JP2023093957A - 塗膜除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗膜を分解させる溶剤の浸透を促進するための傷を塗膜につけることができる物理的処理と、この傷に溶剤を浸透させて塗膜をポリマー材料から高効率に剥離可能な化学的処理を組み合わせることで、再生ポリマー材料の生産効率を向上可能な塗膜除去方法を提供する。【解決手段】塗膜除去方法１００は、塗膜付きポリマー材料を破砕して小片を形成するステップＳ１の破砕工程と、小片の塗膜に剪断力による傷をつけて傷つき塗膜を形成するステップＳ２の傷つけ工程と、ステップＳ３の分級工程と、小片の傷つき塗膜を、アルカリ性剥離液を用いてポリマー材料から剥離するステップＳ４の剥離工程と、アルカリ性剥離液から傷つき塗膜剥離済みポリマー材料を分離するステップＳ５の固液分離工程と、分離した傷つき塗膜剥離済みポリマー材料を洗浄するステップＳ６の洗浄工程を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、塗膜付きポリマー材料から塗膜を剥離して除去する塗膜除去方法に係り、特に、化学的処理の前に物理的処理を行うことによって、塗膜を効率的に剥離可能な塗膜除去方法に関する。

従来、自動車のバンパーやドアミラーといった塗膜付きポリマー材料に含まれるポリマー材料を再利用するために、摩擦力を加えるといった物理的処理を行って、ポリマー材料の表面に形成された塗膜を剥離し除去することが行われている。
しかし、物理的処理を行うだけでは塗膜を完全に剥離することが困難であったため、再利用可能なポリマー材料の生産効率が低いという課題があった。
そこで、近年、塗膜付きポリマー材料から塗膜を効率的に剥離して、ポリマー材料の生産効率を向上させるための技術が開発されており、それに関して既にいくつかの発明が開示されている。

特許文献１には、「ポリマー材料からの塗料除去方法」という名称で、主に剪断によってポリマー材料からコーティングを剥離する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明は、ポリマー材料からコーティングを剪断剥離すること、破砕されたポリマー材料とコーティングの混合物を流体媒質に入れること、流体媒質中でコーティングからのポリマー材料の分離を実施すること、ポリマー材料を回収すること、およびコーティングを別に回収することを含み、流体媒質は、破砕されたポリマー材料と水との混合体であり、さらにこの混合体に界面活性剤が添加されたものであることを特徴とする。
このような特徴を有する発明においては、剪断によって、塗膜が研磨されてポリマー材料から剥離される。また、界面活性剤によって、ポリマー粒子混合物および塗料粒子の間で相分離が起こり、塗料粒子がポリマー材料から分離することが促進される。
したがって、特許文献１に開示された発明によれば、リサイクル可能な破砕されたポリマー粒子を得ることができる。

次に、特許文献２に開示された発明は、「樹脂塗膜の除去方法および再生ポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法」という名称で、塗膜剥離剤と研磨石を用いてポリプロピレン系樹脂部材から塗膜を除去する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、ポリプロピレン系樹脂部材の破砕物と、芳香族アルコールおよびグリコールエーテルのうちの少なくとも１種を含有する塗膜剥離剤とを、その質量比が１：３～１：４０となる範囲で、かつ２５～１００℃の温度下で接触させながら、破砕物の比重の１．０５～２．５倍の比重を有する研磨石を用いて破砕物に物理的剥離処理を施すことを特徴とする。
このような特徴を有する発明においては、破砕物と研磨石を塗膜剥離剤中で高速回転（例えば、３００ｒｐｍ）させることによって、破砕物に剪断力や摩擦力といった物理的な力を加え、樹脂塗膜およびプライマー層を剥離する。
したがって、特許文献２に開示された発明によれば、樹脂塗膜およびプライマー層が確実に除去されたポリプロピレン系樹脂成形体を得ることができる。

さらに、特許文献３に開示された発明は、「樹脂塗膜剥離システム」という名称で、剥離装置を用いて樹脂材から塗膜を除去する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明は、塗膜が付着する樹脂材の粉砕片を昇温する昇温装置と、昇温装置で昇温された粉砕片から塗膜を剥離する剥離装置と、剥離装置から排出される粉砕片を洗浄する洗浄装置と、洗浄装置で洗浄された粉砕片を、塗膜が付着した粉砕片と塗膜が付着していない粉砕片とに分離・選別する選別装置と、各装置を統合的に運転制御する制御装置と、を備え、剥離装置を構成する塗膜剥離部が備える剥離筒内の粉砕片の圧力は、剥離筒の排出側に設けられる抵抗蓋の押し付け力による負荷、剥離筒内の剥離ロールの回転数、剥離筒内への粉砕片の供給量の少なくとも一つにより調整されることを特徴とする。
このような特徴を有する発明においては、塗膜筒内において、粉砕片が、剥離ロール周面に形成された複数の突条により衝突作用と撹拌作用を受ける。さらに、昇温装置による昇温効果と、粉砕片が剥離ロールの突条に衝突したり、粉砕片同士が相互に擦れたりする際に生じる摩擦熱の効果と、によって塗膜が効率よく剥離する。また、塗膜の剥離効果は、剥離筒内の粉砕片の圧力を調整するほか、剥離装置において粉砕片を複数回循環させることで高められる。
さらに、制御装置は、各装置を統合的に運転制御するため、例えば、粉砕片に作用する圧力の過度の上昇を抑制するよう剥離装置の運転条件を調整できる。その結果、粉砕片同士の溶着によって剥離効果が低下することが防止される。
したがって、特許文献３に開示された発明によれば、塗膜を剥離した樹脂材が、効率的かつ効果的に回収される。

特表２００３－５０７１６４号公報 特開２０１４－１５１５８１号公報 特許第５３６８３２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明においては、界面活性剤によって、塗料粒子がポリマー材料から分離することを促進するとされる。詳細には、界面活性剤は、静電気を帯びた塗料粒子を中性化してこれらの粒子がポリマー粒子から自由に落下できるように作用するとのことであるから、塗膜自体の化学構造を変化させるものではない。そのため、界面活性剤が、塗料粒子をポリマー材料から分離させることを促進する効果は、塗膜自体の化学構造を変化可能な溶媒と比較すると、それほど高くないと考えられる。
すなわち、特許文献１に開示された発明においては、界面活性剤を用いているとしても塗膜剥離は主に剪断によるものであると考えられるから、従来技術と同様に、塗膜を完全に剥離できない可能性がある。

また、特許文献２に開示された発明においては、破砕物と、塗膜剥離剤の質量比を１：３～１：４０とし、さらに破砕物と、研磨石との質量比を１：２～１：５０とすることが望ましいとされていることから、大量の塗膜剥離剤と研磨石を要する。よって、処理が容易でなく高コストになる可能性がある。
また、一般的に樹脂部材には不純物が混入されている。そのため、高速回転によって発生する過度な衝突力によって不純物が粉砕され、再生されたポリプロピレン系樹脂成形体に混入するおそれもある。

さらに、特許文献３に開示された発明においては、樹脂塗膜剥離システムの構成が複雑であるから、安価な導入や保守管理が容易でないと考えられる。
また、塗膜の剥離効果を高めるために、粉砕片に加えられる圧力等が過度になることがないように調整が可能であるが、この圧力調整は砕片同士の溶着を防止することを目的としている。すなわち、粉砕片に混入した不純物が、剥離ロールの回転数が過度になることで粉砕される可能性については考慮されていない。そのため、溶着を防止し得る回転数であっても、不純物を粉砕してしまう可能性がある。したがって、特許文献２に開示された発明と同様に、粉砕された不純物が塗膜を剥離した樹脂材に混入するおそれがある。

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、塗膜を分解させる溶剤の浸透を促進するための傷を塗膜につけることができる物理的処理と、この傷に溶剤を浸透させて塗膜をポリマー材料から高効率に剥離可能な化学的処理を組み合わせることで、再生ポリマー材料の生産効率を向上させることができ、しかも物理的処理において、塗膜の粉末化や不純物の粉砕を防止可能な塗膜除去方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明は、ポリマー材料と、このポリマー材料を被覆する塗膜を有する塗膜付きポリマー材料から、塗膜を剥離して除去する塗膜除去方法であって、塗膜に傷をつけて傷つき塗膜を形成する傷つけ工程と、傷つき塗膜を、アルカリ性剥離液を用いてポリマー材料から剥離する剥離工程を備えることを特徴とする。
このような構成の発明において、ポリマー材料として、例えば、ポリプロピレンが想定される。また、塗膜は、例えば、ポリマー材料の表面を直接被覆するプライマーと、このプライマーを被覆するウレタン化合物と、このウレタン化合物を被覆するトップコートからなるものが想定される。
また、塗膜に傷をつけるための手段として、例えば、一定容量のタンクを有し、このタンク内に塗膜付きポリマー材料を投入して混練する混練機や、塗膜付きポリマー材料を研磨できる研磨機が使用される。
さらに、アルカリ性剥離液として、例えば、水酸化ナトリウム水溶液が使用される。そして、アルカリ性剥離液にポリマー材料を接触させる手段として、例えば、アルカリ性剥離液と傷つき塗膜を反応させる反応槽が使用される。
なお、傷つけ工程が前述の物理的処理に該当し、剥離工程が前述の化学的処理に該当する。

上記構成の発明においては、傷つけ工程において、例えば混練機や研磨機に投入された塗膜付きポリマー材料同士が、混練または研磨されることによって擦れ合うため、塗膜付きポリマー材料を構成する塗膜が変形し、傷が形成される。このとき、塗膜付きポリマー材料に過度な摩擦力や衝突力が発生して塗膜が溶融したり、不純物が粉砕されたりすることがないよう、混練機等の運転条件を適切に設定することが望ましい。
次に、剥離工程において、アルカリ性剥離液が塗膜に形成された傷に浸透する。そのため、アルカリ性剥離液によって、塗膜の化学構造が傷の周辺において変化し得る。詳細には、傷の周辺において、浸透したアルカリ性剥離液により、塗膜を構成する成分の分子結合を切断する化学反応が誘発される。その結果、傷つき塗膜が、ポリマー材料に強固に付着できなくなって、ポリマー材料から剥離されることになる。
また、剥離工程の前に傷つけ工程が実施されることにより、剥離工程における反応時間や反応温度を、いずれも短縮、低下させることが期待できる。

第２の発明は、第１の発明において、剥離工程は、アルカリ性剥離液に、傷つき塗膜を有する塗膜付きポリマー材料を浸漬し、５０℃以上、かつポリマー材料の融点以下の温度で加熱することを特徴とする。
このような構成の発明において、５０℃は、一般的な成分で構成された塗膜の軟化点である。また、浸漬された塗膜付きポリマー材料を加熱する加熱手段として、例えば、アルカリ性剥離液と塗膜付きポリマー材料を反応させるための反応槽に設置されるヒーターが使用される。
上記構成の発明においては、第１の発明の作用に加えて、傷つき塗膜を有する塗膜付きポリマー材料がアルカリ性剥離液に浸漬されることで、傷つき塗膜に形成された傷にアルカリ性剥離液が浸透する。また、アルカリ性剥離液は、５０℃以上、かつポリマー材料の融点以下の加熱温度で加熱されるため、一般的な成分で構成された傷つき塗膜はアルカリ性剥離液に分解し始めるが、ポリマー材料は分解しない。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、アルカリ性剥離液は、濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする。
このような構成の発明においては、第１又は第２の発明の作用に加えて、濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であれば、塗膜自体の化学構造を変化させて塗膜を十分に分解可能であるものと考えられる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、傷つけ工程は、塗膜付きポリマー材料に剪断力を加えることで傷つき塗膜を形成することを特徴とする。
このような構成の発明においては、例えば、剪断力を加える手段として回転軸を備える混練機を使用した場合に、その回転軸の回転数を、塗膜付きポリマー材料や、塗膜付きポリマー材料に混入している不純物が勢いよく衝突し合うことがない程度の比較的低いレベルに抑制することで、塗膜付きポリマー材料に対し、主に剪断力を加えることができると考えられる。
よって、上記構成を有する発明においては、第１乃至第３のいずれかの発明の作用に加えて、剪断力によって傷つき塗膜が形成されるとともに、衝突力が抑制されることにより塗膜付きポリマー材料や不純物が粉砕されることが防止される。

第５の発明は、第４の発明において、傷つけ工程は、塗膜付きポリマー材料を投入する混練タンクと、この混練タンクに設置される回転軸を備える混練機を用いて、混練温度を塗膜の軟化温度以上、かつポリマー材料の軟化温度以下とし、回転軸の回転数を６ｒｐｍ以上、かつ３００ｒｐｍ以下とし、混練時間を１５分以下とした所定の条件下で、投入された塗膜付きポリマー材料を混練することで、塗膜付きポリマー材料に剪断力を加えることを特徴とする
このような構成の発明において、所定の条件とは、混練温度、混練時間及び回転軸の回転数がすべて組み合わされたものである。
詳細には、所定の条件に含まれる混練温度に設定することにより、塗膜は軟化する一方でポリマー材料は軟化しないので、塗膜に傷が形成され易く、かつポリマー材料の形状および成分の変化が回避される。
次に、所定の条件に含まれる混練時間に設定することにより、塗膜に傷が確実に形成され、かつこの傷つき塗膜が融解し始めることがないため、剥離工程において、傷つき塗膜がポリマー材料から剥離され易くなる。
さらに、所定の条件に含まれる回転数に設定することにより、前述したように、剪断力によって傷つき塗膜が形成されるとともに、塗膜付きポリマー材料や不純物が粉砕されることが防止される。

第１の発明によれば、傷つけ工程において、塗膜付きポリマー材料を構成する塗膜に傷が形成されるので、この後の剥離工程において、アルカリ性剥離液を傷に十分浸透させることができる。このとき、混練機等の運転条件を適切に設定することで、過度な摩擦力や衝突力が発生して塗膜の粉末化や不純物が粉砕されることを抑制できる。よって、傷つけ工程によれば、粉末化された塗膜等の不要物を除去する除去工程を加えることなく、再生ポリマー材料の生産効率向上に寄与できる。
次に、剥離工程において、傷つき塗膜の傷にアルカリ性剥離液が浸透し、この傷つき塗膜がポリマー材料から剥離されることになる。よって、傷つけ工程の後に剥離工程が設けられることにより、例えば、塗膜をポリマー材料から剥離可能な反応時間や反応温度を、従来の化学的処理よりも短縮させたり、低温に設定したりすることが期待できる。
したがって、第１の発明によれば、傷つけ工程と剥離工程が組み合わされることにより、再生ポリマー材料の生産効率を向上させることができる。

第２の発明によれば、第１の発明の効果に加えて、傷つき塗膜に形成された傷にアルカリ性剥離液が浸透し、さらに一般的な成分で構成された傷つき塗膜はアルカリ性剥離液に分解し始めるが、ポリマー材料は分解しないため、傷つき塗膜をポリマー材料から効率的に剥離可能な状態にすることができる。

第３の発明によれば、第１又は第２の発明の効果に加えて、濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であれば、塗膜自体の化学構造を変化させて塗膜を十分に分解可能なため、確実に塗膜を剥離させることができる。

第４の発明によれば、第１乃至第３のいずれかの発明の効果に加えて、剪断力によって傷つき塗膜が形成されるとともに、衝突力が抑制されることにより塗膜付きポリマー材料や不純物が粉砕されることが防止されるため、再生ポリマー材料の生産効率を向上させるとともに再生ポリマー材料の品質も向上させることができる。

第５の発明によれば、第４の発明と同様の効果を発揮できる。

本発明に係る塗膜除去方法を実施するための塗膜除去装置の構成図である。 本発明に係る塗膜除去方法の処理対象物である塗膜付きポリマー材料の縦断面図である。 本発明に係る塗膜除去方法の工程図である。 実施例１に係る塗膜付きポリマー材料の未処理画像である。 実施例１に係る再生ポリマー材料の画像である。 実施例２に係る再生ポリマー材料の画像である。 実施例３に係る再生ポリマー材料の画像である。 実施例５に係る再生ポリマー材料の画像である。 実施例６と、比較例１に係る再生ポリマー材料の画像である。 実施例８と、比較例２に係る再生ポリマー材料の画像である。 実施例１２に係る再生ポリマー材料の画像である。

本発明に係る塗膜除去方法を実施するための塗膜除去装置について、図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る塗膜除去方法を実施するための塗膜除去装置の構成図である。
図１に示すように、本発明に係る塗膜除去方法を実施するための塗膜除去装置１は、破砕機２と、二軸混練機３と、分級機４と、剥離槽５と、スクリューコンベア６，８と、洗浄槽７と、破砕機２乃至剥離槽５の間をそれぞれ連結する複数のコンベア（図示せず）を備える。これら破砕機２、二軸混練機３、分級機４、剥離槽５、スクリューコンベア６，８及び洗浄槽７は、それぞれ公知の構成のものである。
上記のうち、破砕機２は、塗膜除去方法の対象である塗膜付きポリマー材料５０を破砕して、小片５１を形成する。
また、二軸混練機３は、塗膜付きポリマー材料を投入する混練機混練タンク３ａと、この混練タンク３ａに設置される回転軸３ｂ，３ｃと、混練タンク３ａ内を加熱するヒーター３ｄを備え、破砕機２で破砕された小片５１を、所定の混練温度に加熱して混練し、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を形成する。このうち、回転軸３ｂ，３ｃは、互いに逆方向に回転することで、回転軸３ｂと、回転軸３ｃとの間に塗膜付きポリマー材料５０を導入し、混練する。
さらに、分級機４は、二軸混練機３によって形成された傷つき塗膜付きポリマー材料５２を、スクリーン（図示せず）を用いて分級する。具体的には、分級機４は、破砕機２において所定のサイズに破砕された傷つき塗膜付きポリマー材料５２を剥離槽５へ送り、所定のサイズよりも大きいサイズの傷つき塗膜付きポリマー材料５２を破砕機２へ送り返す。

そして、剥離槽５は、アルカリ性剥離液６０を貯留する反応槽５ａと、この反応槽５ａの上方開口部に取り付けられる蓋５ｂと、アルカリ性剥離液６０を撹拌する回転翼５ｃと、反応槽５ａ内を加熱するヒーター５ｄを備える。よって、剥離槽５は、分級機４によって分級された傷つき塗膜付きポリマー材料５２を、反応槽５ａ内で、所定の反応温度に加熱されたアルカリ性剥離液６０と反応させて傷つき塗膜を剥離し、傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを形成する。
次いで、スクリューコンベア６は、下端６ａが反応槽５ａに差し込まれ、傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａをアルカリ性剥離液６０から分離する。
さらに、洗浄槽７は、洗浄液として水が貯留され、スクリューコンベア６によって分離された傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを洗浄する。
その後、スクリューコンベア８が、洗浄された傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを洗浄液から分離して、再生ポリマー材料５３として回収する。

続いて、本発明に係る塗膜除去方法の処理対象物について説明する。 図２は、本発明に係る塗膜除去方法の処理対象物である塗膜付きポリマー材料の縦断面図である。
図２に示すように、塗膜付きポリマー材料５０は、バンパーやドアミラーといった自動車材料であって、ポリプロピレンを主成分とするポリマー材料５４と、このポリマー材料５４の一方の面５４ａを被覆する塗膜５５を有する。
また、塗膜５５は、一方の面５４ａを被覆する下層５５ａと、この下層５５ａの上方に積層される中層５５ｂと、この中層５５ｂの上方に積層される上層５５ｃからなる。具体的には、下層５５ａ乃至上層５５ｃは、それぞれプライマー、アクリルウレタン、トップコートである。
さらに、二軸混練機３によって形成される傷５６は、少なくとも中層５５ｂに到達する深さがあればよい。

さらに、本発明に係る塗膜除去方法について説明する。図３は、本発明に係る塗膜除去方法の工程図である。
図３に示すように、本発明に係る塗膜除去方法１００は、塗膜付きポリマー材料５０から、塗膜５５を剥離して除去する塗膜除去方法であって、ステップＳ１の破砕工程と、ステップＳ２の傷つけ工程と、ステップＳ３の分級工程と、ステップＳ４の剥離工程と、ステップＳ５の固液分離工程と、ステップＳ６の洗浄工程を備える。以下、各工程について説明する。
まず、ステップＳ１の破砕工程では、破砕機２において、未処理の塗膜付きポリマー材料５０を破砕して小片５１を形成する。
次に、ステップＳ２の傷つけ工程は、塗膜付きポリマー材料５０の小片５１を投入する混練タンク３ａと、この混練タンク３ａに設置される回転軸３ｂ，３ｃを備える二軸混練機３を用いて、投入された小片５１を混練することでこの小片５１に剪断力を加え、その塗膜５５に傷５６をつけて傷つき塗膜を形成する工程である。
詳細には、混練タンク３ａに投入され、かつ回転軸３ｂと、回転軸３ｃとの間に巻き込まれた小片５１を所定の条件下で混練し、この小片５１に剪断力を加える。これにより、小片５１の塗膜５５に、少なくとも中層５５ｂに達する傷５６が形成される。なお、小片５１のほかに混練タンク３ａに投入する物質はない。
また、所定の条件とは、小片５１を混練する混練温度が塗膜５５の軟化温度以上、かつポリマー材料５４の軟化温度以下であることを含む。具体的には、混練温度はヒーター３ｄによって設定され、５０～１５０℃が好適である。
そして、小片５１を混練する混練時間は、１５分以下が好適である。ただし、混練は数秒で終了する場合もあるため、混練時間の下限値はゼロ秒より長いものであればよい。
また、回転軸３ｂ，３ｃの回転数は、６ｒｐｍ以上、かつ３００ｒｐｍ以下が好適である。このように、回転数を従来の値（特許文献２では、３００ｒｐｍの高速回転であった。）よりも低速とした理由は、高速回転の場合、小片５１同士に発生する摩擦力により、塗膜５５が融解して粉末となってしまうおそれがあることと、小片５１に過度な衝突力が加わることによって、塗膜付きポリマー材料５０中に混入する不純物が粉砕されるおそれを考慮したものである。

続いて、ステップＳ３の分級工程では、二軸混練機３によって形成された傷つき塗膜付きポリマー材料５２を、分級機４を用いて分級し、所定のサイズに破砕された小片５１、すなわち傷つき塗膜付きポリマー材料５２のみを剥離槽５へ送る。所定のサイズとは、例えば、傷つき塗膜付きポリマー材料５２の一辺が、１ｍｍ以上であるものをいう。
そして、ステップＳ４の剥離工程では、剥離槽５において、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を構成する傷つき塗膜を、アルカリ性剥離液６０を用いてポリマー材料５４から剥離し、傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを得る。
また、ステップＳ４の剥離工程は、アルカリ性剥離液６０に、傷つき塗膜を有する傷つき塗膜付きポリマー材料５２を浸漬し、ヒーター５ｄにより、５０℃以上、かつポリマー材料５４の融点以下の温度で加熱する。なお、ポリマー材料５４の融点とは、ポリマー材料５４がポリプロピレンを主成分とする場合、１５０～１８０℃である。
なお、アルカリ性剥離液６０とは、具体的には、濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液である。

そして、ステップＳ５の固液分離工程では、スクリューコンベア６を用いて、剥離槽５から傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを引き上げて、固液分離する。
その後、ステップＳ６の洗浄工程では、洗浄槽７において、この洗浄槽７に貯留された洗浄液を用いて、アルカリ性剥離液６０が付着した傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを洗浄する。
そして、スクリューコンベア８を用いて、洗浄槽７から洗浄した傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａを引き上げて、固液分離し、乾燥させる。これにより、再生ポリマー材料５３が回収される。

次に、塗膜除去方法１００を用いた実施例１乃至実施例１２の実施条件について、それぞれ説明する。
（実施例１）
サンプルとして、塗膜付きポリマー材料５０に該当するＡ社製塗膜付きバンパーを、ステップＳ１の破砕工程において破砕し、小片５１（図４参照）を得た。そして、この小片５１について、２本の回転軸３ｂ，３ｃをもつ二軸混練機３（佐竹化学機械工業（株）製）を用い、ステップＳ２の傷つけ工程を実施した。
具体的には、ステップＳ２の傷つけ工程では、小片５１を混練温度６０℃に加熱し、３分間混練して塗膜５５の表面に傷をつけ、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を得た。そして、ステップＳ２の傷つけ工程を実施していない小片５１の塗膜剥離率を０（％）としたときの、実施例１に係る傷つき塗膜付きポリマー材料５２の塗膜剥離率（％）を以下の表１に示すとともに、その画像を図５に示した。なお、塗膜剥離率（％）は、図５乃至図７に示す各画像の残存した塗膜の面積を、図４に示す無処理の画像の塗膜面積で割った値の百分率として計算した。

（実施例２）
実施例１に係る小片５１について、混練時間を５分としてステップＳ２の傷つけ工程を実施し、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を得た。このとき、混練時間以外の条件は、実施例１の条件と同様である。
実施例２に係る傷つき塗膜付きポリマー材料５２の塗膜剥離率（％）を表１に示すとともに、その画像を図６に示した。

（実施例３）
実施例１に係る小片５１について、混練時間を１５分としてステップＳ２の傷つけ工程を実施し、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を得た。このとき、混練時間以外の条件は、実施例１の条件と同様である。
実施例２に係る傷つき塗膜付きポリマー材料５２の塗膜剥離率（％）を表１に示すとともに、その画像を図７に示した。

ここで、表１を以下に示す。表１は、実施例１－３における塗膜付きポリマー材料に、ステップＳ２の傷つけ工程までの処理を加えたときの塗膜剥離率を示している。ただし、表中「未処理」の列は、ステップＳ２の傷つけ工程を実施していない小片５１の塗膜剥離率０％である。また、３分が実施例１、５分が実施例２、１５分が実施例３の各混練時間である。

表１に示すように、混練時間をそれぞれ３分、５分、１５分に設定した場合の傷つき塗膜付きポリマー材料５２の各塗膜剥離率は、いずれも７４％以上である。よって、ステップＳ２の傷つけ工程が実施されることにより、塗膜剥離率が未処理の場合と比較して飛躍的に向上する結果となった。

（実施例４）
サンプルとして、塗膜付きポリマー材料５０に該当するＢ社製塗膜付きバンパーを、ステップＳ１の破砕工程において破砕し、小片５１を得た。そして、この小片５１について、ステップＳ２の傷つけ工程を実施し、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を得た。各工程の条件は、実施例２の条件とそれぞれ同様である。

（実施例５）
サンプルとして、塗膜付きポリマー材料５０に該当するＣ社製塗膜付きバンパーを、ステップＳ１の破砕工程において破砕し、小片５１を得た。そして、この小片５１について、混練温度を８０℃、混練時間を５分としてステップＳ２の傷つけ工程を実施し、傷つき塗膜付きポリマー材料５２を得た。このとき、混練温度、混練時間以外の条件は、実施例１の条件と同様である。
実施例５に係る傷つき塗膜付きポリマー材料５２の画像を図８に示した。

（実施例６）
実施例１で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施した。具体的には、剥離槽５を用いて、２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液に傷つき塗膜付きポリマー材料５２を浸漬し、反応温度を９０℃として１時間反応させた。なお、剥離槽５は、常圧容器（内部温度は反応温度と一致する９０℃）である。
その結果、塗膜５５は剥離した。剥離した結果を〇として表２に示すとともに、その画像を図９に示した。

（実施例７）
実施例１で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施した。具体的には、剥離槽５を用いて、２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液に傷つき塗膜付きポリマー材料５２を浸漬し、反応温度を１１０℃として１時間反応させた。なお、剥離槽５は、加圧容器（同上１１０℃）である。
その結果、塗膜は剥離した。剥離した結果を〇として表２に示した。

（実施例８）
実施例１で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１３０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、実施例７の条件と同様である。
その結果、塗膜は剥離した。剥離した結果を〇として表２に示すとともに、その画像を図１０に示した。

（実施例９）
実施例４で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１１０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、実施例７の条件と同様である。
その結果、塗膜は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表２に示した。

（実施例１０）
実施例４で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１３０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、実施例９の条件と同様である。
その結果、塗膜は剥離した。剥離した結果を〇として表２に示した。

（実施例１１）
実施例４で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１７０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、実施例９の条件と同様である。
その結果、塗膜は剥離した。剥離した結果を〇として表２に示した。

（実施例１２）
実施例５で得られた傷つき塗膜付きポリマー材料５２に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１４０℃、反応時間を２０分として反応させた。このとき、反応温度及び反応時間以外の条件は、実施例７の条件と同様である。
その結果、塗膜は剥離した。剥離した結果を〇として表３に示すとともに、その画像を図１１に示した。

さらに、比較例１乃至実施例８の実施条件について、それぞれ説明する。
（比較例１）
実施例１で得られた小片５１（Ａ社製塗膜付きバンパー由来）に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施した。具体的には、剥離槽５を用いて２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液に傷つき塗膜付きポリマー材料５２を浸漬し、反応温度を９０℃として１時間反応させた。なお、剥離槽５は、常圧容器である。
その結果、塗膜５５は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表２に示すとともに、その画像を図９に示した。

（比較例２）
実施例１で得られた小片５１に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１３０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、比較例１の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表２に示すとともに、その画像を図１０に示した。

（比較例３）
実施例１で得られた小片５１に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１４０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、比較例２の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表２に示した。

（比較例４）
実施例１で得られた小片５１に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１５０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、比較例２の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離した。剥離した結果を〇として表２に示した。

（比較例５）
実施例４で得られた小片５１（Ｂ社製塗膜付きバンパー由来）に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１３０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、比較例２の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表２に示した。

（比較例６）
実施例４で得られた小片５１に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１７０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、比較例２の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表２に示した。

（比較例７）
実施例５で得られた小片５１（Ｃ社製塗膜付きバンパー由来）に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施した。具体的には、反応温度を１４０℃、反応時間を２０分として反応させた。このとき、反応温度と、反応時間以外の条件は、比較例２の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離しなかった。剥離しなかった結果を×として表３に示した。

（比較例８）
実施例５で得られた小片５１に対して、ステップＳ４の剥離工程を実施し、反応温度を１４０℃として１時間反応させた。このとき、反応温度以外の条件は、比較例２の条件と同様である。
その結果、塗膜５５は剥離した。剥離した結果を〇として表３に示した。

ここで、表２及び表３を以下に示す。
表２は、ステップＳ２の傷つけ工程を実施した場合（実施例６－１１）と、実施しなかった場合（比較例１－６）について、ステップＳ４の剥離工程における反応温度をそれぞれ変化させたときに、塗膜５５が剥離されたか否かという結果を示したものである。
表３は、ステップＳ２の傷つけ工程を実施した場合（実施例１２）と、実施しなかった場合（比較例７，８）について、ステップＳ４の剥離工程における反応時間をそれぞれ変化させたときに、塗膜５５が剥離されたか否かという結果を示したものである。

表２に示すように、Ａ社製塗膜付きバンパーにおいて、比較例１－４では、比較例４のように反応温度を１５０℃まで上昇させなければ、塗膜剥離が確認されなかった。これに対し、実施例６－８では、実施例６のように、反応温度が９０℃のときに塗膜剥離が確認された。
また、Ｂ社製塗膜付きバンパーにおいて、比較例５，６では、反応温度を１７０℃まで上昇させても、塗膜剥離が確認されなかった。これに対し、実施例９－１１では、実施例１０のように、反応温度が１３０℃で塗膜剥離が確認された。
さらに、図９に示すように、実施例６に係る傷つき塗膜剥離済みポリマー材料５２ａでは白色の物質がほとんど存在しないが、比較例１では白色の物質が一様に残存している。また、図１０における実施例８の画像と、比較例２の画像も、同様の結果となっている。なお、この白色の物質は、中層５５ｂ（図２参照）をなすアクリルウレタンである。
これは、水酸化ナトリウム水溶液がアクリルウレタンのアクリル部分のエステル結合を分解することで架橋を切断するという作用と、ステップＳ２の傷つけ工程で傷５６が少なくとも中層５５ｂに到達する深さに形成される作用と、によってもたらされると考えられる。すなわち、水酸化ナトリウムが傷５６を介して中層５５ｂに浸透し、傷５６の周辺のアクリル部分を分解する結果、傷つき塗膜がポリマー材料５４から剥がれ易くなるものと考えられる。

また、表３に示すように、Ｃ社製塗膜付きバンパーにおいて、比較例７，８では、比較例８のように反応時間を６０分まで延長させなければ、塗膜剥離が確認されなかった。これに対し、実施例１２では、反応時間が２０分で塗膜剥離が確認された。
以上から、塗膜除去方法１００によれば、比較例１－８のようにステップＳ２の傷つけ工程を実施しない場合と比べて、水酸化ナトリウム水溶液の反応温度を低めに、かつ反応時間を短めにしつつ、塗膜５５を確実に剥離することができる。
よって、ステップＳ４の剥離工程での実施条件を緩和することが可能である。したがって、融点が１５０℃以下の低融点樹脂についても、その塗膜を十分に剥離することができる。

以上説明したように、塗膜除去方法１００によれば、塗膜５５を分解させる水酸化ナトリウムの浸透を促進するための傷５６を塗膜５５につけることができるステップＳ２の傷つけ工程と、この傷５６に水酸化ナトリウムを浸透させて傷つき塗膜をポリマー材料５４から高効率に剥離可能なステップＳ４の剥離工程を組み合わせることで、再生ポリマー材料５３の生産効率を向上させることができる。
しかも、塗膜除去方法１００によれば、ステップＳ２の傷つけ工程において、塗膜５５の粉末化や不純物の粉砕を防止可能であるから、高品質の再生ポリマー材料５３を生産可能である。

本発明は、塗膜付きポリマー材料から塗膜を剥離して除去する塗膜除去方法として適用可能である。

１…塗膜除去装置 ２…破砕機 ３…二軸混練機 ３ａ…混練タンク ３ｂ，３ｃ…回転軸 ３ｄ…ヒーター ４…分級機 ５…剥離槽 ５ａ…反応槽 ５ｂ…蓋 ５ｃ…回転翼 ５ｄ…ヒーター ６，８…スクリューコンベア ６ａ…下端 ７…洗浄槽 ５０…塗膜付きポリマー材料 ５１…小片 ５２…傷つき塗膜付きポリマー材料 ５２ａ…傷つき塗膜剥離済みポリマー材料 ５３…再生ポリマー材料 ５４…ポリマー材料 ５４ａ…一方の面 ５５…塗膜 ５５ａ…下層 ５５ｂ…中層 ５５ｃ…上層 ５６…傷 ６０…アルカリ性剥離液 １００…塗膜除去方法 Ｓ１…破砕工程 Ｓ２…傷つけ工程 Ｓ３…分級工程 Ｓ４…剥離工程 Ｓ５…固液分離工程 Ｓ６…洗浄工程

Claims (5)

1. ポリマー材料と、このポリマー材料を被覆する塗膜を有する塗膜付きポリマー材料から、前記塗膜を剥離して除去する塗膜除去方法であって、
   前記塗膜に傷をつけて傷つき塗膜を形成する傷つけ工程と、
   前記傷つき塗膜を、アルカリ性剥離液を用いて前記ポリマー材料から剥離する剥離工程を備えることを特徴とする塗膜除去方法。
2. 前記剥離工程は、前記アルカリ性剥離液に、前記傷つき塗膜を有する前記塗膜付きポリマー材料を浸漬し、５０℃以上、かつ前記ポリマー材料の融点以下の温度で加熱することを特徴とする請求項１に記載の塗膜除去方法。
3. 前記アルカリ性剥離液は、濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塗膜除去方法。
4. 前記傷つけ工程は、前記塗膜付きポリマー材料に剪断力を加えることで前記傷つき塗膜を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の塗膜除去方法。
5. 前記傷つけ工程は、前記塗膜付きポリマー材料を投入する混練タンクと、この混練タンクに設置される回転軸を備える混練機を用いて、混練温度を前記塗膜の軟化温度以上、かつ前記ポリマー材料の軟化温度以下とし、前記回転軸の回転数を６ｒｐｍ以上、かつ３００ｒｐｍ以下とし、混練時間を１５分以下とした所定の条件下で、投入された前記塗膜付きポリマー材料を混練することで、前記塗膜付きポリマー材料に前記剪断力を加えることを特徴とする請求項４に記載の塗膜除去方法。

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