JP6359276B2

JP6359276B2 - 剥離剤及び塗膜の剥離方法

Info

Publication number: JP6359276B2
Application number: JP2014001712A
Authority: JP
Inventors: 就策玉置; 直樹菅間
Original assignee: 東栄化成株式会社
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2034-01-08
Also published as: JP2015129231A

Description

本発明は、金属の表面に設けられた塗膜を剥離、除去する際に使用される剥離剤及び塗膜の剥離方法に関する。

アルミニウムやマグネシウムを含む金属材料は、その軽量性、耐腐食性、機械的強度等の特徴を生かし、携帯電話、パソコン等の筐体、電化製品や建築用の部材、更には自動車や二輪車のランプ筐体など幅広い分野で使用されている。
このような金属の表面には、通常、意匠性を高めたり耐久性を向上させる目的で、塗装が施される。ところが、塗装により形成された塗膜には、欠陥が生じたり、異物が混入したりすることがある。塗膜に欠陥や異物の混入が生じた物品は、その用途にもよるが、再利用されずに廃棄されることが多い。そこで、省資源、省エネルギー、廃棄物削減等の観点から、欠陥や異物の混入が生じた塗膜を剥離して、基材を再利用することが求められる。
塗膜を剥離するための剥離剤として、例えば、特許文献１には、モノエタノールアミンとＮ−メチル−２−ピロリドンからなる剥離剤や、モノエタノールアミンとジメチルアセトアミドからなる剥離剤が開示されている。特許文献１によれば、該剥離剤は、基板の表面における感光性ポリイミド膜を良好に剥離できるとされている。
また、特許文献２には、水酸化アルカリを０．１質量％以上５質量％未満、芳香族アルコールを５〜９３．８質量％、アルカノールアミンを５〜６０質量％、グリコール類を０．１〜３０質量％、水を１〜５０質量％含有する剥離剤が開示されている。特許文献２によれば、該剥離剤は、ステンレス製平板テストピースの表面におけるメラミン塗料からなる塗膜を良好に剥離できるとされている。

特開平９−２８３５０８号公報特開２００２−２７５３９４号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載された剥離剤はいずれも、塗膜の剥離性能が充分でなかったり、塗膜を剥離した際に金属基材の表面を変色させたりすることがあった。
本発明の目的は、金属基材の表面に設けられた塗膜を充分に剥離でき、かつ、塗膜を剥離した際に金属基材表面の変色を抑制できる剥離剤、及び塗膜の剥離方法を提供することである。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］金属の表面に設けられた塗膜を剥離するための剥離剤であって、アミド基を有する化合物、アルカノールアミン及び芳香族アルコールを含む、剥離剤。
［２］前記剥離剤１００質量％中、アミド基を有する化合物を２０〜９９質量％、アルカノールアミンを０．５〜４０質量％及び芳香族アルコールを０．５〜５０質量％含む、［１］に記載の剥離剤。
［３］前記金属がアルミニウム及びマグネシウムの少なくとも一方を含む金属である、［１］又は［２］に記載の剥離剤。
［４］［１］〜［３］のいずれかに記載の剥離剤を用いて金属の表面に設けられた塗膜を剥離する方法。

本発明の剥離剤及び塗膜の剥離方法によれば、金属基材の表面に設けられた塗膜を充分に剥離でき、かつ、塗膜を剥離した際に金属基材表面の変色を抑制できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
＜剥離剤＞
本発明の剥離剤は、金属基材の表面に設けられた塗膜を剥離するための剥離剤であって、アミド基を有する化合物、アルカノールアミン及び芳香族アルコールを含む。
金属としてはアルミニウム、マグネシウム、鉄、ステンレス、銅、亜鉛、ニッケル等が挙げられる。なかでも、本発明の剥離剤は、アルミニウム、マグネシウムを含む金属の表面の塗膜を剥離する際の使用に好適である。
剥離対象の塗膜としては、熱硬化性樹脂系の塗料によって形成された塗膜、紫外線硬化性樹脂系の塗料によって形成された塗膜、溶剤乾燥型樹脂系の塗料によって形成された有機系の塗膜が挙げられる。具体的には、エポキシ系塗料、ウレタン系塗料、アクリル系塗料、セルロース系塗料、フェノール系塗料、塩化ビニル系塗料、酢酸ビニル系塗料、ポリビニルアルコール系塗料及びポリエチレン系塗料から形成された塗膜が挙げられる。
本発明の剥離剤は、このように種々な種類の塗膜の剥離に使用できるが、特にエポキシ系塗料、ウレタン系塗料、アクリル系塗料からなる塗膜の剥離に好適である。

本発明の剥離剤は、アミド基を有する化合物を含有する。なお、本発明において、アミド基を有する化合物は単分子化合物であり、ポリアミドやポリアクリルアミド等の重合体は含まれない。
アミド基を有する化合物としては、ホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。アミド基を有する化合物は１種のみを用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。前記アミド基を有する化合物の中でも、剥離性能がより高くなることから、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド及びＮ−メチル−２−ピロリドンの少なくとも一方を含むことが好ましい。

剥離剤１００質量％中、アミド基を有する化合物の含有率は２０〜９９質量％であることが好ましく、４０〜９５質量％であることがより好ましく、６０〜９０質量％であることがさらに好ましい。アミド基を有する化合物の含有率が前記範囲内であれば、剥離性能がより充分に高くなる。

本発明の剥離剤は、アルカノールアミンを含有する。アルカノールアミンは、Ｎ（Ｃ_ｍＨ_２ｍＯＨ）_ｎＲ_３−ｎ（ただし、Ｒは水素原子又は炭化水素基である。ｍは１以上の整数であり、ｎは１，２，３のいずれかである。）で表される化合物である。
炭化水素基としては、アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等。）、フェニル基、アルキルフェニル基（トリル基等。）、ジアルキルフェニル基等が挙げられる。
アルカノールアミンとしては、具体的には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミン、モノプロピルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ジプロピルエタノールアミン、フェニルジエタノールアミン、トリルジエタノールアミン等が挙げられ、１種のみを使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記アルカノールアミンのなかでも、剥離剤の剥離性能がより高くなることから、前記化学式のｍが２のアルカノールアミンが好ましく、モノエタノールアミン及びジエタノールアミンの少なくとも一方がより好ましい。

剥離剤１００質量％中、アルカノールアミンの含有率は０．５〜６０質量％であることが好ましく、４〜４０質量％であることがより好ましく、５〜３０質量％であることがさらに好ましい。
アルカノールアミンの含有率が前記下限値以上であれば、剥離剤の剥離性能がより充分に高くなり、前記上限値以下であれば、金属基材の表面の変色等をより抑制できる。

本発明の剥離剤は、芳香族アルコールを含有する。本発明において、芳香族アルコールは、芳香環を有するアルコールであって、窒素原子を有さないものである。芳香環の少なくとも１つの水素は、ヒドロキシ基、アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基等）等の置換基で置換されてもよい。
芳香族アルコールとしては、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、ヒドロキシベンジルアルコール、ヒドロキシフェネチルアルコール、メトキシフェニルメタノール、ジヒドロキシフェニルメタノール等が挙げられ、１種のみを使用しても、２種以上を併用してもよい。なかでも、剥離剤の剥離性能がより高くなることから、芳香環が置換基を有さない芳香族アルコールが好ましく、ベンジルアルコール及びフェネチルアルコールの少なくとも一方がより好ましい。
剥離剤１００質量％中、芳香族アルコールの含有率は０．５〜５０％質量％であることが好ましく、１〜３０質量％であることがより好ましく、５〜２０質量％であることがさらに好ましい。
芳香族アルコールの含有率が前記範囲内であれば、剥離剤の剥離性能がより充分になる。

本発明の剥離剤は、上記３成分からなってもよいが、本発明の効果を損なわない範囲内で、任意成分を含んでもよい。任意成分として、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤等の界面活性剤；芳香族アルコール以外のアルコール系溶剤、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、炭化水素系溶剤、キレート剤、防錆剤、安定剤、ｐＨ調整剤などが挙げられる。

本発明の剥離剤は、アミド基を有する化合物、アルカノールアミン及び芳香族アルコールと、必要に応じて配合される任意成分とを混合用容器内に投入し、均一に攪拌混合することによって製造できる。また、各成分の混合は、塗膜の剥離処理を行う処理槽内や処理容器内で行ってもよい。

＜塗膜の剥離方法＞
次に、本発明の塗膜の剥離方法について説明する。
本発明の塗膜の剥離方法は、上記剥離剤を用いて金属基材の表面に設けられた塗膜を剥離する方法である。
本発明の塗膜の剥離方法の一例としては、溶解膨潤工程と濯ぎ工程と乾燥工程とを有する方法が挙げられる。

（溶解膨潤工程）
溶解膨潤工程は、金属基材表面に設けられた塗膜に剥離剤を接触させて、塗膜を溶解又は膨潤させる工程である。
剥離剤を塗膜に接触させる方法としては、特に限定されないが、塗膜が設けられた金属基材を剥離剤中に浸漬する方法、剥離剤をスプレー、シャワー等により塗膜に噴き付ける方法、剥離剤を刷毛等を利用して塗膜に塗布する方法等が挙げられる。
剥離剤の温度は１０〜９０℃であることが好ましく、２０〜８０℃であることがより好ましい。剥離剤の温度が前記下限値以上であると、剥離性能をより充分に発揮でき、前記上限値以下であると、金属基材表面の変色をより抑制できる。
剥離剤を塗膜に接触させる時間は、塗膜の種類や膜厚に応じて適宜選択されるが、通常、５分間〜２４時間程度である。

溶解膨潤工程は複数回行ってもよい。例えば、剥離剤をスプレー、シャワー等により塗膜に噴き付けて第１の溶解膨潤工程を行い、所定時間の経過後、再度、剥離剤をスプレー、シャワー等により塗膜に噴き付ける第２の溶解膨潤工程を行ってもよい。

溶解膨潤工程では、塗膜の剥離に要する時間を短縮するために、溶解膨潤工程の途中に、塗膜の剥離を促進する剥離促進処理を施すことが好ましい。剥離促進処理としては、塗膜に超音波を照射する方法、塗膜を備えた金属基材を揺動させる方法、金属基材が浸漬されている槽内の剥離剤を攪拌する方法等の処理が挙げられる。

（濯ぎ工程）
濯ぎ工程は、溶解膨潤工程後に、濯ぎ液によって金属基材表面を濯いで、剥離剤と共に、溶解又は膨潤した塗膜を金属基材表面から除去する工程である。
具体的には、金属基材を濯ぎ液中に浸漬する方法、濯ぎ液をスプレーやシャワーにより金属基材に噴き付ける方法、濯ぎ液を金属基材表面に掛け流す方法、濯ぎ液を染み込ませたウエス等により金属基材表面を拭き取る方法などが挙げられる。金属基材を濯ぎ液中に浸漬する方法を採用する場合には、塗膜の除去性がより高くなることから、超音波を照射しながら浸漬することが好ましい。

濯ぎ液は、水及び有機溶剤の少なくとも一方を含有する。有機溶剤としては、乾燥工程における乾燥速度が速くなることから、大気圧での沸点が１５０℃以下のものが好ましい。大気圧での沸点が１５０℃以下の有機溶剤としては、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール（イソプロピルアルコール）、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、キシレン等が挙げられる。これらの有機溶剤は１種のみを使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記有機溶剤のなかでも、揮発性が高く、また、塗膜の除去性に優れることから、エタノール、２−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトンが好ましい。
濯ぎ液の温度は、５〜８０℃が好ましい。なお、沸点が８０℃以下の有機溶剤を濯ぎ液として使用する場合には、濯ぎ液の温度は該有機溶剤の沸点以下とする。

濯ぎ液は、金属基材表面から剥離剤及び塗膜をより容易に除去できることから、界面活性剤を含有することが好ましい。界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられ、これらのいずれをも使用できるが、アニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤の少なくとも一方が好ましい。

（乾燥工程）
乾燥工程は、金属基材を乾燥させて、濯ぎ工程で使用した濯ぎ液を金属基材表面から除去する工程である。
乾燥方法としては、濯ぎ液が金属基材表面から蒸発する方法であればよく、熱風による乾燥法、空気の吹き付けによる乾燥法、赤外線の照射による乾燥法、減圧による乾燥法などが挙げられる。また、自然乾燥でもよい。
乾燥温度は特に限定されないが、通常、５〜９０℃であり、１０〜８０℃が好ましい。

＜作用効果＞
以上説明したように、アミド基を有する化合物、アルカノールアミン及び芳香族アルコールを含む本発明の剥離剤は、金属基材の表面に設けられた塗膜を充分に剥離でき、しかも、塗膜を剥離した際に金属基材表面の変色等を抑制できる。
また、本発明の剥離剤は、アルカリ性ではないから、取り扱い性に優れる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例において、「％」は、特に断りがない限り「質量％」を示す。

（実施例１〜１３、比較例１〜３）
表１〜３に示すように各成分を混合して、各例の剥離剤を調製した。なお、実施例１，２，６，７，８は参考例とする。
また、アルミニウム合金（ＡＤＣ−１２、ＪＩＳＨ５３０２：２００６）の板（１００ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ）からなる板、又は、マグネシウム合金（ＡＺ−９１Ｄ、ＡＳＴＭＢ９４）の板（１００ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ）からなる金属基材の片面に塗膜（エポキシ系塗料、アクリル系塗料、またはウレタン系塗料からなる塗膜）を設けた金属板を作製した。
次いで、その金属板を剥離剤中に浸漬して、塗膜を溶解、膨潤させた。その際の剥離剤の温度、剥離剤の接触時間は各表に示すとおりとした（溶解膨潤工程）。
次いで、水（３０℃）を掛け流して金属板の表面を濯ぎ、剥離剤と共に塗膜を金属板の表面から除去し（濯ぎ工程）、その後、水を乾燥除去した（乾燥工程）。

＜評価方法＞
上記のようにして塗膜を剥離した際の剥離性、塗膜剥離後の金属基材の表面状態を以下の方法により評価した。評価結果を表１〜３に示す。

［剥離性］
剥離性を以下の４段階で評価した。
なお、剥離面積は、塗膜を１００マスに区分したときに、１００マスのうち何マスにあたる部分が剥離できているか、目視により数えることで、算出した。例えば、１００マスのうち、９８マスに相当する部分が剥離できているとき、剥離面積は９８％である。
◎：塗膜を完全に剥離できた（剥離面積１００％）
○：塗膜を殆ど剥離できた（剥離面積９８％以上１００％未満）
△：塗膜が僅かに残存した（剥離面積９５％以上９８％未満）
×：塗膜の残存が目立つ（剥離面積９５％未満）

［金属基材の表面状態］
塗膜剥離後の金属基材の表面状態を目視観察し、以下の４段階で評価した。
なお、下記の変色面積は、塗膜を１００マスに区分したときに、１００マスのうち何マスにあたる部分に変色が起きているか、目視により数えることで、算出した。例えば、１００マスのうち、５マスに相当する部分が変色しているとき、変色面積は５％である。
◎：金属基材表面に全く変色が無かった（変色面積０％）
○：金属基材表面に殆ど変色が無かった（変色面積１％以上３％未満）
△：金属基材表面が僅かに変色した（変色面積３％以上５％未満）
×：金属基材表面の変色が目立つ（変色面積５％以上）

アミド基を有する化合物、アルカノールアミン及び芳香族アルコールを含む各実施例の剥離剤によれば、塗膜を良好に剥離でき、しかも、剥離後の金属基材の表面状態に変色などは見られなかった。
これに対して、各成分のいずれかを含有しない比較例１〜３はいずれも、剥離性が不充分であった。特に、アミド基を有する化合物を含まない比較例３では、剥離後の金属基材表面に変色が生じていた。

本発明の剥離剤を使用することによって、携帯電話、パソコン等の筐体、電化製品や建築用の部材、自動車や二輪車のランプ筐体等の分野において、欠陥や異物の混入が生じた塗膜が形成され、従来は再利用されずに廃棄されていた金属系成形品を容易に再利用できる。本発明は、アルミニウム合金やマグネシウム合金の成形品に対してとりわけ効果を発揮する。

Claims

金属基材の表面に設けられた塗膜を剥離するための剥離剤であって、アミド基を有する化合物、アルカノールアミン、及び窒素原子を有さない芳香族アルコールを含む、剥離剤であって、前記剥離剤１００質量％中、アミド基を有する化合物を６０〜９０質量％、アルカノールアミンを５〜３０質量％及び芳香族アルコールを５〜２０質量％含む、剥離剤。
前記金属基材がアルミニウム及びマグネシウムの少なくとも一方を含む金属からなる、請求項１に記載の剥離剤。
請求項１又は２に記載の剥離剤を用いて金属基材の表面に設けられた塗膜を剥離する塗膜の剥離方法。