JP7264087B2

JP7264087B2 - 塗膜剥離剤及び該塗膜剥離剤を用いた剥離方法

Info

Publication number: JP7264087B2
Application number: JP2020033422A
Authority: JP
Inventors: 透水崎
Original assignee: Nissin Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nissin Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: JP2021134318A

Description

本発明は、鋼構造物やコンクリート構造物等の塗膜を剥離する塗膜剥離剤に関する。

社会インフラでもある鋼構造物やコンクリート構造物は、環境から素地を保護するための塗膜を有するが、経時により劣化するため定期的な補修が必要である。特に近年、所謂高度成長期に多数建造されたインフラが劣化し、補修、立て替えの必要に迫られている。しかし、これらを全て立て替えるとなると膨大な経費が必要となり、限られた財政を運用する自治体にとっては憂慮すべき問題である。

このため、適切な補修を行い建造物の寿命を延ばす試みがなされている。このような試みの中でも、塗装の補修は比較的簡単な作業で素地の腐蝕を予防することができ、特に鋼構造物の延命には効果的である。

このような塗装の補修では、素地調整としての錆の除去や劣化塗膜等の剥離が行われる。劣化した塗膜を剥離するには物理的作用による手法と化学的作用による手法に大別され、従来は物理的手法による剥離工程が行われていた。具体的にはブラスト処理や動力工具処理で塗膜を剥離しているが、粉塵が発生したり、剥離した塗膜とブラスト材が飛散、浮遊するため、環境への影響が懸念されていた。動力工具処理であるデスクサンダー工法でも上記と同様の問題があった。

一方、化学的作用による手法としては、従来からメチレン系剥離剤や強アルカリ水溶性塗料剥離剤が用いられているが、刺激臭や作業員のやけど等の健康上の問題があり、さらに環境意識の高まり等から、これらの剥離剤に代わる剥離剤が求められるようになった。

これらに代わる塗膜剥離剤としては、モノアルキルグリコールエーテルとジアルキルグリコールエーテルとのいずれか一方または両方の混合物を主成分とし、該エーテルに、Ｎ－メチルピロリドン、エステル類、ケトン類、アルコール類から選ばれた、少なくとも１種の高沸点溶剤と、界面活性剤とを配合してなるもの（特許文献１）、二塩基酸エステルを主成分とし、該エステルにＮ－メチルピロリドンまたはＮ－メチルピロリドンとベンジルアルコールからなる高沸点溶剤と、有機酸と、界面活性剤とからなるもの（特許文献２）、環状構造を有する含窒素溶剤および脂肪酸エステルを含有するもの（特許文献３）、及び二塩基酸エステルを主成分として複素環状系有機化合物、アルコール類から選ばれた高沸点溶剤などからなるもの（特許文献４）などが提案されている。

この種の塗膜剥離剤は、作業効率などに鑑みるとスプレー塗工により対象物に塗布されて好適であるが、スプレー塗工に適した塗膜剥離剤は特許文献５に開示されている。特許文献５の塗膜剥離剤は、アルコール系溶剤と水と無機系増粘剤とを含有してなるものであり、その段落［００１１］には、アルコール系溶剤の具体例として、メチルアルコール、エチルアルコール、ベンジルアルコール等を含む広範なアルコールが列挙されている。また、特許文献５の段落［００１６］には、無機系増粘剤の具体例として、シリカ、カオリン鉱物、サーペンチン、タルク、雲母、バーミキュライト、スメクタイト、ベントナイト、セピオライト、有機クレー、有機ベントナイト等が列挙されている。

また、特開２０１９－１３１６５１号公報（特許文献６）ではアルコール系溶剤成分と水、レオロジーコントロール剤を含有する塗膜剥離剤を開示しているが、さらにより安全性が高く、作業効率のよい塗膜剥離剤の開発が求められていた。

特表平１０－５０２９４７号公報特開２００７－２０４７６８号公報特開２０１４－１７７５９９号公報特開２００６－０６３１０６号公報特開２０１３－０９１６７７号公報特開２０１９－１３１６５１号公報

本発明は、安全性が高く、作業効率のよい塗膜剥離剤及び該塗膜剥離剤を用いた剥離方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、下記の構成成分を有する組成物を塗膜剥離剤として用いることが、安全性が高く、作業効率の良い塗膜剥離剤であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

従って、本発明は、下記の塗膜剥離剤及び該塗膜剥離剤を用いた剥離方法を提供する。
１．（Ａ）下記式（１）で示される非イオン性界面活性剤０．０１～１０質量％、

［式（１）中、ｍ１は１０以上の整数、ｎ１は１以上の整数であり、Ｒ¹は、炭素数が１～２０のアルキル基、炭素数が１～２０のヒドロキシ基含有アルキル基、炭素数が１～２０のカルボキシル基含有アルキル基、又は下記式（２）で示される基を表し、且つ、Ｒ ¹ の少なくとも１個が下記式（２）で示される基である。］

［Ｒ²は水素原子又は炭素数１～５のアルキル基、ａは０～１０の数、ｂは０～５０の数である。また、（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）単位及び（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）単位はその順序を問わず、ランダムであってもブロックであってもよい。］
（Ｂ）ベンジルアルコール１０～８０質量％、及び
（Ｃ）水１０～８０質量％
を含有してなる組成物であることを特徴とする塗膜剥離剤。
２．上記（Ａ）成分のＨＬＢが５～１６である上記１記載の塗膜剥離剤。
３．溶剤としての成分が、（Ｂ）ベンジルアルコール及び（Ｃ）水のみである上記１又は２記載の塗膜剥離剤。
４．上記（Ａ）成分の式（１）のｎ１が１～５の整数である上記１～３のいずれかに記載の塗膜剥離剤。
５．ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、フタル酸樹脂、塩化ゴム樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂の群から選ばれる樹脂により形成された塗膜に用いられる上記１～４のいずれかに記載の塗膜剥離剤。
６．塗膜剥離剤を用いた剥離方法であって、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、フタル酸樹脂、塩化ゴム樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂の群から選ばれる樹脂により形成された塗膜を、上記１～４のいずれかに記載の塗膜剥離剤に接触させることにより、塗膜を剥離させることを特徴とする塗膜剥離剤を用いた剥離方法。

本発明の塗膜剥離剤は、優れた剥離性能を有するため、作業性に優れ、健康有害性の懸念が少なく、法的規制による制限が少ない塗膜剥離剤である。

本発明の塗膜剥離剤は、（Ａ）下記式（１）で示される非イオン性界面活性剤０．０１～１０質量％、（Ｂ）ベンジルアルコール１０～８０質量％、水１０～８０質量％を含有するものである。

（Ａ）成分は、下記式（１）で示される特定の非イオン性界面活性剤である。

上記式（１）中、ｍ１は１０以上の整数、ｎ１は１以上の整数であり、Ｒ¹は、炭素数１～２０のアルキル基、炭素数１～２０のヒドロキシ基含有アルキル基、炭素数１～２０のカルボキシル基含有アルキル基、又は下記式（２）で示される基を表す。

上記式（２）中、Ｒ²は水素原子又は炭素数１～５のアルキル基、ａは０～１０の数、ｂは０～５０の数である。また、（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）単位及び（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）単位はその順序を問わず、ランダムであってもブロックであってもよい。

上記式（１）において、ｍ１は１０以上の整数である。ｍ１が１０以上の整数である上記式（１）の非イオン性界面活性剤を用いると、水溶性有機溶剤として溶解度パラメータ（ＳＰ値）１２．０以下のものを用いたときに、優れた濡れ性を示す。また、上記式（１）中、ｍ１は１０～１００の整数であることが好ましく、より好ましくは１０～６０の整数である。

また、上記式（１）中、ｎ１は１以上の整数であり、好ましくは１～１０の整数であり、より好ましくは１～５の整数である。上記のｎ１の値が上記範囲を逸脱すると、塗膜剥離剤の濡れ性が不足するおそれがある。

上記式（１）のＲ¹としては、その少なくとも１個、より好ましくは全部が式（２）で示される基であることが好ましい。この場合、上記式（１）のＲ¹として、上記式（２）で示される基を採用する場合、該式中のａ，ｂの値については、ａ＝１～１０，ｂ＝１～２０、特に、ａ＝１～５，ｂ＝１～１０であることが望ましい。上記のａ又はｂの値が上記範囲を逸脱すると、塗膜剥離剤の濡れ性が不足するおそれがある。

（Ａ）成分は、上記式（１）で示されるものであればよいが、特に、ＨＬＢが５～１６、より好ましくは５～８であるものが好適である。

ここで、ＨＬＢ（親水基／疎水基バランス「Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－ＬｉｐｏｐｈｉｌｅＢａｒａｎｃｅ」）は、下記式（３）（グリフィン法）により定義されるものである。ＨＬＢは０～２０までの値をとり、０に近づくほど親油性が高く、２０に近づくほど親水性が高くなる値である。

上記式（１）に示される非イオン性界面活性剤のＨＬＢの算出をするにあたり、親水性部分としてはＲ¹の（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）単位、ヒドロキシ基、カルボキシル基が該当する。

（Ａ）成分の含有量は、塗膜剥離剤の組成物１００質量％中、０．０１～１０質量％であり、好ましくは０．０５～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～５．０質量％である。（Ａ）成分の含有量が１０．０質量％を超えると、ベンジルアルコール、水の乳化が壊れ分離し、剥離性能を十分に発揮できなく、０．０１質量％未満であると剥離性能を十分に発揮しない。

（Ｂ）成分はベンジルアルコールである。このベンジルアルコールの含有量は、塗膜剥離剤の組成物１００質量％中、１０～８０質量％であり、好ましくは２５～７５質量％であり、より好ましくは３０～７０質量％である。（Ｂ）成分の含有量が上記範囲外であると、十分な剥離性能が発揮できない。

（Ｃ）成分である水の含有量は、塗膜剥離剤１００質量％中、１０～８０質量％であり、好ましくは２５～７５質量％であり、より好ましくは３０～７０質量％である。（Ｃ）成分の含有量が上記範囲外であると、十分な剥離性能が発揮できない。

本発明では上記成分に加えて、各種の副成分を添加しても良い。特に増粘剤、乳化剤は剥離性能を向上させるうえでは有効である。

増粘剤、乳化剤は剥離剤を増粘させる効果があるため、剥離剤にチキソトロピー性を付与し、液だれを防止して、塗膜内に浸透する間剥離剤を塗布位置に保持する機能を付与しうるものである。増粘剤及び乳化剤としては、特に規制されるものではなく、公知の増粘剤や乳化剤を使用することができる。

無機系増粘剤としては、天然品、合成品のいずれでもよく、シリカ、カオリン鉱物、サーペンチン、タルク、雲母、バーミキュライト、スメクタイト（モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイトを含む）、ベントナイト、セピオライト、有機クレー、有機ベントナイト等が例示できる。これらの中から、少なくとも１種を含むものであり、２種以上併用してもよい。

有機系増粘剤としては、ポリアクリル酸又はその塩、アクリル酸・アクリル酸エステル共重合体又はその塩、アクリル酸・アクリルアミド共重合体又はその塩、オレフィン・マレイン酸共重合体又はその塩、スチレン・マレイン酸共重合体又はその塩、カルボキシメチルセルロース又はその塩等の陰イオン系増粘剤、ポリアクリルアミド、アルキルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、酸化ポリエチレン等の非イオン系増粘剤が例示できる。これらの中から、少なくとも１種を配合してもよく、２種以上併用してもよい。

無機系増粘剤と有機系増粘剤とを併用することも可能である。これらの中でも、無機系増粘剤のセピオライト、ベントナイトが好ましく、特にセピオライトが好ましい。セピオライトを用いることで、塗膜の膜厚をより厚く安定的に保持することができ、１回の塗布作業で単位面積当たりに浸透させる剥離剤を増やすことができる。

本発明の剥離剤は、チキソトロピー性を示すため、放置時に液ダレすることなく、塗膜の膨潤・剥離が効率良く進行する。鋼構造物やコンクリート構造物等の塗膜を剥離する塗膜剥離剤としては、２５℃、６ｒｐｍの粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、２５℃、６０ｒｐｍの粘度が３，０００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。また、チキソトロピックインデックス（以下、ＴＩ値）は、塗膜剥離剤の６ｒｐｍで測定した粘度値を６０ｒｐｍで測定した際の粘度値で割った粘度の比のことである。
ＴＩ値＝６ｒｐｍの粘度値／６０ｒｐｍの粘度値
ＴＩ値が高いほど、塗膜剥離剤のチキソトロピー性が高いことを示す。本発明の剥離剤のＴＩ値は２以上であることが好ましい。

増粘剤の含有量は、増粘剤の種類にもよるが、通常、塗膜剥離剤の組成物全量に対して、好ましくは０．０１～３０質量％、より好ましくは０．０５～２０質量％、特に０．５～２０質量％である。

乳化剤は、剥離剤にチキソトロピー性を付与する効果に加え、水とベンジルアルコールとを乳化する機能を果たす。乳化機能を持つものであれば特に制限はないが、好ましい乳化剤として、アセチレングリコール、アセチレングリコールの酸化エチレン付加物、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。これらの１種または２種以上を用いることができる。

乳化剤の含有量は、乳化剤の種類にもよるが、通常、塗膜剥離剤の組成物全量に対して、好ましくは０．５～２０質量％、より好ましくは０．５～１０質量％である。

その他の成分として、本発明の塗膜剥離剤の組成物には、上記した成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を含有していても良い。具体的には蛍光剤、有機アミン類、有機酸等である。

本発明の塗膜剥離剤が対象とする塗膜としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、フタル酸樹脂、塩化ゴム樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等の樹脂を含む塗膜（特にこれらを主成分とするもの）が挙げられる。特に、１９６０年から２０００年に公共建築物である鋼道路橋等において用いられているＡ系（鉛含有さび止め、フタル酸樹脂系）、Ｂ系（鉛含有さび止め、塩化ゴム系）、Ｃ－１系（ジンクリッチペイント、エポキシ酸樹脂系）、Ｃ－４系（ジンクリッチペイント、フッ素酸樹脂系）等において有効である。塗膜の厚さは特に基材を保護できる厚さであり、本発明の剥離剤による剥離方法においては特に問題はない。好ましくは１μ～１ｍｍ程度の厚さである塗膜がよい。

次に、本発明の塗膜剥離剤を用いた塗膜の剥離方法について説明する。先ず、塗膜剥離用組成物を調整する。調整は例えば以下の手順１～３で行うとよい。
１．（Ｂ）ベンジルアルコール及び（Ｃ）水を仕込む。
２．攪拌しながら増粘剤及び乳化剤を添加する。
３．攪拌しながら（Ａ）非イオン性界面活性剤を添加する。
上記により得られた剥離剤用組成物を剥離対象である塗膜に対して接触させる。具体的には、剥離対象である塗膜に対して剥離剤用組成物を、ローラーによる塗布、刷毛塗り、または剥離剤を布に含浸させて塗布する。この場合、剥離剤の塗布量については特に制限はないが、塗膜に対して０．５～１０．０ｋｇ／ｍ²であることが好ましい。また、塗膜を有する対象物に剥離剤を浸漬させて使用する場合には、該対象物を３０分～１週間の時間又は期間で浸漬させるとよい。場合によっては３０～７０℃で外的に加熱してもよい。

一定時間を経過した後、具体的には、１～７２時間の後、ヘラや剥離機材を使用して、塗膜を有する対象物から該塗膜を剥離及び除去させる。

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

［実施例１］
表１に示す組成で（Ｂ）ベンジルアルコール、（Ｃ）水を仕込んだ後、プロペラ攪拌しながら増粘剤及び乳化剤を添加し、さらにプロペラ攪拌しながら（Ａ－１）非イオン性界面活性剤（式（１）及び式（２）において、ｍ１＝１０、ｎ１＝３、ａ＝３、ｂ＝１、Ｒ²＝Ｈ、ＨＬＢ＝５）を添加して塗膜剥離剤を得た。

［実施例２～７、比較例１～１１］
実施例１と同様に、表１に示す組成で塗膜剥離剤を作製し、評価を行った。その評価結果は、表１に併せて示す。なお、実施例２～７及び比較例１～１０では、下記の（Ａ）非イオン性界面活性剤、増粘剤、乳化剤を用いた。なお、比較例１１は、（Ｂ）成分に対応する成分として、（Ｂ’）ジメチルベンジルカルビノールを使用した比較例である。

（Ａ－１）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝１０、ｎ１＝３、ａ＝３、ｂ＝１及びＲ²＝Ｈである非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝５〕
（Ａ－２）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝３０、ｎ１＝３、ａ＝３、ｂ＝８及びＲ²＝ＣＨ₃である非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝５〕
（Ａ－３）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝６０、ｎ１＝３、ａ＝３、ｂ＝１及びＲ²＝Ｈである非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝５〕
（Ａ－４）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝１、ｎ１＝１、ａ＝３、ｂ＝８及びＲ²＝ＣＨ₃である非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝４〕
（Ａ－５）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝８、ｎ１＝１、ａ＝３、ｂ＝８及びＲ²＝ＣＨ₃である非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝４〕
（Ａ－６）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝８、ｎ１＝３、ａ＝３、ｂ＝１及びＲ²＝Ｈである非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝５〕
（Ａ－７）：式（１）及び式（２）において、ｍ１＝０、ｎ１＝１、ａ＝１、ｂ＝０及びＲ²＝Ｈである非イオン性界面活性剤〔ＨＬＢ＝５〕
「増粘剤」：商品名「ベントンＬＴ（ＲＨＥＯＸ社製）ヒドロキシエチルセルロース
「乳化剤」：商品名「オルフィンＥ１０１０」（日信化学社製）アセチレングリコール系界面活性剤

〔粘度の測定方法〕
サンプルを２５℃に調整し、ＢＭ型粘度計で６ｒｐｍ、６０ｒｐｍの粘度を測定した。
「評価方法」
（１）塗膜構成（５層構造）
・１層目：商品名「エポオール＃４０下塗」浸透性変性エポキシ樹脂系塗料（色相：赤サビ色）
・２層目：商品名「エポオール＃４０下塗」浸透性変性エポキシ樹脂系塗料（色相：グレー）
・３層目：商品名「エポニックスＨ」エポキシ樹脂系塗料（色相：白色）
・４層目：商品名「ＶトップＨ中塗」ポリウレタン系塗料（色相：グリーン）
・５層目：商品名「ＶトップＨ上塗」ポリウレタン系塗料（色相：グリーン）
上記商品名は、全て、大日本塗料（株）の商品である。
（２）実験方法
上記塗膜（厚み：０．４ｍｍ）が形成された１０ｃｍ×１０ｃｍ×１ｍｍのサイズの鋼板（製品「ＧＥ．３１０１－８７」）を剥離剤用組成物１００ｇに常温で浸漬（１日）した。浸漬後の剥離剤組成物は６０ｇであった。剥離剤用組成物が浸漬した塗膜が形成された鋼板を、金属ヘラで塗膜剥離した。
１回目の浸漬後の剥離得点、全剥離に必要な剥離剤浸漬回数を表１及び表２に記載した。塗膜が１００％剥離したときの剥離得点を１０点、塗膜が５０％剥離したときの剥離得点を５点、及び、塗膜が０％剥離したときの剥離得点を０点として表１及び表２に記載した。

なお、表１及び表２の「消防法」の項目について、「非」は消防法（ＪＩＳＫ２２６５）のどの項目にも該当しないことを示し、「４－３」は、第４類引火性液体の第三石油類に該当することを示す。

Claims

（Ａ）下記式（１）で示される非イオン性界面活性剤０．０１～１０質量％、

［式（１）中、ｍ１は１０以上の整数、ｎ１は１以上の整数であり、Ｒ¹は、炭素数が１～２０のアルキル基、炭素数が１～２０のヒドロキシ基含有アルキル基、炭素数が１～２０のカルボキシル基含有アルキル基、又は下記式（２）で示される基を表し、且つ、Ｒ ¹ の少なくとも１個が下記式（２）で示される基である。］

［Ｒ²は水素原子又は炭素数１～５のアルキル基、ａは０～１０の数、ｂは０～５０の数である。また、（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）単位及び（Ｃ₃Ｈ₆Ｏ）単位はその順序を問わず、ランダムであってもブロックであってもよい。］
（Ｂ）ベンジルアルコール１０～８０質量％、及び
（Ｃ）水１０～８０質量％
を含有してなる組成物であることを特徴とする塗膜剥離剤。
上記（Ａ）成分のＨＬＢが５～１６である請求項１記載の塗膜剥離剤。
溶剤としての成分が、（Ｂ）ベンジルアルコール及び（Ｃ）水のみである請求項１又は２記載の塗膜剥離剤。
上記（Ａ）成分の式（１）のｎ１が１～５の整数である請求項１～３のいずれか１項記載の塗膜剥離剤。
ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、フタル酸樹脂、塩化ゴム樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂の群から選ばれる樹脂により形成された塗膜に用いられる請求項１～４のいずれか１項記載の塗膜剥離剤。
塗膜剥離剤を用いた剥離方法であって、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、フタル酸樹脂、塩化ゴム樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂の群から選ばれる樹脂により形成された塗膜を、請求項１～４のいずれか１項記載の塗膜剥離剤に接触させることにより、塗膜を剥離させることを特徴とする塗膜剥離剤を用いた剥離方法。