JPH06107982A - 被膜の除去方法 - Google Patents
被膜の除去方法Info
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Abstract
基体を再度工業的用途にリサイクル使用できる被膜の除
去方法を提供する。 【構成】表面に被膜を有する樹脂基体を、濃度0.1w
t%以上のアルカリ水溶液中で、温度110℃以上で該
基体が溶融する温度より低い温度で処理し、さらにスク
リューフィーダー等を用いて、該基体表面同志を接触さ
せて研磨する、または、高速槽型攪拌器等を用いて研磨
材により研磨する、または、液体ホーニング処理する、
樹脂基体表面の被膜の除去方法。
Description
し、特に、塗膜をアルカリ処理によって易剥離化しさら
に特定の研磨処理をすることにより被膜を表面に有して
いる基体の被膜を除去し、基体を再度同一用途を含む工
業的用途にリサイクル使用できる樹脂材料とするための
被膜の除去法に関する。
ス製品などに比較し、軽量で耐衝撃性に優れているばか
りでなく、安価で成形加工が容易であるなどの利点を有
しており、自動車、家庭電化製品、日用雑貨品、その他
の多くの分野で使用されている。特に自動車業界におい
ては車体重量の軽量化を図るため、年々車体に占める樹
脂製部品の点数が増加の傾向にある。これら樹脂製品の
多くは、耐傷つき・耐候性能の向上、製品美観向上の手
段として塗装が施される。この塗装に用いられる塗料に
は、樹脂成形品との接着性、塗膜自身の性能の面から三
次元架橋構造を形成する材料が多く用いられる。しか
し、この優れた塗膜性能が故に、なんらかの理由で塗装
により形成された被膜を剥離させる必要が生じた場合、
強固な架橋構造を持つ被膜は容易には剥離されない。
生した場合や、性能の劣化した旧塗膜を新塗膜に置き換
える場合、被塗装樹脂成形品の樹脂基材のみを再利用す
る場合など多くの場面で必要とされ、産業上重要な技術
である。従来行われてきた被膜の剥離、除去方法は、物
理的剥離、化学的剥離に大別される。この内、物理的剥
離はサンドペーパーなどで被膜を削る方法である。化学
的剥離は大略次に揚げる3つに分けられる。 1)塩素系溶剤を主成分とする剥離剤による除去(特公
昭51−34238号公報、同57−76065号公
報、同59−117567号公報)。 2)有機物質を主成分とする剥離剤による除去(特開昭
50−109925号公報、特開平1−289878号
公報、同2−274775号公報)。 3)無機物質を主成分とする剥離剤による除去(特開昭
50−109925号公報、同59−131674号公
報、同61−162568号公報)。 また、その他、上記3種の剥離剤の主成分を任意に混合
してなる剥離剤、また、これらに他の成分を任意に混合
してなる剥離剤を使用する除去方法もある。
うな従来の被膜の除去法にあっては、除去しようとする
被膜の種類、厚み等により被膜の除去が不完全になるこ
とがある。被膜を除去した樹脂製品を再度同一用途にリ
サイクル使用する場合、被膜の除去が不完全であると製
品の物性等が低下してしまう。
題点を解決し、樹脂製品等の基体表面に形成された被膜
を十分に除去して樹脂物性の低下を防ぎ、リサイクル使
用可能な再生樹脂とすることができる被膜の除去方法を
提供することにある。
に被膜を有する樹脂基体を、濃度0.1wt%以上のア
ルカリ水溶液中で、温度110℃以上で該基体が溶融す
る温度より低い温度で処理し、さらに、該基体の表面同
志を接触させて、または、該基体表面を研磨材を用い
て、または、該基体表面を液体ホーニング処理して、研
磨することを特徴とする樹脂基体表面の被膜の除去方法
を提供する。
ー型研磨装置中で、前記基体を、基体の溶融温度より3
0〜110℃低い温度で、例えば温度60〜110℃で
剪断エネルギーが0.2KW/kg基体樹脂以上の条件
で研磨するものである被膜の除去方法が好ましい。
の研磨装置中で、前記基体と、研磨材として珪砂と、研
磨液として水とを温度70〜120℃で攪拌混合して行
うものであり、高速槽型攪拌器タイプの研磨装置の運転
時の槽内温度が80〜100である被膜の除去方法が好
ましい。
であり、この液体ホーニング処理が、80から200メ
ッシュのアルミナ粉体を、該粉体に対して2〜5倍量の
水に分散した研磨液を用いるホーニング処理であり、液
体ホーニング処理の噴出圧力が2〜3kg/cm2である被膜
の除去方法が好ましい。
はKOHであり、アルカリ水溶液の濃度が0.2〜4w
t%であり、アルカリ水溶液中での処理が、基体が溶融
する温度より低温で、かつ140℃より高い温度、例え
ば温度150〜170℃の浸漬処理である被膜の除去方
法が好ましい。
性樹脂を主成分とする被膜であり更にこれら樹脂の混合
被膜および積層被膜であり、熱硬化性樹脂がアルキド
系、アクリル系、ポリエステル系樹脂を主成分とする樹
脂である被膜の除去方法が良い。
「本発明の方法」と省略することがある。)について詳
細に説明する。
れた被膜を除去する方法である。被膜を除去される樹脂
基体は、特に制限されず、いずれの材質であってもよ
い。またガラス繊維やカーボン繊維、無機粉体により充
填補強された樹脂基体も含まれる。特に、本発明の方法
は、ポリオレフィンからなる基体の表面の被膜を除去す
る際に有効である。ポリオレフィンからなる基体の中で
も、特にプロピレンからなる成形品が基体である場合
に、ポリプロピレンは、ポリオレフィンの中でも融点が
高く、より高温で有効なアルカリ処理が可能なため、本
発明の方法は有効である。
特に制限されない。アルカリ水溶液での水性剥離工程に
ついていえば、剥離液と被膜との接触面積が増大するの
で粉砕体、粒状体等であるのが好ましい。その大きさ
は、およそ粒径0.5〜20mmであるのが好ましい。
れた被膜、特に硬化性塗膜を除去する方法として有効で
ある。本発明の方法によって剥離される硬化塗膜は、フ
ェノール系塗料、ポリエステル系塗料、アルキッド系塗
料、アクリル系塗料、ポリウレタン系塗料、エポキシ系
塗料などの塗料を塗布し、硬化して形成された被膜が挙
げられる。特に、自動車の塗装に用いられるポリエステ
ルウレタン、ポリエステルメラミン、アクリルウレタ
ン、アクリルメラミンなどからなる硬化塗膜を剥離する
のに、本発明の方法は好適である。
に直接形成されているものでもよいし、プライマー層を
介して樹脂基体の表面に形成されているものでもよい。
このプライマーは特に限定されず、この種の樹脂基体の
表面に硬化塗膜を形成するために用いられる、いずれの
プライマーでもよい。また、樹脂基体表面は硬化塗膜と
の密着性改良のため、プラズマ処理、フレーム処理、ウ
ォーターブラストなどの表面処理がなされていてもよ
い。
れた多層被膜の除去に有効である。除去される被膜の厚
みは、特に限定されるものではないが、硬化塗膜として
200μm厚以下が好ましく、10〜100μm、さら
に30〜40μmがより好ましい。
アルカリ性物質を含む水溶液である。このアルカリ物質
としては、特に限定されないが、例えば、LiOH、N
aOH、KOH、Mg(OH)2 、Ca(OH)2 など
の無機アルカリ性物質などが挙げられる。これらは1種
単独でも2種以上を組み合わせてもよい。好ましくは、
NaOH、KOH、より好ましくはNaOHが用いられ
る。
0.1wt%以上であり、好ましくは0.1〜5wt
%、さらに0.2〜4wt%であるのがより好ましい。
この濃度とするのは、被膜が充分に剥離され、一方低ア
ルカリ濃度なので取り扱い時の危険が少なく、廃水の処
理が容易であるからである。
物質以外に、必要に応じて、他の配合剤を含んでいても
良い。例えば、界面活性剤、アンモニア、アミン類、有
機溶媒などを処理促進剤として、少量、特に50wt%
以下含んでいてもよい。界面活性剤としては、例えば、
アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハ
ク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどがあ
げられ、アミン類としては、例えば、トリエチルアミン
などのアミン、モノエタノールアミンなどのアルカノー
ルアミンなどが挙げられる。また、有機溶媒としては、
例えば、メチルアルコール、1−プロピルアルコール、
2−プロピルアルコール、t−ブチルアルコールなど水
との相溶性が良好であるものが挙げられる。
によって樹脂基体を処理する方法は、特に限定されず、
基体を水性剥離液を満たした槽中に浸漬する方法、オー
トクレーブ中で加圧下に水性剥離液中に基体を浸漬する
方法、基体を水性剥離液に連続的に接触する方法など、
いかなる処理方法でもよい。特に高温で基体を処理する
場合には、加圧状態となるため、オートクレーブ中で水
性剥離液中に浸漬する方法がよい。加圧状態で処理する
場合、圧力は、温度160℃で5kg/cm2程度である。
で硬化塗膜を表面に有する基体を処理する際の温度は、
110℃以上、好ましくは140℃以上で基体が溶融す
る温度よりも低い温度であり、例えば、ポリオレフィン
からなる基体を処理する温度は、110〜170℃であ
り、150〜170℃、より好ましくは150〜160
℃である。さらに、処理時間は、硬化塗膜の種類、膜
厚、基体の形状、寸法、あるいは処理温度などに応じて
適宜選択すればよく、通常、5分〜1時間程度、好まし
くは10分〜40分程度である。
て樹脂基体を処理して硬化被膜を剥離または易剥離化さ
せた後、洗浄装置にて基体表面に付着している塗膜残さ
を除去してもよい。
性剥離液で処理した後、水性剥離液から基体を分離し、
あるいは分離せずにそのまま、基体表面同志を接触させ
て研磨する。基体表面同志を接触させて研磨する方法
は、研磨機中に粒状の樹脂基体を入れ、樹脂基体同志、
樹脂基体と研磨機に設けられた機械的研磨手段、樹脂基
体と研磨機のバレル(外壁)との間に剪断力を発生させ
て基体表面を研磨する。なお研磨する基体を水、アルコ
ール等により濡らし、研磨処理を行っても良い。
磨を行う研磨機は、精米機に類似した構造をとることが
でき、きねつき式、臼らせん式、円筒摩擦式、自動循環
式、研削式等がある。特に樹脂を溶融押し出しする場合
に用いられるスクリューフィーダー型押出機と類似の構
造をもつスクリューフィーダー型研磨機が好ましく、こ
の構造では、内部に組み込まれたスクリューの回転力で
樹脂基体同志、樹脂基体とスクリューおよびバレル(外
壁)との間に剪断力を発生させ基体表面同志を研磨する
ことができる。剪断力を効果的に発生させるスクリュー
構造と、バレルの表面構造をとることが好ましい。研磨
時の剪断エネルギーは、0.2KW/kg基体樹脂以上
の条件で研磨するのが好ましい。
ダー型研磨機の操作条件は研磨効果を顧慮した場合、樹
脂基体の溶融温度より30〜110℃低い温度、好まし
くは50〜100℃低い温度が好ましい。ポリオレフィ
ンからなる基体を処理する場合、好ましくは60〜11
0℃で行うことができる。
性剥離液で処理した後、水性剥離液から基体を分離し、
あるいは分離せずにそのまま、基体表面を研磨材で研磨
する。基体表面を研磨材で研磨する方法は、板状の基体
表面に研磨材をブラスト処理する等いかなる方法でもよ
いが、特に高速槽型攪拌器タイプの研磨装置中で、研磨
材と基体とを高速攪拌する方法が好ましい。
行う高速槽型攪拌機は一般に粉体や粒状物の攪拌に使用
されている槽型攪拌機例えばヘンシェルミキサー類似の
構造を持った装置で攪拌中に研磨効果が上がるように攪
拌羽、邪魔板の構造を設計したものである。高速とは、
攪拌羽の回転数が約1000回/1分間以上程度のもの
をいう。
材を含む研磨液組成は研磨効果に影響を与え、研磨材の
粒径が60μmより小さいと衝突時の力が小さく研磨効
果がない、また、150μmより大きいと衝突時の力が
大きくなり、柔らかい樹脂基体の場合は研磨材が基体中
にめり込むことがある。このため、研磨材の粒径は80
〜120μmが好ましい。本発明の方法において、基体
と研磨材の割合は、重量比で、1:0.1〜0.5が研
磨効果の面より望ましい。研磨材は、アルミナ粉体、ピ
ーチパウダー、珪砂等が用いられ、珪砂が好ましい。
く、研磨液の具体例は、アルコール、水等が挙げられ
る。研磨液中の研磨材と研磨液との割合は研磨材:研磨
液=2:3〜6が望ましい。本発明の方法において、研
磨処理時の温度は樹脂基体の溶融温度より50〜110
℃低い温度が研磨効果の面より望ましい。ポリオレフィ
ンからなる基体を処理する温度は、好ましくは70〜1
20℃、より好ましくは80〜100℃で行うことがで
きる。
し珪砂0.1〜0.5kg、水0.4〜0.8kgを用
いて温度70〜120℃で表面研磨を行うことがある。
性剥離液で処理した後、水性剥離液から基体を分離し、
あるいは分離せずにそのまま、基体表面を液体ホーニン
グ処理する。
混ぜ研磨液として高速で加工面に吹きつける表面仕上法
である。研磨液に使用するものは、珪砂、ピーチパウダ
ー等が挙げられるが、特に80から200メッシュのア
ルミナ粉体を、該粉体に対して2〜5倍量、好ましくは
3〜5倍量の水に分散した研磨液を用いるのが好まし
い。
いと液体ホーニング処理時のアルミナ粒子の樹脂基材へ
の衝突エネルギーが小さく十分な研磨効果が得られな
い。一方、アルミナの粒径が80メッシュより大きいと
衝突エネルギーが大きくなり、樹脂基材の中にアルミナ
粒子がめり込むことがある。このため、使用するアルミ
ナの粒径は80〜200メッシュが望ましい。
くは、2〜3kg/cm2で行う。液体ホーニング時の噴出圧
力が2kg/cm2以下の場合ほとんど研磨効果が認められ
ず、3kg/cm2を超えると基体内部まで削り取られてしま
う。このため、噴出圧力は2〜3kg/cm2の範囲が望まし
い。
発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例
になんら限定されるものではない。
ンブラックを0.5wt%含有するポリプロピレン(三
井石油化学工業(株)製、商品名:ハイポール X44
0,以下、PPと略称する)を射出成形に供して、厚さ
3mmの角板を作製した。この角板を1,1,1−トリ
クロルエタン蒸気に30秒曝して処理した後、室温下、
30分間放置して乾燥した。次に、角板の1,1,1−
トリクロルエタンで処理された表面に、プライマー(三
井石油化学(株)製、ユニストールP−801)を、エ
アースプレーガンを用いて、乾燥後のプライマー膜厚が
約10μm程度になる様に塗布した後、常温で10分間
セッティングを行った。その後、角板のプライマー膜の
上に熱硬化性塗料である一液型アクリルメラミン塗料
(関西ペイント(株)製、ソフレックス#1200)
を、エアースプレーガン(吐出圧1kg/cm2)を用いて、
硬化性塗膜の膜厚が30〜40μmになるように塗布
し、10分間セッティングを行った。次いで、120
℃、30分間で塗膜を硬化させ、PP製の角板の表面に
プライマーを介して硬化塗膜を形成した塗装試料を得
た。
約3mm角のチップに粉砕し、得られたチップを表1に
示す濃度の水性剥離液に、表1に示す温度、時間で、浸
漬処理した後、室温まで冷却し、実施例1〜13、比較
例1〜3とした。実施例1〜13、比較例1〜3の試料
チップをスクリューフィーダー型研磨機(東洋精米機
(株)製、精米機を使用)中に投入し、表1に示す条件
で研磨処理を行った。
液に、表2に示す温度、時間で、浸漬処理した後、室温
まで冷却し、実施例14〜27、比較例3〜5とした。
この実施例14〜27、比較例3〜5の試料チップを槽
型高速攪拌機(ヘンシェルミキサーを使用)中に投入
し、試料チップ、研磨材、水を表2に示す条件に従い添
加し、表2に示す条件で研磨処理を行った。なお、攪拌
速度は、3000回/分であった。
液に、表3に示す温度、時間で、浸漬処理した後、室温
まで冷却し、実施例28〜38、比較例6〜7とした。
この試料チップを液体ホーニング装置(不二精機(株)
製)中に投入し、表3に示す条件で液体ホーニング処理
を行った。
記の試験片の被膜を除去し、その処理後の試料チップを
自動車用バンパに使用することを想定して下記の各種試
験を実施した。 (試験片の作製)上記処理後の試料チップを成形温度2
00℃で射出成形に供して1.6mm厚板および円板な
ど必要な試験片を作製した。 (1)引張試験(引張降伏強度、引張破断伸度) JIS K7113に準拠し、23℃において測定し
た。 (2)高速面衝撃強度 射出成形により1.6mm厚×100mm直径の円板を
成形する。この円板を下穴直径60mmを有する台上に
設置した後、この円板を2.5m/秒の速度で25mm
(1インチ)直径の落錘にて打ち抜き、破壊エネルギー
(J,ジュール)を求める。試験機としてオリエンテッ
ク(株)製高速衝撃試験機を用いた。衝撃強度が不足す
ると、軽衝突時にバンパが破損し、車体を損傷させたり
飛散した樹脂片で二次災害を引き起こすのでこれを防止
するためには破壊エネルギーが15(J)ジュール以
上、破壊状態が延性であることが必要である。なお、破
壊状態は表中で以下の符号で示した。 5D :試験片5枚中5枚が延性破壊 4D1B:試験片5枚中4枚が延性破壊、1枚が脆性破
壊 5B :試験片5枚中5枚が脆性破壊 (自動車用バンパの作製)上記処理後の試料チップを用
いて2000トン射出成形機により樹脂温度250℃に
て図1に断面図で示す形状のバンパを成形した。 (3)バンパ成形品の外観評価 成形したバンパの外観を目視にて観察した。 評価判定基準 ○ バンパ表面で残存塗料などによる粗ブツの他、凹
凸、ウネリ、変形、ソリ、ひけ、艶ムラ、シルバーマー
クなど外観不良が目立たず、光沢も良好であり、塗装後
も同様の外観不良が目立たない。 × バンパ表面で外観不良が目立ったり、光沢がない。 (4)バンパ成形品の衝突実験 (試験方法)台車あるいは実車にバンパを取り付け、常
温および−30℃の雰囲気中で、振り子型の衝撃物(車
重相当)でバンパを打撃する。 (評価方法) 常温バンパ変形量:衝撃物によるへこみ量として60m
m未満を○、60mm以上を×とする。 −30℃耐衝撃性:破壊しないものを○、破壊するもの
を×とする。 (5)バンパ成形品の総合評価 外観評価または衝撃試験において、×が1コ以上のもの
を×(不可)とした。
険が少なく廃水の処理が容易である低濃度アルカリ水溶
液を用いて、被膜を、剥離または剥離し易くし、さらに
基体表面を特定の方法で研磨処理することにより、樹脂
基体の被膜が充分に剥離され、しかもこの基体を再度工
業的用途にリサイクル使用することができる。
る。
Claims (14)
- 【請求項1】表面に被膜を有する樹脂基体を、濃度0.
1wt%以上のアルカリ水溶液中で、温度110℃以上
で該基体が溶融する温度より低い温度で処理し、さらに
該基体の表面同志を接触させて研磨することを特徴とす
る樹脂基体表面の被膜の除去方法。 - 【請求項2】前記研磨処理が、スクリューフィーダー型
研磨装置中で、前記基体を、基体の溶融温度より30〜
110℃低い温度で研磨するものである請求項1に記載
の被膜の除去方法。 - 【請求項3】前記研磨処理が、剪断エネルギーが0.2
KW/kg基体樹脂以上の条件で研磨するものである請
求項1または2に記載の被膜の除去方法。 - 【請求項4】表面に被膜を有する樹脂基体を、濃度0.
1wt%以上のアルカリ水溶液中で、温度110℃以上
で該基体が溶融する温度より低い温度で処理し、さらに
該基体表面を研磨材で研磨することを特徴とする樹脂基
体表面の被膜の除去方法。 - 【請求項5】前記研磨材での研磨処理が、高速槽型攪拌
器タイプの研磨装置中で、前記基体と、研磨材として珪
砂と、研磨液として水とを温度70〜120℃で攪拌混
合して行うものである請求項4に記載の被覆の除去方
法。 - 【請求項6】前記高速槽型攪拌器タイプの研磨装置の運
転時の槽内温度が80〜100℃である請求項5に記載
の被膜の除去方法。 - 【請求項7】表面に被膜を有する樹脂基体を、濃度0.
1wt%以上のアルカリ水溶液中で、温度110℃以上
で該基体が溶融する温度より低い温度で処理し、さらに
該基体表面を液体ホーニング処理することを特徴とする
樹脂基体表面の被膜の除去方法。 - 【請求項8】前記液体ホーニング処理が、80から20
0メッシュのアルミナ粉体を、該粉体に対して2〜5倍
量の水に分散した研磨液を用いるホーニング処理である
請求項7に記載の被膜の除去方法。 - 【請求項9】前記液体ホーニング処理の噴出圧力が2〜
3kg/cm2である請求項7または8に記載の被膜の除去方
法。 - 【請求項10】前記アルカリ水溶液が、NaOHまたは
KOHである請求項1〜9のいずれかに記載の被膜の除
去方法。 - 【請求項11】前記アルカリ水溶液の濃度が0.2〜4
wt%である請求項1〜10のいずれかに記載の被膜の
除去方法。 - 【請求項12】前記アルカリ水溶液中での処理が、基体
が溶融する温度より低温で、かつ140℃より高い温度
での浸漬処理である請求項1ないし11のいずれかに記
載の被膜の除去方法。 - 【請求項13】前記被膜が、熱硬化性樹脂または熱可塑
性樹脂を主成分とする被膜であり更にこれら樹脂の混合
被膜および積層被膜である請求項1ないし12のいずれ
かに記載の被膜の除去方法。 - 【請求項14】前記熱硬化性樹脂がアルキド系、アクリ
ル系、ポリエステル系樹脂を主成分とする樹脂である請
求項1ないし13のいずれかに記載の被膜の除去方法。
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