した水性塗料を洗い流すことができる。なお、洗浄によって、水性塗料を含有する廃水（水性塗料含有廃水）が生ずることになる。

水性塗料の種類は特に限定されない。なお、本発明の洗浄方法で使用する水性洗浄液は、自動車の車体パネルの塗装などの水性塗料の塗装工程で生じた洗浄対象物から水性塗料を洗浄して除去するための洗浄液として好適である。このため、洗浄対象物となる設備としては、例えば、塗装環境を構成する設備などを挙げることができる。また、洗浄対象物となる装置としては、例えば、水性塗料塗装機などを挙げることができる。さらに、洗浄対象物となる器具としては、例えば、塗装機に水性塗料を供給する配管、塗装機のヘッド部位（ベルカップ）などを挙げることができる。

また、水性塗料が付着した洗浄対象物に水性洗浄液を接触させる方法としては、洗浄対象物を水性洗浄液に浸漬する方法や、洗浄対象物に洗浄液を吹き付ける方法などがある。また、配管に水性洗浄液を接触させる方法としては、例えば、水性塗料の代わりに水性洗浄液を通液する方法や噴霧する方法などがある。さらに、塗装機のヘッド部位（ベルカップ）に水性洗浄液を接触させる方法としては、例えば、シャワーノズルなどを使用して水性洗浄液を流しかける方法などがある。

（廃水処理工程）
本発明の洗浄方法は、洗浄工程で生じた水性塗料を含有する廃水を処理槽に流入させて固液分離する工程（廃水処理工程）をさらに有することが好ましい。本発明の洗浄方法で使用する水性洗浄液は、前述の通り、洗浄によって生ずる廃水の固液分離性が良好である。このため、洗浄工程で生じた水性塗料含有廃水を粕池などの処理槽に流入させるとともに、必要に応じて塗料用の固液分離剤を添加することで、水性塗料などの固形分と、水などの液体とを効率的に分離して浄化することができる。また、洗浄工程で生じた水性塗料含有廃水は発泡しにくいため、処理槽から泡が溢れ出すといった不具合も発生せず、処理槽での浄化作業の効率が低下することもない。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。

＜水性洗浄液の調製＞
（実施例１）
ジメチルアミノプロピルアミン、ポリエチレンイミン（重量平均分子量：７０，０００）、及び脱イオン水を、ジメチルアミノプロピルアミンの含有割合が０．３％、及びポリエチレンイミンの含有割合が０．１％となるように混合して、水性洗浄液を調製した。

（実施例２〜１０、比較例１〜１２）
表１に示す含有割合となるように各成分と脱イオン水をそれぞれ混合したこと以外は、前述の実施例１と同様にして、水性洗浄液を調製した。表１中の「アミン化合物」の詳細を以下に示す。
＊１：ジメチルアミノプロピルアミン
＊２：ジエチルアミノプロピルアミン
＊３：ジメチルエチレンジアミン
＊４：イソプロパノールアミン
＊５：モノメチルエタノールアミン
＊６：モノメチルジエタノールアミン
＊７：ジメチルエタノールアミン
＊８：ジエタノールアミン
＊９：ジイソプロパノールアミン

また、表１中の「界面活性剤」としては、ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤と、アルカンジオール型ノニオン性界面活性剤の混合物（ポリエーテル型：アルカンジオール型＝５：１）を用いた。表１中の「界面活性剤」の含有割合（質量％）は、二種類の界面活性剤の合計の含有割合を意味する。使用した二種類の界面活性剤の詳細を以下に示す。
・ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤：商品名「アデカノールＬＧ−１０９」（ＡＤＥＫＡ社製）
・アルカンジオール型ノニオン性界面活性剤：商品名「ＥｎｖｉｒｏＧｅｍ ＡＤ０１」（ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ社製）

＜評価＞
（洗浄性）
縦１００ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム製テストパネルを用意した。このテストパネルの下端３０ｍｍを水性塗料（商品名「ＷＢＣ−７１７Ｔ」、カラーコード２０２、関西ペイント社製）に浸漬し、テストパネルの下端表面に水性塗料を塗布した。常温で５分間乾燥させた後、テストパネルの下端５０ｍｍを水性洗浄液に浸漬し、５分間洗浄した。洗浄後のテストパネルを目視観察して、水性塗料を塗布した領域におけるテストパネル表面の露出度（％）を算出し、以下に示す評価基準にしたがって洗浄性を評価した。結果を表２に示す。
◎：１００％
○：５０％以上１００％未満
△：５０％未満

（非発泡性）
１０００ｍＬメスシリンダーに水性洗浄液５００ｍＬを入れ、エアストーンを使用して流量２．０Ｌ／ｍｉｎで空気を１分間通気した。通気後の発泡量（ｍＬ）を測定し、以下に示す評価基準にしたがって非発泡性（水性塗料添加なし）を評価した。結果を表２に示す。また、１０００ｍＬメスシリンダーに、水性塗料（商品名「ＷＢＣ−７１７Ｔ」、カラーコード２０２、関西ペイント社製）を０．１％となるように添加した水性洗浄液５００ｍＬを入れ、エアストーンを使用して流量２．０Ｌ／ｍｉｎで空気を１分間通気した。通気後の発泡量（ｍＬ）を測定し、以下に示す評価基準にしたがって非発泡性（水性塗料添加あり）を評価した。結果を表２に示す。
◎：５０ｍＬ未満
○：５０ｍＬ以上１００ｍＬ未満
△：１００ｍＬ以上５００ｍＬ未満
×：５００ｍＬ以上

（固液分離性）
脱イオン水と水性洗浄液の混合液（脱イオン水：水性洗浄液＝４：１）に、水性塗料（商品名「ＷＢＣ−７１７Ｔ」、カラーコード２０２、関西ペイント社製）を０．１％となるように添加して試験液を調製した。２００ｍＬ栓付きメスシリンダーに調製した試験液１００ｍＬを入れるとともに、塗料用の固液分離剤（商品名「ＭＧ−ＷＴＷ８５５」、パーカーコーポレーション社製）を所定濃度となるように添加して２０回振とうした。振とう後の試験液の外観を目視観察し、試験液の清澄性を得ることができる固液分離剤の必要濃度を測定した。

一方、脱イオン水に上記の水性塗料を０．１％となるように添加して基準液（水性洗浄液を含有しない）を調製した。２００ｍＬ栓付きメスシリンダーに調製した基準液１００ｍＬを入れるとともに、上記の固液分離剤を所定濃度となるように添加して２０回振とうし、試験液の清澄性を得ることができる固液分離剤の必要濃度（基準濃度）を測定した。測定した各水性洗浄液の固液分離剤の必要濃度と基準濃度とを比較し、以下に示す評価基準にしたがって固液分離性を評価した。結果を表２に示す。
◎：必要濃度が基準量よりも大幅に少ない（固液分離剤が不要である）。
○：必要濃度が基準量よりも少ない。
△：必要濃度が基準濃度と同等である。
×：必要濃度が基準量よりも多い。

本発明の水性洗浄液は、例えば、水溶性塗料を扱う様々な設備、装置、及び物品などを洗浄するための洗浄液として有用である。

Claims (6)

1. 水性塗料が付着した設備、装置、又は物品の洗浄に用いられる水性洗浄液であって、
   下記一般式（１）で表されるアミン化合物、及びポリエチレンイミンを含有し、
   前記アミン化合物の含有割合が０．２５質量％以上であり、
   前記ポリエチレンイミンの含有割合が０．０７〜０．１９質量％である水性洗浄液。
   

   

   （前記一般式（１）中、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基を示し、Ｘは、炭素数１〜５のアルキレン基を示す）
2. ポリエーテル型ノニオン性界面活性剤及びアルカンジオール型ノニオン性界面活性剤の少なくともいずれかの界面活性剤をさらに含有する請求項１に記載の水性洗浄液。
3. 前記界面活性剤の含有割合が０．０１質量％以上である請求項２に記載の水性洗浄液。
4. 前記アミン化合物が、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、及びジメチルエチレンジアミンからなる群より選択される少なくとも一種である請求項１〜３のいずれか一項に記載の水性洗浄液。
5. 水性塗料が付着した設備、装置、又は物品に請求項１〜４のいずれか一項に記載の水性洗浄液を接触させて前記水性塗料を洗い流す洗浄工程を有する洗浄方法。
6. 前記洗浄工程で生じた前記水性塗料を含有する廃水を処理槽に流入させて固液分離する工程をさらに有する請求項５に記載の洗浄方法。