JP6652132B2 - 剥離溶剤組成物、剥離方法および洗浄溶剤組成物 - Google Patents

剥離溶剤組成物、剥離方法および洗浄溶剤組成物 Download PDF

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂に塗装された熱硬化性樹脂塗膜を剥離するために好適に用いることができる剥離溶剤組成物およびこの剥離溶剤組成物を用いた剥離方法、並びに精密機械部品工業や電気・電子部品工業等において、金属、セラミックス、プラスチックス材料等の加工に使用される加工油、グリース類、ワックス類等の洗浄に好適な洗浄溶剤組成物に関するものである。
ポリプロピレン系樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂は安価で汎用性が高く各種物性に優れているので自動車外装部材として広く使用されている。また、自動車外装部材は外観性や耐久性が要求されるため、熱可塑性樹脂にはウレタン樹脂やアクリル樹脂などの熱硬化性樹脂塗膜が塗装されている。このような自動車外装部材をそのまま再利用すると、熱硬化性樹脂塗膜(以下、「塗膜」ということがある。)の影響により再生した熱可塑性樹脂成型品の物性が低下する。そのため、熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂(以下、「熱可塑性樹脂成型品」ということがある。)を用いた自動車外装部材を再利用するためには、塗膜を剥離する必要があり、熱可塑性樹脂成型品(以下、「成型品」ということがある。)から塗膜を剥離する方法が提案されてきた。
例えば、特許文献1には、γ−ブチロラクトン、シュウ酸と水からなる樹脂製バンパーから塗膜を剥離するための剥離溶剤組成物が提案されている。この方法は剥離能力が低い上に、水が存在する系なので剥離溶剤組成物の除去と乾燥に問題があった。また、この剥離溶剤組成物は引火点を有していた。
また、特許文献2には、プロピレン系樹脂成型品の塗膜を剥離する際にシクロヘキサノンを使用する方法が提案されている。この方法はシクロヘキサノンが可燃性溶剤であるため、剥離工程での安全性の確保の観点から厳密な防火対策および静電気発生防止対策が必要であった。また、シクロヘキサノンの除去は、水洗により行われるために排水処理が必要であった。
また、特許文献3には、沸点が100℃以上の、高級アルコール、エステルおよびエーテルよりなる剥離溶剤組成物が提案されている。この剥離溶剤組成物はプロピレングリコールモノメチルエーテルを主成分とするものであるため、処理槽等の剥離装置における防火対策および静電気発生防止対策が必要であった。さらに、成型品から塗膜を分離するために水を用いるので、排水処理が必要であった。
特許文献4には、d−リモネンおよびベンジルアルコールの少なくとも1種とブチルセロソルブとを含有する剥離溶剤組成物が、特許文献5には、芳香族アルコールおよびグリコールエーテルの少なくとも1種を含有する剥離溶剤組成物が、それぞれ提案されている。この方法も剥離溶剤組成物を成型品から除去する際に水を使用するため、乾燥に多大なエネルギーを要し、さらに、洗浄水の廃棄処理が必要であった。
以上のように従来の提案は引火性のある剥離溶剤組成物を使用するので、剥離装置の防火対策・静電気発生防止対策や、剥離処理した成型品からの剥離溶剤組成物の除去、排水処理などに大きな問題を抱えていた。
一方で、特許文献6には、引火点を有しない環式化合物C537(商品名:ゼオローラ(登録商標)HTA、日本ゼオン社製)を用いて、成型品から塗膜を剥離することが提案されている。しかし、特許文献6に記載されているように、環式化合物C537に成型品の粉砕物を浸漬しただけでは塗膜が完全に剥離しないこともあった。
また、近年、熱硬化性樹脂塗膜として、傷がつきにくかったり、傷がついても自己修復しやすいものが塗装された熱可塑性樹脂成型品がバンパーなどの自動車外装部材に用いられるなど、熱可塑性樹脂成型品が高性能になっている。そのため、上記環式化合物C537に浸漬しただけで塗膜を完全に剥離することは、さらに困難になっていた。
従って、より効率的に熱硬化性樹脂塗膜を剥離することができる剥離溶剤組成物および剥離方法が求められている。
また、精密機械部品工業や電子・電気部品工業等では、金属材料、セラミックス、プラスチックス材料等の加工に、切削油、プレス油、絞り油、圧延油等の加工油、材料固定用ワックス類・グリース類、ハンダフラックス等が一般的に使用されており、通常、次工程へ送る前の中間製品や最終製品とする場合に、これらを除去し表面を清浄化する。
従来、これらの除去には塩素系溶剤が広く使われてきたが、毒性や環境汚染問題でフッ素系溶剤に転換してきた。フッ素系溶剤のなかでも、洗浄性に優れる3,3−ジクロロ−1,1,2,2−ペンタフルオロプロパンと1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパンの混合物(HCFC−225)が広汎に使用されているが、オゾン層破壊係数や温暖化係数が大きいため2020年に生産が停止されることが決まっている。
このため、HCFC−225の代替品として、オゾン層破壊係数の小さいハイドロフルオロエーテル(HFE)やハイドロフルオロカーボン(HFC)が実用化されている。しかし、これらは単独で使用した場合には洗浄力がなく、洗浄溶剤としては問題があった。
非塩素系フッ素化合物であるHFEやHFCはグリコールエーテル類と相互に溶解する性質を持っているので、特許文献7および特許文献8に開示されるように、HFEまたはHFCと、グリコールエーテル類とからなる引火点を持たない洗浄溶剤組成物が提案されている。
また、特許文献9には環状ハイドロフルオロカーボン類と20℃、1.013×105Paでの蒸気圧が1.33×103Pa未満の洗浄成分からなる非引火性洗浄剤が開示されている。前記洗浄成分にはグリコールエーテル類、炭化水素類、アルコール類が例示されているが例示されているアルコール類と環状ハイドロフルオロカーボン類との相互溶解性についての開示はなく、グリコールエーテル類と、環状ハイドロフルオロカーボンおよび低級アルコールからなる組成物の溶解性が開示されている。
特許文献10には非塩素系フッ素化合物と、エーテル結合および/またはエステル結合を含有する有機化合物と、アルコール類とからなる引火点を抑制した洗浄剤が開示されている。前記アルコール類にはn−ヘキサノール、n−オクタノールが例示されているが、特許文献10には、さらにグリコールエーテル類を添加して洗浄性を向上させた洗浄溶剤組成物が開示されている。
しかし、非塩素系フッ素化合物として例示されている1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラ(登録商標)H、日本ゼオン社製)を洗浄剤として用いる場合に、洗浄溶剤組成物に添加できるグリコールエーテル類の濃度は、引火性の問題から制限されるため、洗浄力を向上させることができなかった。
特開平7−166113号公報 特開2003−48210号公報 特開2005−119134号公報 特開2013−237719号公報 特開2014−151581号公報 特開2012−30467号公報 特開2001−279298号公報 特開2001−240897号公報 特開2001−131593号公報 特開2001−240898号公報
本発明の第一の目的は、簡易な設備及び工程により、熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂成型品の熱硬化性樹脂塗膜を効率的に剥離するための剥離溶剤組成物およびこの剥離溶剤組成物を用いた剥離方法を提供することである。
本発明の第二の目的は、引火性の問題を回避し、低毒性でオゾン破壊係数や温暖化係数が小さい非塩素系フッ素化合物である1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの洗浄性を向上させることができる洗浄溶剤組成物を提供することにある。
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと、所定の成分を混合することにより、上記第一の目的および第二の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明によれば、
(1) 熱可塑性樹脂成型品に塗装された熱硬化性樹脂塗膜を剥離する剥離溶剤組成物であって、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない剥離溶剤組成物、
(2) 前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの重量をA、前記芳香族アルコール類の重量をBとした時の、前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの前記芳香族アルコール類に対する重量割合が30/70<A/B<70/30である(1)記載の剥離溶剤組成物、
(3) 前記芳香族アルコール類が、ベンジルアルコールまたはフェネチルアルコールの少なくとも一方を含む(1)または(2)記載の剥離溶剤組成物、
(4) さらに、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと共沸するアルコール類を含有する(1)〜(3)の何れかに記載の剥離溶剤組成物、
(5) 前記アルコール類は、tert−アミルアルコールである(4)記載の剥離溶剤組成物、
(6) さらに、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種を含有する(1)〜(5)の何れかに記載の剥離溶剤組成物、
(7) 前記芳香族アルコール類の重量をB、前記グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種の重量をCとした時の、 前記グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種の、前記芳香族アルコール類に対する重量割合が20/80<C/B<80/20である(6)記載の剥離溶剤組成物、
(8) 前記グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種が、3−メトキシ−3−メチルブタノールおよび3−メトキシ−3−メチルブチルアセテートの少なくとも一方である(6)または(7)記載の剥離溶剤組成物、
(9) さらに、フェノール系酸化防止剤類を含有する(1)〜(8)の何れかに記載の剥離溶剤組成物、
(10) (1)〜(9)の何れかに記載の剥離溶剤組成物に、前記熱硬化性樹脂塗膜が塗装された前記熱可塑性樹脂成型品を浸漬し、前記熱硬化性樹脂塗膜を剥離させる浸漬工程と、前記浸漬工程を経た前記熱可塑性樹脂成型品および/または前記熱硬化性樹脂塗膜に残留する前記剥離溶剤組成物を1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを主成分とする溶剤でリンスおよび蒸気洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程を経た前記熱可塑性樹脂成型品および/または前記熱硬化性樹脂塗膜を乾燥させる乾燥工程と
を含む剥離方法、
(11) 1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び第1の芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない洗浄溶剤組成物、
(12) 前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの重量をA、前記第1の芳香族アルコール類の重量をBとした時の、前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの前記第1の芳香族アルコール類に対する重量割合が30/70<A/B<90/10である(11)記載の洗浄溶剤組成物、
(13) 前記第1の芳香族アルコール類が、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールの少なくとも一方を含む(11)または(12)記載の洗浄溶剤組成物、
(14) さらに、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと共沸するアルコール類を含有する(11)〜(13)の何れかに記載の洗浄溶剤組成物、
(15) 前記アルコール類は、tert−アミルアルコールである(14)記載の洗浄溶剤組成物、
(16) さらに、フェノール系酸化防止剤類を含有する(11)〜(15)の何れかに記載の洗浄溶剤組成物、
(17) さらに、第2の芳香族アルコール類と、第3の芳香族アルコール類または脂肪族アルコール類とが縮合した構造を有するエーテル類を含む(11)〜(16)の何れかに記載の洗浄溶剤組成物、
(18) 前記第1の芳香族アルコール類の重量をB、前記エーテル類の重量をFとした時の、前記第1の芳香族アルコール類の前記エーテル類に対する重量割合が80/20<B/F<1/99である(17)記載の洗浄溶剤組成物、
(19) 前記エーテル類がジベンジルエーテル、メチルベンジルエーテルの少なくとも一方を含む(17)または(18)記載の洗浄溶剤組成物
が提供される。
本発明によれば、簡易な設備及び工程により、熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂成型品の熱硬化性樹脂塗膜を効率的に剥離するための剥離溶剤組成物およびこの剥離溶剤組成物を用いた剥離方法が提供される。
また、本発明によれば、引火性の問題を回避し、低毒性でオゾン破壊係数や温暖化係数が小さい非塩素系フッ素化合物である1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの洗浄性を向上させることができる洗浄溶剤組成物が提供される。
本発明の第1の実施の形態に係る剥離方法に用いる剥離装置の概略を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係る剥離方法に用いる洗浄装置の概略を示す図である。 本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物を用いて被洗浄物の洗浄を行うための洗浄装置の概略を示す図である。 図3の洗浄装置の洗浄槽に入れられた液から油分を除去するための油分除去装置の概略を示す図である。
(第1の実施の形態)
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物および剥離方法について説明する。本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物は、熱可塑性樹脂成型品に塗装された熱硬化性樹脂塗膜を剥離する剥離溶剤組成物であって、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び(b)芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない。
また、本発明の第1の実施の形態に係る剥離方法は、上記剥離溶剤組成物に、前記熱硬化性樹脂塗膜が塗装された前記熱可塑性樹脂成型品を浸漬し、前記熱硬化性樹脂塗膜を剥離させる浸漬工程と、前記浸漬工程を経た前記熱可塑性樹脂成型品および/または前記熱硬化性樹脂塗膜に残留する前記剥離溶剤組成物を(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを主成分とする溶剤でリンスおよび蒸気洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程を経た前記熱可塑性樹脂成型品および/または前記熱硬化性樹脂塗膜を乾燥させる乾燥工程とを含む。
ここで、本発明でいう、熱可塑性樹脂成型品に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ナイロン樹脂、メタクリル樹脂などの樹脂およびこれらの樹脂にゴム成分が添加されたものや樹脂が混合された樹脂系等を挙げることができる。また、「熱可塑性樹脂成型品」とは、自動車外装部材など(例えば自動車用バンパー用途)に成型したものであり、上記熱可塑性樹脂の表面に熱硬化性樹脂塗膜を有する。また、「熱硬化性樹脂塗膜」は通常の塗膜に用いられるもので、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂等からなるものを挙げることができる。
(剥離溶剤組成物)
本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物は、少なくとも(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び(b)芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない剥離溶剤組成物である。ここで、「引火点を有しない」とは、JIS K2265等の一般的な引火点評価試験により、剥離溶剤組成物に引火点なしと認められることをいう。
また、本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物は、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(以下、「成分(a)」ということがある。)及び(b)芳香族アルコール類(以下、「成分(b)」ということがある。)に加え、(c)グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種(以下、「成分(c)」ということがある。)および/または(d)フェノール系酸化防止剤類(以下、「成分(d)」ということがある。)を含有することが好ましい。また、第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物は、(e)アルコール類(以下、「成分(e)」ということがある。)を含有することが好ましい。
本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物に含有される(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンは、引火点を有さない。
また、本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物に含有される(b)芳香族アルコール類の具体例としては、ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコール、エチルベンジルアルコール、メトキシベンジルアルコール、エトキシベンジルアルコール、ヒドロキシベンジルアルコール、3−フェニルプロパノール、クミルアルコール、フルフリルアルコール、フェネチルアルコール、メトキシフェネチルアルコール、エトキシフェネチルアルコールなどを挙げることができる。これらの中でも、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールが好ましい。
また、成分(c)として用いることができるグリコールエーテル類の具体例としては、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
また、成分(c)として用いることができるグリコールエーテルアセテート類の具体例としては、プロピレングリコールおよびジプロピレングリコール等に対応するモノアルキルエーテルのアセテート、3−メトキシブチルアセテート、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテート等を挙げることができる。
また、(e)アルコール類としては、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと共沸するものであることが好ましく、tert−アミルアルコールを用いることがより好ましい。
また、(d)フェノール系酸化防止剤類の具体例としてはフェノール、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(以下、「BHT」ということがある。)、ブチルヒドロキシルアニソール等を挙げることができる。これらのなかでも、酸化防止効果が高い観点から、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)が好ましい。
本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物中の各成分の重量割合は、剥離性能および非引火性を損なわない範囲であれば、特に制限はないが、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと(b)芳香族アルコール類との重量割合の範囲が、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの重量をA、(b)芳香族アルコール類の重量をBとしたときに、30/70<A/B<70/30であることが好ましい。(b)芳香族アルコール類の重量割合が上記範囲であると、(b)芳香族アルコール類の重量割合が過度に小さいために、各種熱硬化性樹脂塗膜に対する剥離性能を十分に発揮することができない、という現象を抑えることができ、また、(b)芳香族アルコール類の重量割合が過度に大きいために、引火点を有さない剥離溶剤組成物を得ることが困難となる、という現象を抑えることができる。
成分(c)をさらに添加する場合は、成分(c)と(b)芳香族アルコール類との重量割合が、成分(c)の重量をC、(b)芳香族アルコール類の重量をBとしたときに、20/80<C/B<80/20であることが好ましい。成分(c)の重量割合が上記範囲であると、成分(c)の重量割合が過度に小さいために、各種熱硬化性樹脂塗膜に対する剥離性能を十分に発揮することができない、という現象を抑えることができ、また、成分(c)の重量割合が過度に大きいために、引火点を有さない剥離溶剤組成物を得ることが困難となる、という現象を抑えることができる。
(d)フェノール系酸化防止剤類をさらに添加する場合の添加量は、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン、(b)芳香族アルコール類、および必要に応じて添加される成分(c)、(e)アルコール類の合計量に対して、好ましくは1〜1000ppm、より好ましくは10〜500ppmである。
また、本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物には必要に応じて、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としてはノニオン系界面活性剤が好ましく、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル類、脂肪酸アミン塩などを挙げることができる。
次に、本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物を用いて、熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂成型品(以下、「剥離対象物」ということがある。)から熱硬化性樹脂塗膜を剥離するための剥離方法について説明する。本発明の剥離溶剤組成物を用いた剥離方法は、熱可塑性樹脂成型品に塗装された熱硬化性樹脂塗膜に剥離溶剤組成物が浸透して塗膜を膨潤させる結果、塗膜自体が膨張することにより熱可塑性樹脂成型品の表面から一部剥がれ、さらに剥がれた部位が周囲の塗膜を成型品表面から剥離させていくことで行われる。
さらに、塗膜に剥離溶剤組成物が浸透し膨潤することにより、塗膜の熱可塑性樹脂成型品に対する接着強度が低下する。その結果、わずかな機械力を加えることで、成型品から塗膜を引き離すことが可能になる。ここで、上記の機械力とは、塗膜が熱可塑性樹脂成型品や、必要に応じて用いられる研磨材などで擦られたり、叩かれたり、あるいは超音波により振動することにより発生する力などが挙げられる。
(剥離方法)
以下、図1および図2を参照して本発明の第1の実施の形態に係る剥離方法をより具体的に説明する。図1は、本発明の剥離方法に用いる剥離装置の概略を示す図、図2は本発明の剥離方法に用いる洗浄装置の概略を示す図である。なお、本発明の第1の実施の形態に係る剥離方法に用いることができる剥離装置および洗浄装置は、それぞれ図1および図2に示すものに限られるものではない。
図1に示す剥離装置2は、剥離溶剤組成物を入れる剥離槽4、剥離槽4内の剥離溶剤組成物を加温するヒーター6、剥離溶剤組成物を貯槽する剥離溶剤組成物用タンク8、剥離溶剤組成物用タンク8から剥離槽4へ剥離溶剤組成物を供給する剥離溶剤組成物用ポンプ10、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを主成分とする補給液を貯槽する補給液用タンク12、補給液用タンク12から剥離槽4へ補給液を供給する補給液用ポンプ14、ヒーター6により加温され気化した剥離溶剤組成物が存在する蒸気相16、蒸気相16に存在する気化した剥離溶剤組成物を冷却する剥離槽冷却コイル18、剥離槽冷却コイル18により冷却された剥離溶剤組成物から水分を除去する剥離槽水分離器20、剥離槽4内で剥離された塗膜を剥離槽4内の剥離溶剤組成物から除去するためのフィルター22、剥離槽4内の剥離溶剤組成物をフィルター22へ送液するポンプ24、剥離槽4内の剥離溶剤組成物の液温を測定する剥離槽温度センサーS1、剥離槽4内の剥離溶剤組成物の液中に設置されたセンサーAと液面より上に設置されたセンサーBとを備え、所定の液面の高さとなったか否かを検出する剥離槽液面センサーS2、剥離槽4内の剥離溶剤組成物中の(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン等の濃度を測定する剥離槽濃度センサーS3を備えている。また、図1における蒸気相16の上部には剥離槽の蒸気相界面26が存在する。
また、図2に示す洗浄装置28は、剥離装置2で塗膜を剥離した剥離対象物に対してリンス槽液を用いてリンスを行うリンス槽30、リンス30槽内のリンス槽液を冷却するリンス槽冷却コイル31、リンス槽30においてリンス槽液により洗浄を行った剥離対象物に対してリンス槽液の蒸気を用いて蒸気洗浄を行う蒸気槽32、リンス槽30から蒸気槽32へリンス槽液を送液するオーバーフロー配管34、蒸気槽32内のリンス槽液を加温するヒーター36、ヒーター36により加温され気化したリンス槽液が存在する蒸気相38、蒸気相38に存在する、気化した剥離溶剤組成物を冷却する洗浄装置冷却コイル40、洗浄装置冷却コイル40により冷却された剥離溶剤組成物から水分を除去する洗浄装置水分離器42を備えている。また、図2における蒸気相38の上部には蒸気相界面44が存在する。
ここで、リンス槽液としては、成分(a)を主成分とする溶剤が好ましく、蒸気洗浄機能を阻害しない範囲において、本発明の剥離溶剤組成物自体やアルコール類を含んでもよい。これらを含む場合は、引火点が予測可能である観点から、共沸組成を形成するのが好ましい。リンス槽液に成分(a)以外の成分を含む場合であって、共沸組成を形成する場合には、成分(a)と共沸しないアルコール類やその他の化合物を添加したために、洗浄中に剥離溶剤組成物の組成の変化が生じ、アルコール類等の引火性化合物の濃度が高くなることにより引火点が出現する、という現象を抑えることができる。共沸組成を形成するアルコール類として例えばtert−アミルアルコールなどが挙げられる。なお、成分(a)を主成分とする溶剤は、蒸気洗浄を行う際にも用いられる。
図1に示す剥離装置2を用いて剥離工程を行う場合には、熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂成型品をまず、所定の容器に格納する。ここで、容器には、剥離溶剤組成物を容器内部に取り込むための孔または網が設けられている。また、容器は、搖動や回転などの機械力が剥離対象物に加えることができるように構成されている。
機械力を与えることができる容器とは、容器自身が回転、振動などして、投入された剥離対象物が機械的な力を受けることができる容器をいう。例えば、容器と剥離対象物との接触により剥離対象物が擦られたり、容器と剥離対象物との衝突により剥離対象物が叩かれたりすることができる容器などが挙げられる。
また、熱可塑性樹脂成型品が格納された容器内に、研磨材を加えてもよい。また、容器内の剥離対象物や研磨材を効率的に動かすための突起などが容器内に備えられていることが好ましい。
また、容器に格納する熱可塑性樹脂成型品は、破砕機等により小片化されたものであることが好ましく、例えば、1mm角〜150mm角であるものが好ましい。
次に、熱可塑性樹脂成型品が格納された所定の容器を、ヒーター6により所定の温度に加温された剥離槽4内の剥離溶剤組成物に浸漬させる。そして、容器を搖動、回転等させ、容器内部の剥離対象物に対して機械力が加わるように動かす。
ここで、ヒーター6により加温される剥離槽4内の剥離溶剤組成物の温度(剥離温度)は、剥離性能が損なわれない限りは特に限定されないが、剥離に必要な時間および濃度管理を考慮すると、剥離溶剤組成物の沸騰温度であることが好ましい。
また、剥離装置2により剥離対象物からの塗膜の剥離を行う際には、剥離槽4内の剥離溶剤組成物の各成分の濃度は剥離性能や引火性に影響を与えるので、温度計(剥離槽温度センサーS1)、比重秤・屈折率計等を用いた濃度計(剥離槽濃度センサーS3)などを用いて管理され、調整される。
剥離槽濃度センサーS3により濃度の変化を感知し、剥離槽4内の剥離溶剤組成物中の(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの濃度が所定の濃度よりも低くなった場合に、成分(a)を主成分とする補給液を補給液用タンク12から剥離槽4へ所定量供給する。これにより、剥離槽4内の剥離溶剤組成物の濃度の調整を行うことができる。
また、液面がセンサーAの位置まで下がると、剥離槽液面センサーS2のセンサーAが液面降下を感知し、剥離溶剤組成物を剥離溶剤組成物用タンク8から剥離槽4へ所定量供給する。また、液面がセンサーBの位置まで上がると、剥離槽液面センサーS2のセンサーBは液面上昇を感知し、剥離溶剤組成物用タンク8から剥離槽4への剥離溶剤組成物の供給を停止する。これにより、剥離槽4内の剥離溶剤組成物の量を所定範囲内に維持することができる。
また、熱可塑性樹脂成型品が格納された容器を、剥離槽4内の剥離溶剤組成物に浸漬している間に、剥離された塗膜を含む剥離溶剤組成物をポンプ24によりフィルター22へ送液し、フィルター22を用いて剥離溶剤組成物から塗膜を除去することが好ましい。これにより、剥離槽4内で剥離させた塗膜が熱可塑性樹脂の表面に再付着することを防ぐことができる。
また、ヒーター6により加温されることにより、蒸気相16に存在する気化した剥離溶剤組成物は、剥離槽冷却コイル18により冷却され、剥離槽水分離器20により水分を除去した後に、剥離槽4に還流される。
所定の時間、熱可塑性樹脂成型品が格納された容器を剥離溶剤組成物に浸漬して剥離を行った後、剥離槽の蒸気相16まで該容器を引き上げ、容器内に残存する剥離溶剤組成物の液きりを行う。
なお、剥離対象物を剥離溶剤組成物に浸漬する前に、熱硬化性樹脂塗膜の汚れ、油分、樹脂加工成分(たとえばフッ素系樹脂など)を剥離溶剤組成物の蒸気を凝縮した凝縮液で予備洗浄してもよい。これにより剥離装置2を用いた剥離を効果的に行うことができる。また、凝縮液の温度は洗浄効果を上げる観点から高いほうが好ましく、60℃以上が好ましい。
剥離装置2により剥離工程を行った後、図2に示す洗浄装置28を用いて洗浄工程を行う。洗浄工程においては、まず、剥離工程を経た剥離対象物のリンスを行う。具体的には、剥離工程を経た剥離対象物が格納された容器をリンス槽30に所定量入れられたリンス槽液に浸漬し、剥離対象物および/または塗膜の表面および付近に残留する成分(b)および必要に応じて用いられる成分(c)、成分(d)、成分(e)をすすぐ。
ここで、本発明の第1の実施の形態でいう「リンス」とは本発明の剥離溶剤組成物を、成分(a)を主成分とする溶剤に置換することである。
リンス槽30内のリンス槽液の温度は、特に限定されないが、リンス性と蒸気洗浄性を考慮すると、40℃〜70℃が好ましい。図2に示すようにリンス槽は1槽でもよいが、必要に応じて2槽以上としてもよい。
さらに、リンスが終了した後、容器内の成分(b)などがすすがれた剥離対象物および/または塗膜は、洗浄装置28の蒸気相38に移され、蒸気洗浄される。ここで、本発明でいう「蒸気洗浄」とは、該熱硬化性樹脂塗膜およびまたは該熱可塑性樹脂成型品の表面にわずかに残留する成分(b)、必要に応じて用いられる成分(c)、成分(d)、成分(e)を、成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気を利用して除去することをいう。具体的には、熱可塑性樹脂成型品が曝されている成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気と、熱可塑性樹脂成型品との温度差により、成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気が熱可塑性樹脂成型品表面で凝縮液となり、成分(b)、必要に応じて用いられる成分(c)、成分(d)、成分(e)が除去されることをいう。
また、蒸気洗浄に用いる成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気は、次のようにして得られる。まず、蒸気槽32に、リンス槽30内のリンス槽液がオーバーフロー配管34を介して送液される。次に、蒸気槽32に送液されたリンス槽液はヒーター36により加温され、成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気として、蒸気洗浄に用いられる。
なお、蒸気相38に存在する成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気は、洗浄装置冷却コイル40により冷却されて液状とされた後に、洗浄装置水分離器42により水分が除去され、リンス槽30に還流される。また、剥離対象物および/または塗膜から除去された成分(b)、成分(c)、成分(d)、成分(e)は蒸気槽32で濃縮され、所定の濃度に達すると、剥離溶剤組成物用タンク8に貯槽される剥離溶剤組成物を調製するために再利用してもよいし、廃棄してもよい。
剥離対象物の表面温度が蒸気相38の温度と同じになると成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気の凝縮が止まり、蒸気洗浄が終了する。
次に、容器内に残存する成分(a)を主成分とする溶剤の液きりを行って、該容器を蒸気槽32の蒸気相界面44の外側に引き上げ、乾燥させる。
ここで、本発明の第1の実施の形態でいう「乾燥」とは該熱可塑性樹脂成型品およびまたは該熱硬化性樹脂塗膜の表面およびその付近に存在する本発明の剥離溶剤組成物の成分を蒸気槽32の蒸気相38の温度で蒸発させることである。また、表面およびその付近とは熱可塑性樹脂内部や塗膜内部も含む。
成分(a)を主成分とする溶剤の乾燥が終了すると、洗浄装置28を用いた洗浄が終了する。
なお、上述の第1の実施の形態においては、リンス槽30に入れられたリンス槽液に剥離工程を経た剥離対象物を浸漬させる構成として説明したが、リンス槽30において、剥離工程を経た剥離対象物に対してリンス槽液をシャワーする構成としてもよい。
また、上述の第1の実施の形態においては、図1に示す剥離装置2の剥離槽4と図2に示す洗浄装置28の蒸気槽32とが分離する構成として説明したが、剥離槽4と蒸気槽32とを配管で連結した構成としてもよい。
本発明の第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物および剥離方法によれば、簡易な設備及び工程により、熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂成型品の熱硬化性樹脂塗膜を効率的に剥離することができる。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物について説明する。本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物は、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び(b)第1の芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない。
(洗浄溶剤組成物)
本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物は、少なくとも(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び(b)第1の芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない洗浄溶剤組成物である。ここで、「引火点を有しない」とは、JIS K2265等の一般的な引火点評価試験により、洗浄溶剤組成物に引火点なしと認められることをいう。
また、本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物は、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(以下、「成分(a)」ということがある。)及び(b)第1の芳香族アルコール類(以下、「成分(b)」ということがある。)に加え、(e)アルコール類(以下、「成分(e)」ということがある。)および/または(d)フェノール系酸化防止剤類(以下、「成分(d)」ということがある。)を含有することが好ましい。さらに、第2の芳香族アルコール類と、第3の芳香族アルコール類または脂肪族アルコール類とが縮合した構造を有する(f)エーテル類を含有することが好ましい。なお、本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物は、グリコールエーテル類を含有しない。
本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物に含有される(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンは、引火点を有さない。また、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンは、低毒性でオゾン破壊係数や温暖化係数が小さい非塩素系フッ素化合物である。
また、本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物に含有される(b)第1の芳香族アルコール類、第2の芳香族アルコール類と、第3の芳香族アルコール類または脂肪族アルコール類とが縮合した構造を有する(f)エーテル類の第2の芳香族アルコール類及び第3の芳香族アルコール類の具体例としては、第1の実施の形態において芳香族アルコール類として例示したものと同じものを挙げることができ、これらの中でも、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールが好ましい。また、第1の芳香族アルコール類、第2の芳香族アルコール類、第3の芳香族アルコール類は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物に用いることのできる(e)アルコール類は、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと共沸するものであることが好ましく、tert−アミルアルコールを用いることがより好ましい。
また、(d)フェノール系酸化防止剤類の具体例としては第1の実施の形態において例示したものと同じのものを挙げることができ、これらのなかでも、酸化防止効果が高い観点から、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)が好ましい。
また、第2の芳香族アルコール類と、第3の芳香族アルコール類または脂肪族アルコール類とが縮合した構造を有する(f)エーテル類の具体例としては、ジベンジルエーテル、エチルベンジルエーテル、メチルベンジルエーテル、イソプロピルベンジルエーテル、フェネチルベンジルエーテル、メチルフェネチルエーテル、エチルフェネチルエーテルなどを挙げることができる。これらの中でもジベンジルエーテル、メチルベンジルエーテルが好ましい。
本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物中の各成分の重量割合は、洗浄性能および非引火性を損なわない範囲であれば、特に制限はないが、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと(b)第1の芳香族アルコール類との重量割合の範囲が、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの重量をA、(b)第1の芳香族アルコール類の重量をBとしたときに、30/70<A/B<90/10であることが好ましい。(b)第1の芳香族アルコール類の重量割合が上記範囲であると、(b)第1の芳香族アルコール類の重量割合が過度に小さいために、洗浄性能を十分に発揮することができない、という現象を抑えることができ、また、(b)第1の芳香族アルコール類の重量割合が過度に大きいために、引火点を有さない洗浄溶剤組成物を得ることが困難となる、という現象を抑えることができる。
(d)フェノール系酸化防止剤類を添加する場合の添加量は、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン、(b)第1の芳香族アルコール類、および必要に応じて添加される(e)アルコール類の合計量に対して、好ましくは1〜1000ppm、より好ましくは10〜500ppmである。
第2の芳香族アルコール類と、第3の芳香族アルコール類または脂肪族アルコール類とが縮合した構造を有する(f)エーテル類をさらに添加する場合は、(b)第1の芳香族アルコール類と(f)エーテル類との重量割合の範囲が、(b)第1の芳香族アルコール類の重量をB、(f)エーテル類の重量をFとしたときに、80/20<B/F<1/99であることが好ましい。(f)エーテル類の重量割合が上記範囲であると、(f)エーテル類の重量割合が過度に小さいために、加工油の溶解性が低下し洗浄性を確保できない、という現象を抑えることができる。
(洗浄方法)
以下、図3および図4を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物を用いた洗浄方法について説明する。図3は、上記洗浄方法に用いる洗浄装置の概略を示す図、図4は上記洗浄装置の洗浄槽内の液から油分を除去するために用いる油分除去装置の概略を示す図である。本発明の洗浄溶剤組成物を用いた洗浄方法は、図3に示す洗浄装置および図4に示す油分除去装置を利用することによって最も効果的な洗浄を行うことができるが、上記の洗浄方法に用いることができる洗浄装置および油分除去装置は、それぞれ図3および図4に示すものに限られるものではない。
図3に示すように洗浄装置102は、洗浄溶剤組成物を入れ、被洗浄物の洗浄を行う洗浄槽104、リンス槽液を入れ、洗浄槽104で洗浄が行われた被洗浄物に付着した洗浄溶剤組成物をリンスするリンス槽106、リンス106槽内のリンス槽液を冷却するリンス槽冷却コイル108、リンス槽106においてリンス槽液によりリンスを行った被洗浄物に対して、蒸気槽110内に入れたリンス槽液の蒸気を用いて蒸気洗浄を行う蒸気槽110、リンス槽106から蒸気槽110へリンス槽液を送液するオーバーフロー配管112、蒸気槽110内のリンス槽液を加温するヒーター114、ヒーター114により加温され気化したリンス槽液が存在する蒸気相116、蒸気相116に存在する、気化したリンス槽液を冷却する蒸気槽冷却コイル118、蒸気槽冷却コイル118により冷却されたリンス槽液から水分を除去する蒸気槽水分離器120を備えている。
また、図3における蒸気相116の上部には蒸気槽の蒸気相界面121が存在する。また、洗浄槽104には、被洗浄物の洗浄に用いられることにより油分濃度が高くなった洗浄溶剤組成物を油分除去装置124(図4参照)へ送液するための配管122、油分除去装置124により油分が除去された洗浄溶剤組成物を洗浄槽104に送液するための配管123が設けられている。
ここで、リンス槽液としては、成分(a)を主成分とする溶剤が好ましい。ここで、成分(a)を主成分とする溶剤は、リンス性や蒸気洗浄性を阻害しない範囲において、成分(a)の他に、成分(a)と共沸するアルコール類、本発明の洗浄溶剤組成物に含まれる(b)芳香族アルコール類を含んでいてもよい。成分(a)以外の成分を含む場合は、引火点が予測可能である観点から、共沸組成を形成するのが好ましい。リンス槽液が成分(a)以外の成分を含む場合であって、共沸組成を形成する場合には、成分(a)と共沸しないアルコール類やその他の化合物を添加したために、洗浄中に洗浄溶剤組成物の組成の変化が生じ、アルコール類等の引火性化合物の濃度が高くなることにより引火点が出現する、という現象を抑えることができる。共沸組成を形成するアルコール類として例えばtert−アミルアルコールなどが挙げられる。なお、成分(a)を主成分とする溶剤は、洗浄槽104において洗浄に用いた洗浄溶剤組成物から油分除去装置124により油分除去を行う際にも用いられ、例えば、タンク128(図4参照)に貯槽される。
また、図4に示すように油分除去装置124は、洗浄装置102の洗浄槽104から送液された洗浄溶剤組成物と、成分(a)を主成分とする溶剤とを混合して混合液を得る混合槽126、成分(a)を主成分とする溶剤を貯槽するタンク128、タンク128から混合槽126へ成分(a)を主成分とする溶剤を送液するポンプ130、混合槽126にて混合された混合液から油分および洗浄溶剤組成物に不溶で遊離された汚れ分を分離する分離器132、成分(a)を主成分とする溶剤で希釈された洗浄溶剤組成物(混合液)を濃縮する濃縮槽134、濃縮槽134により濃縮された混合液(濃縮液)を洗浄装置102の洗浄槽104へ送液するポンプ136、濃縮槽134内の混合液を加熱するヒーター138、ヒーター138により加温され気化した混合液を冷却する濃縮槽冷却コイル140、濃縮槽冷却コイル140により冷却された混合液から水分を除去する濃縮槽水分離器142を備えている。なお、濃縮槽水分離器142により水分が除去された混合液は、タンク128に送液される。
図3に示す洗浄装置102を用いて、洗浄を行う場合の洗浄方法について説明する。上記洗浄方法は、本発明の洗浄溶剤組成物を用いて、被洗浄物を洗浄槽104において洗浄する洗浄工程と、洗浄工程において洗浄された被洗浄物に付着した洗浄溶剤組成物をリンス槽106においてリンスするリンス工程と、リンス工程においてリンスされた被洗浄物を蒸気相116において蒸気洗浄する蒸気洗浄工程と、蒸気洗浄工程において蒸気洗浄された被洗浄物を乾燥させる乾燥工程とを含む。
まず、洗浄工程においては、加工油が付着した被洗浄物を、洗浄用の治具またはかご(以下、これらを総称して「洗浄用容器」ということがある。)に、取付または格納する。次に、洗浄用容器に取付または格納された被洗浄物を、洗浄槽104内の洗浄溶剤組成物に所定の時間浸漬させる。このとき、被洗浄物には、超音波や搖動、洗浄溶剤組成物の撹拌等による機械力が加えられる。
ここで、洗浄槽104内の洗浄溶剤組成物には、被洗浄物を洗浄することにより加工油が混入する。加工油が混入した洗浄溶剤組成物の洗浄能力を一定に保つために、油分を一定濃度以下に保つ必要がある。洗浄槽104内の洗浄溶剤組成物中の油分濃度が高くなると、後述するリンス工程を行う際に、油分が被洗浄物に残りやすくなり、結果的に洗浄不良になる可能性がある。そのため、図3に示す洗浄装置を用いた洗浄中においては、図4に示す油分除去装置を用いて、洗浄槽104内の洗浄溶剤組成物から常時油分を除去する必要がある。
図4に示す油分除去装置124を用いて油分を除去する際には、洗浄槽104(図3参照)内の洗浄溶剤組成物が一定量抜き出され、配管122を介して混合槽126へ送液される。混合槽126においては、上記洗浄溶剤組成物と、タンク128から送液された成分(a)を主成分とする溶剤とが混合された混合液が調製される。
混合槽126において混合された混合液は分離器132に送液され、分離器132において油分が分離される。分離器132においては、洗浄溶剤組成物中の成分(b)が、混合槽126において混合された成分(a)を主成分とする溶剤により希釈されることを利用して油分の溶解度を低下させ、油分を遊離させる。ここで油分とは水溶性加工油、油溶性加工油、加工油に添加された油脂類、樹脂類等があげられる。
分離器132における油分の分離方法としては、特に限定されず、静置分離、密度差を利用した分離やフィルター類を用いた分離など公知の方法を用いることができる。また、油分分離を行う前に、本願発明の組成物に溶解しない固形分や析出物等を除去するためのフィルターを通しておくこともできる。
油分が除去された混合液は、濃縮槽134に送液され、濃縮槽134により濃縮された後、配管123を介して洗浄装置102の洗浄槽104(図3参照)に送液される。なお、分離器132において油分が除去された混合液を洗浄装置102の蒸気槽110に送液し、蒸気槽にて濃縮を行ってもよい。
次に、洗浄工程終了後、図3に示す洗浄装置を用いてリンス工程を行う。リンス工程では、洗浄槽104において洗浄溶剤組成物により洗浄された被洗浄物を、リンス槽106に移し、リンス槽106内のリンス槽液に所定の時間浸漬させることにより、被洗浄物に付着した洗浄溶剤組成物をリンスする。具体的には、洗浄槽104において洗浄された被洗浄物が取付または格納された洗浄用容器をリンス槽106に所定量入れられたリンス槽液に浸漬し、被洗浄物の表面および付近に残留する成分(b)および必要に応じて用いられる成分(e)、成分(d)をすすぐ。
ここで、本発明の第2の実施の形態でいう「リンス」とは本発明の洗浄溶剤組成物および/または汚れ分としての油分等を含む本発明の洗浄溶剤組成物を、成分(a)を主成分とする溶剤に置換することである。
リンス槽106内のリンス槽液の温度は、特に限定されないが、ここで、リンス槽液は蒸気洗浄性を高めるために、できるだけ低温に保つことが好ましい。例えば、リンス槽液の温度は、蒸気相116の蒸気の温度よりも30℃以上低いことが好ましい。また、図3に示すようにリンス槽106は1槽でもよいが、必要に応じて2槽以上としてもよい。
さらに、蒸気洗浄工程を行う。即ち、リンス工程が終了した後、成分(b)などがすすがれた被洗浄物は、洗浄装置102の蒸気相116に移され、蒸気洗浄される。ここで、本発明でいう「蒸気洗浄」とは、被洗浄物の表面にわずかに残留する成分(b)、必要に応じて用いられる成分(e)、成分(d)、および/または汚れ分としての油分等を含む本発明の洗浄溶剤組成物を、成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気を利用して除去することをいう。具体的には、被洗浄物が曝されている成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気と、被洗浄物との温度差により、成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気が被洗浄物表面で凝縮液となり、成分(b)、必要に応じて用いられる成分(e)、成分(d)が除去されることをいう。
また、蒸気洗浄に用いる成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気は、次のようにして得られる。まず、蒸気槽110に、リンス槽106内のリンス槽液がオーバーフロー配管112を介して送液される。次に、蒸気槽110に送液されたリンス槽液はヒーター114により加温され、成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気として、蒸気洗浄に用いられる。
なお、蒸気相116に存在する成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気は、蒸気槽冷却コイル118により冷却されて液状とされた後に、蒸気槽水分離器120により水分が除去され、リンス槽106に還流される。なお、被洗浄物から除去された成分(b)、成分(e)、成分(d)を蒸気槽110で濃縮し、洗浄溶剤組成物を調製するために再利用してもよいし、廃棄してもよい。
被洗浄物の表面温度が蒸気相116の温度と同じになると成分(a)を主成分とする溶剤の蒸気の凝縮が止まり、蒸気洗浄が終了する。
次に、乾燥工程を行う。具体的には、洗浄用容器内に付着または残存する成分(a)を主成分とする溶剤の液きりを行って、該容器を蒸気槽110の蒸気相界面121の外側に引き上げ、乾燥させる。
ここで、本発明の第2の実施の形態でいう「乾燥」とは被洗浄物の表面およびその付近に存在する本発明の洗浄溶剤組成物の成分を蒸気槽110の蒸気相116の温度で蒸発させることである。また、表面およびその付近とは被洗浄物内部も含む。
成分(a)を主成分とする溶剤の乾燥が終了すると、洗浄装置102を用いた洗浄が終了する。
なお、上述の第2の実施の形態においては、リンス槽106に入れられたリンス槽液に洗浄工程を経た被洗浄物を浸漬させる構成として説明したが、リンス槽106において、洗浄工程を経た被洗浄物に対してリンス槽液をシャワーする構成としてもよいし、リンス槽を経ないで、蒸気洗浄してもよい。
本発明の第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物によれば、引火性の問題を回避し、低毒性でオゾン破壊係数や温暖化係数が小さい非塩素系フッ素化合物である1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの洗浄性を向上させることができる。
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下において、本発明の第1の実施の形態についての実施例および比較例と、本発明の第2の実施の形態についての実施例、比較例および参考例とに分けて説明する。
(第1の実施の形態についての実施例および比較例)
第1の実施の形態に係る剥離溶剤組成物の各物性は以下のようにして測定、評価した。
(1) 引火点
JIS K2265に従い、タグ密閉式とクリーブランド開放式で引火点の測定を行い、引火点の有無を表2および表3に示した。
(2) 剥離性評価
表1に記載の熱硬化性樹脂塗膜が塗装された熱可塑性樹脂成型品をそれぞれ縦1.5×横1.5cmに割断して試験片を作製した。50gの剥離溶剤組成物が入った50ml容量の還流冷却管付丸底フラスコを120℃に調整されたオイルバスに浸した。そして先ず、還流冷却管付丸底フラスコ内の、冷却管による冷却部と液面との間の気相部に、試験片が位置するように吊るした。その10分後、気相部の試験片を剥離溶剤に20分間浸漬した後、試験片を丸底フラスコから取り出して、3つ折りにしたコンホートサービスタオル(日本製紙クレシア製)で、試験片の表面を擦り、試験片表面に残っている塗膜を取り除き、試験片表面に残る塗膜の面積(塗膜残面積)の割合を測定した。評価は下記基準により行い、結果を表2および表3に示した。
A:塗膜残面積0%
B:塗膜残面積0%超10%以下
C:塗膜残面積10%超30%以下
D:塗膜残面積30%超
E:剥離しない
(3) 成型品の塗膜剥離後の表面状態
上記剥離性評価試験を行った後の試験片の表面を目視により観察した。評価は下記基準により行い、結果を表2および表3に示した。
A:なめらかで光沢がある
B:光沢がない
(熱可塑性樹脂成型品)
実施例および比較例において使用した試験片としての熱可塑性樹脂成型品の種類を表1に示す。
(実施例1−1〜1−5)
表2に記載の組成で各成分を混合し、剥離溶剤組成物を得た。各剥離溶剤組成物を用いて、バンパー試験片αとβの剥離性評価を行った。また、各剥離溶剤組成物の引火点測定を行い、結果を表2に示した。この結果から、成分(a)と成分(b)からなる本発明の剥離溶剤組成物は引火点を有さず、熱可塑性樹脂成型品に塗装された熱硬化性樹脂塗膜の剥離が問題なく確実にできることが確認された。ここで、バス温度とは丸底フラスコを浸漬するオイルバスの温度である。剥離時間は剥離溶剤温度が一定になった剥離溶剤組成物に浸漬した時間を表す。
(実施例1−6〜1−10)
表2および表3に記載の組成で各成分を混合し、剥離剤溶組成物を得た。各剥離溶剤組成物を用いて、バンパー試験片αとβの剥離性評価と剥離後の表面状態の観察を行った。なお、実施例1−10については、バンパー試験片βの剥離性評価のみを行った。
また、引火点測定を行い、結果を表2および表3に示した。この結果から、成分(a)、成分(b)、成分(c)からなる本発明の剥離溶剤組成物は引火点を有さず、熱可塑性樹脂成型品に塗装された熱硬化性樹脂塗膜の剥離が問題なく確実にでき、剥離後の成型品の表面状態もきわめて良好であることが確認された。
(実施例1−11)
表3記載の組成で各成分を混合し、剥離溶剤組成物を得た。この剥離溶剤組成物を用いて、実施例2と同様に剥離性評価を行い、結果を得た。また、引火点測定を行い、結果を表3に示した。この結果から、成分(a)、成分(b)、成分(d)からなる本発明の剥離溶剤組成物は引火点を有さず、フェノール系酸化防止剤は剥離性能になんら悪影響を及ぼさないことが分かった。
(実施例1−12:実機による剥離性評価およびリンス・蒸気洗浄性の評価)
図1に示す剥離装置2の剥離槽4に、40リットルの、表3記載の組成で各成分を混合した剥離溶剤組成物を入れた。また、図2に示す洗浄装置28のリンス槽30と蒸気槽32に、成分(a)を主成分とする洗浄剤(ゼオローラH、日本ゼオン社製)を入れた。
次いで、剥離槽4を加温し、沸騰状態にし、表1記載の試験片αとポリプロピレン樹脂(テストピース社製、縦×横:2cm×5cm、厚さ:2mm)とを円筒形の回転可能な容器(剥離溶剤組成物を容器内部に取り込むための孔または網が設けられている)に入れて、剥離装置2の蒸気相16で70℃の剥離溶剤組成物の凝縮液をシャワーしながら10分間回転させた後、剥離槽4内の剥離溶剤組成物に20分間浸漬した。
次に、図2に示す洗浄装置28のリンス槽30において、50℃のゼオローラHを用いて、剥離装置2(図1参照)にて剥離処理を行った試験片をリンスし、蒸気槽32の蒸気相38に試験片を移動させ蒸気洗浄を行った。
そして、蒸気相38で液切りを行い、試験片を蒸気相界面44の上側に移動させ、乾燥を行った。次いで、3つ折りにしたコンホートサービスタオル(日本製紙クレシア製)で擦り、試験片αの表面に付着している塗膜を取り除き、表面観察を行い、試験片表面に残る塗膜の面積を測定した。
試験片αについての剥離性評価試験は、実施例1−1と同様に行った。この結果、本発明の剥離方法によれば、剥離を確実に行えることが確認された。
また、上記乾燥後の試験片α表面の乾燥状態を観察した結果、剥離した樹脂成型品の表面には剥離溶剤組成物の残存がなく乾燥していた。結果を下記表3に「A:試験片α表面に剥離溶剤組成物の残存なし」として示す。
なお、試験片αは、剥離溶剤組成物に対して熱硬化性樹脂塗膜のみが膨潤し、熱可塑性樹脂成型品自体は膨潤しないことが求められる。そこで、熱可塑性樹脂成型品自体の剥離溶剤組成物に対する膨潤性を評価するために、ポリプロピレン樹脂についても、実機により、剥離工程、洗浄工程および乾燥工程を行った。ポリプロピレン樹脂の試験片は剥離工程を行う前と、乾燥工程を行った後の重量測定を行った。その結果、ポリプロピレン樹脂の試験片の重量増加は1重量パーセント以下であり、剥離溶剤組成物に対して低膨潤性であることが示された。
(比較例1−1〜1−2)
表3記載の組成で各成分を混合することにより剥離溶剤組成物を得て、実施例1−1と同様の剥離性評価と引火点測定を行った。この結果、この剥離溶剤組成物は剥離性を満足したが引火点を有しており、本発明の目的を達成できないことが分かった。
(比較例1−3〜1−4)
表3記載の組成で各成分を混合することにより剥離溶剤組成物を得て、実施例1−1と同様の剥離性評価を行った。なお、バンパー試験片αの剥離性評価のみを行った。この結果、芳香族アルコールを含まない剥離溶剤組成物は剥離性を満足しないことが分かった。
(比較例1−5〜1−6)
(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの代わりにHFC365mfcまたはHFE−7200を配合した以外は実施例1−3と同様に剥離性能を評価した。なお、バンパー試験片αの剥離性評価のみを行った。この結果HFC365mfcおよびHFE−7200を配合した場合には、剥離性が劣ることが分かった。
(比較例1−7)
剥離溶剤組成物として、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンのみからなるものを用いた以外は、実施例1−1と同様に引火点測定を行い、比較例1−5および1−6と同様に剥離性能を評価した。なお、剥離性評価における浸漬時間を30分とした。その結果、(a)1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを単独で用いた場合には熱硬化性樹脂塗膜の剥離性能が劣り、剥離溶剤組成物として実用的でないことが分かった。
(第2の実施の形態についての実施例、比較例および参考例)
次に、第2の実施の形態に係る洗浄溶剤組成物の各物性は以下のようにして測定、評価した。
(1) 引火点
JIS K2265に従い、タグ密閉式とクリーブランド開放式で引火点の測定を行い、引火点の有無を表6に示した。
(2) 溶解性
表5に記載の組成で混合した洗浄溶剤組成物10gに可溶な油分量(g)を測定した。なお、試験には油分として、NSクリーン200(第三石油類、JX日鉱日石エネルギー株式会社製)を用いた。
(3) 洗浄性評価
表4に記載の各種加工油が付着した被洗浄物を、表6に記載の組成で混合した洗浄溶剤組成物で洗浄した。その後、被洗浄物に残留する油分をHCFC−225(アサヒクリンAK−225、旭硝子製)とテトラクロロエチレンの3/7(重量比)混合液で抽出し、油分測定装置(堀場製作所製)で測定した。油分測定装置による測定結果は、油溶性加工油の場合、水溶性加工油の場合に分けて、下記基準により残留油分量を評価した。結果を表6に示す。
(i)油溶性加工油
A:30μg未満
B:30μg以上40μg未満
C:40μg以上100μg未満
D:100μg以上
(ii)水溶性加工油
A:20μg未満
B:20μg以上
なお、加工油として、水溶性加工油を用いる場合には、水道水で10倍に希釈して、試験に供した。また、被洗浄物としては、市販のドリルスクリュー(クロムメッキ、サラ型、サイズ:5×35 平均重量:3g/本)を用いた。
(実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−2)
表5に記載の組成で各成分を混合し、本発明の洗浄溶剤組成物を得た。各洗浄溶剤組成物についてNSクリーン200(JX日鉱日石エネルギー株式会社製)の25℃における溶解量測定を行い、結果を表5にまとめた。溶解量測定は洗浄溶剤組成物10gにNSクリーン200を添加して溶解する量を調べた。溶解しなくなるとNSクリーン200は遊離するようになる。この結果から、成分(a)と成分(b)を含む本発明の洗浄溶剤組成物は炭化水素溶剤であるNSクリーン200の溶解性を向上させていることがわかった。また、本発明の洗浄溶剤組成物は各溶剤の単独の溶解性よりも著しく優れていることがわかった。
(実施例2−6〜2−11、比較例2−3)
表6に記載の組成で各成分を調合し、洗浄溶剤組成物を得た。各洗浄溶剤組成物の洗浄性を下記の方法で測定評価した。
被洗浄物であるドリルスクリュー10本(3g/本)を加工油に10分間浸漬した後、ドリルスクリューの頭部を下に向けて30分間、油切りを行い洗浄試験に供した。
洗浄試験は、図3に示す洗浄装置102と同様な各工程を、以下の方法によりラボにて実施した。
洗浄槽104における洗浄工程に相当する方法として、500mlのガラスビーカーに300mlの洗浄溶剤組成物を入れ、それをさらに水を入れて温度調節された超音波洗浄槽(300W、37kHz、シャープ製)内に設置した。次いで、被洗浄物である前記ドリルスクリュー10本をガラスビーカー内の洗浄溶剤組成物に浸漬し、表6に記載する所定時間、所定温度にて、超音波振動(US)を与えながら洗浄した。
リンス槽106におけるリンス工程に相当する方法として、500mlのガラスビーカーに300mlの成分(a)を主成分とする溶剤を入れ、この溶剤に、洗浄工程後のドリルスクリューを浸漬し、表6に記載する所定時間、所定温度にてリンスを行った。
蒸気槽110における蒸気洗浄工程に相当する方法として、1Lのガラスビーカーに冷却コイルを取り付け、成分(a)を主成分とする溶剤を入れ、オイルバスにより加熱・沸騰させた。次いで、リンス工程後のドリルスクリューを蒸気により所定時間、蒸気洗浄を行った。
蒸気洗浄終了後、ドリルスクリューを常温の室内に10分間静置し、洗浄溶剤組成物を蒸発乾燥させた。
最後に、乾燥後のドリルスクリューを抽出液に浸し、残留した残油分を超音波洗浄槽で40℃×40分間、抽出し、残油分量を測定した。
この結果、本発明の洗浄溶剤組成物は各種の加工油に対して、優れた洗浄性能を示した。
(参考例1)
HCFC−225(アサヒクリンAK−225 旭硝子製)を洗浄溶剤として用い、表6に記載の洗浄条件とした以外は、実施例2−6と同様に洗浄性を評価した。結果を表6に示した。
(参考例2〜5)
グリコールエーテル類またはγ−ブチロラクトンを成分(a)に添加した組成物の引火点を測定した。測定結果を表7に示す。本発明の洗浄溶剤組成物は、グリコールエーテル類を含まないが、本発明の成分(b)は引火点を抑制する能力があるので、参考例5に示すようにグリコールエーテル類を用いたとしても、引火点がない組成物とすることができた。
(実施例2−9、2−12〜2−16、比較例2−3)
表8に記載の組成で各成分を調合し、洗浄溶剤組成物を得た。
次に、洗浄溶剤組成物の各物性を以下のようにして測定、評価した。
(1) 引火点
JIS K2265に従い、タグ密閉式とクリーブランド開放式で引火点の測定を行い、引火点の有無を表8に示した。
(2) 溶解性
表8に記載の組成で、加工油(リライアカットDS−10)を所定量添加して、25℃における加工油の溶解状態を観察した。成分(b)のベンジルアルコールと成分(f)のジベンジルエーテル、メチルベンジルエーテルは加工油の添加相当量分を減じ、ゼオローラHTAとtert−アミルアルコールは濃度を添加前と同じに保った。下記基準により溶解性を評価した。結果を表8に示す。
A:10重量%以上加工油を溶解した
B:5重量%以上10重量%未満で加工油を分離した
C:5重量%未満で加工油を分離した
(3) 洗浄性評価
第2の実施の形態と同じ方法にて、加工油(リライアカットDS−10)が付着した被洗浄物を、表8に記載の組成で混合した洗浄溶剤組成物で洗浄した。油分測定装置による測定結果は、下記基準により残留油分量を評価した。結果を表8に示す。
S:15μg未満
A:15μg以上30μg未満
B:30μg以上40μg未満
C:40μg以上100μg未満
この結果、本発明の洗浄溶剤組成物はエーテル類をさらに加えることで、加工油の溶解性能がさらに向上した。

Claims (19)

  1. 熱可塑性樹脂成型品に塗装された熱硬化性樹脂塗膜を剥離する剥離溶剤組成物であって、
    1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない剥離溶剤組成物。
  2. 前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの重量をA、前記芳香族アルコール類の重量をBとした時の、前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの前記芳香族アルコール類に対する重量割合が30/70<A/B<70/30である請求項1記載の剥離溶剤組成物。
  3. 前記芳香族アルコール類が、ベンジルアルコールまたはフェネチルアルコールの少なくとも一方を含む請求項1または2記載の剥離溶剤組成物。
  4. さらに、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと共沸するアルコール類を含有する請求項1〜3の何れか一項に記載の剥離溶剤組成物。
  5. 前記アルコール類は、tert−アミルアルコールである請求項4記載の剥離溶剤組成物。
  6. さらに、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1〜5の何れか一項に記載の剥離溶剤組成物。
  7. 前記芳香族アルコール類の重量をB、前記グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種の重量をCとした時の、 前記グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種の、前記芳香族アルコール類に対する重量割合が20/80<C/B<80/20である請求項6記載の剥離溶剤組成物。
  8. 前記グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、γ−ブチロラクトンから選ばれる少なくとも1種が、3−メトキシ−3−メチルブタノールおよび3−メトキシ−3−メチルブチルアセテートの少なくとも一方である請求項6または7記載の剥離溶剤組成物。
  9. さらに、フェノール系酸化防止剤類を含有する請求項1〜8の何れか一項に記載の剥離溶剤組成物。
  10. 請求項1〜9の何れかに記載の剥離溶剤組成物に、前記熱硬化性樹脂塗膜が塗装された前記熱可塑性樹脂成型品を浸漬し、前記熱硬化性樹脂塗膜を剥離させる浸漬工程と、
    前記浸漬工程を経た前記熱可塑性樹脂成型品および/または前記熱硬化性樹脂塗膜に残留する前記剥離溶剤組成物を1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンを主成分とする溶剤でリンスおよび蒸気洗浄する洗浄工程と、
    前記洗浄工程を経た前記熱可塑性樹脂成型品および/または前記熱硬化性樹脂塗膜を乾燥させる乾燥工程と
    を含む剥離方法。
  11. 1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン及び第1の芳香族アルコール類を含有し、引火点を有しない洗浄溶剤組成物。
  12. 前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの重量をA、前記第1の芳香族アルコール類の重量をBとした時の、前記1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンの前記第1の芳香族アルコール類に対する重量割合が30/70<A/B<90/10である請求項11記載の洗浄溶剤組成物。
  13. 前記第1の芳香族アルコール類が、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールの少なくとも一方を含む請求項11または12記載の洗浄溶剤組成物。
  14. さらに、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタンと共沸するアルコール類を含有する請求項11〜13の何れか一項に記載の洗浄溶剤組成物。
  15. 前記アルコール類は、tert−アミルアルコールである請求項14記載の洗浄溶剤組成物。
  16. さらに、フェノール系酸化防止剤類を含有する請求項11〜15の何れか一項に記載の洗浄溶剤組成物。
  17. さらに、第2の芳香族アルコール類と、第3の芳香族アルコール類または脂肪族アルコール類とが縮合した構造を有するエーテル類を含む請求項11〜16の何れか一項に記載の洗浄溶剤組成物。
  18. 前記第1の芳香族アルコール類の重量をB、前記エーテル類の重量をFとした時の、前記第1の芳香族アルコール類の前記エーテル類に対する重量割合が80/20<B/F<1/99である請求項17記載の洗浄溶剤組成物。
  19. 前記エーテル類がジベンジルエーテル、メチルベンジルエーテルの少なくとも一方を含む請求項17または18記載の洗浄溶剤組成物。
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