JP3553577B2

JP3553577B2 - 樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法

Info

Publication number: JP3553577B2
Application number: JP3453997A
Authority: JP
Inventors: 則子金原
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: JPH10128228A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形体の樹脂の表面に形成された塗膜を剥離及び分離させる方法に関する。特に、自動車のバンパーやグリル部分等の材料として用いられているポリプロピレン等の樹脂の耐候性や装飾性を向上させるために塗装された塗膜は、樹脂から剥がれにくく、樹脂のリサイクルの際の障害となっているため、このような塗膜を簡易に剥離及び分離させる方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
塗膜の付着した樹脂を再利用することには、次のような問題点、すなわち、（１）種々の色彩をもつ塗膜に由来する粒状物質が樹脂中に点在することとなり、リサイクルされた成形品の外観が悪化する、（２）リサイクルされた成形品の表面が、塗膜に由来する粒状物質によってザラザラになり、光沢性が低下する、（３）リサイクルされた成形品中の塗膜に由来する粒状物質がノッチ効果となり、物性が低下する、（４）自動車部品の中でも高い物性（強度等）が要求される部分には、リサイクル材を用いることができない、等の問題点がある。特に物性については、バージン材と比べて、耐衝撃性（アイゾット衝撃値）が約５０％に、引張破壊伸びが約３０％に低下することが知られている。
【０００３】
そこで、樹脂成形体の表面から塗膜を剥離させる技術が検討されている。例えば、溶融濾過法、ブラスト法、加水分解法、有機溶剤法、アルコール・有機塩法等が、塗膜の剥離方法としてこれまで研究されてきた。
【０００４】
溶融濾過法は、塗膜の付着した樹脂を加熱・溶融し、液状となった樹脂と固体のままの塗膜とを、金網で濾過して分離する方法である。この方法は、金網が目詰まりしやすいため、効率が低いという欠点がある。
【０００５】
ブラスト法は、高速・高圧で射出された粉体または水によって塗膜の表面に衝撃を加えると同時に研削して、塗膜を剥離させて除去する方法である。この方法は、剥離の効率が低く、また、対象物の表面に凹凸があると、剥離が困難であるという欠点がある。
【０００６】
加水分解法は、塗膜の付着した樹脂を高温の酸またはアルカリ水溶液中に投入し、熱硬化性樹脂塗膜を酸またはアルカリを触媒として加水分解して除去する方法である。この方法は、酸またはアルカリの中和工程が必要である等の欠点がある。特開平５−１８５０２４号公報には、ポリウレタン系塗料の塗膜を、加熱したメタノールの水酸化ナトリウム飽和溶液に浸漬して、全体を攪拌する技術が開示されている。
【０００７】
有機溶剤法は、有機溶剤中で塗膜を膨潤させて接着界面を破壊することにより、塗膜を剥離させる方法である。この方法は、有機溶剤の回収工程が必要であり、また、リサイクル材中に有機溶剤が残存する等の問題点がある。
【０００８】
アルコール・有機塩法は、水とエタノールと有機塩とからなる塗膜分解剤中に塗膜を投入し、有機塩イオンを触媒として化学的に分解して除去する方法である。対象塗膜は、メラミン樹脂である。この方法は、分解剤の回収工程が必要である等の問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の技術には、低効率、複雑な工程、使用する薬品の安全面での懸念、排液処理の必要性、高コスト等の問題点があり、まだ実用化されるに至っていない。本発明の目的は、従来の技術と比べて、高効率かつ低コストであり、複雑な工程を要しない塗膜の剥離及び分離方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法は、界面活性剤からなる液体中に、表面に塗膜を有する樹脂成形体を浸漬させ、常圧で１３０〜１５５℃の加熱温度で処理することを特徴とする。
請求項２に記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法は、請求項１の方法で加熱処理後、前記界面活性剤からなる液体が５０℃以上の温度で、樹脂及び塗膜を回収することを特徴とする。
請求項３に記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法は、シリコンオイルから成る液体中に、表面に塗膜を有する樹脂成形体を浸漬させ、常圧で１３５〜１５５℃の加熱温度で処理することを特徴とする。
請求項４に記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法は、０．５重量％以上の界面活性剤を含有するシリコンオイルから成る液体中に、表面に塗膜を有する樹脂成形体を浸漬させ、常圧で１３５〜１５５℃の加熱温度で処理することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法であって、上記液体の比重が、上記塗膜を有する樹脂成形体の樹脂と塗膜の間の比重であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜２または請求項４のいずれかに記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法であって、上記界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル、及びそれらのリン酸エステルまたは硫酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエステルの中から選ばれる一種以上であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法であって、上記加熱処理と同時に、または加熱処理の後に、攪拌処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる樹脂成形体の材質としては、例えば、変性ポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。このうち、変性ポリプロピレンは、例えばポリプロピレンをエチレンプロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）で変性したものであり、また、オレフィン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントがポリエチレンやポリプロピレンから成り、ソフトセグメントがＥＰＤＭから成る熱可塑性のエラストマーである。
【００１３】
塗膜としては、例えば、ウレタン塗料等を挙げることができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂成形体の表面に酸変性塩素化ポリオレフィン系下塗り塗料およびポリウレタン系上塗り塗料を多層に分けて塗布したものや、ポリオレフィン系樹脂成形体の表面に酸変形塩素化ポリオレフィン系下塗り塗料／ポリウレタン系塗料の２成分をブレンドまたは化学的に結合した塗料を塗布したものを挙げることができる。また、上塗り塗料としてメラミン、アルキド、水性塗料等を塗布してもよい。塗膜の厚さは、任意であるが、概ね３０〜５０μｍである。例えば、自動車のバンパーにウレタン塗料を塗布する場合、約３０μｍ程度である。
【００１４】
本発明で用いられる液体は、樹脂成形体の樹脂を、腐食させずに膨潤または溶解させることのできるものであればよい。好ましくは、常圧で沸点が１００℃以上であり、１８０℃の高温でも変性しない液体である。また、液体は、樹脂と塗膜の間の比重を有するものであれば、液体中で容易に樹脂と塗膜が分離するため、好ましい。本発明で用いられる液体として、例えば、界面活性剤からなる液体、界面活性剤を含有するオイル、オイルからなる液体を挙げることができる。
【００１５】
界面活性剤からなる液体としては、例えば、ウレタン塗料からなる塗膜を剥離させる場合、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルのリン酸エステル等が好ましく用いられる。
【００１６】
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルのリン酸エステルは、例えば、「プライサーフＡ２１０Ｇ」（第一工業製薬株式会社製）の商品名で、ポリオキシエチレンアルキルエーテルおよびアルキルエーテルの硫酸エステルナトリウムの混合体は、「ナテラ」（ライオン油脂株式会社製）の商品名で、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの硫酸エステルは、「モア」（花王株式会社製）の商品名で、各々市販されている。なお、上記「ナテラ」は、水を含有するため、オイルと混合して用いることはできない。ポリオキシエチレンラウレート（ＨＬＢが９．５）は、「ニッサン・ノニオンＬ−２」の商品名で市販されている。
【００１７】
界面活性剤を含有するオイルとしては、例えば、ウレタン塗料からなる塗膜を剥離させる場合、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルのリン酸エステル等を含有するオイルが好ましく用いられる。オイルとしては、シリコンオイル等を用いることができる。シリコンオイルは、難燃性であるため、好ましい。
【００１８】
シリコンオイルとしては、引火点が３００℃以上で、比重が０．９６０〜０．９７０で、熱に安定で、不揮発性のものが用いられる。例えば、東レ株式会社製の「ＳＲＸ−３１０」（引火点：３００℃以上、比重（２５℃）：０．９６８、粘度：１００ｃＳｔ、無色透明）、東芝株式会社製の「ＹＦ−３３」（引火点：３００℃以上、比重（２５℃）：０．９６０、粘度：１００ｃＳｔ、茶褐色）、信越化学工業株式会社製の「ＫＦ−９６」（引火点：３００℃以上、比重（２５℃）：０．９６０〜０．９７０、粘度：１００±５ｃＳｔ、茶褐色）等の市販のシリコンオイルを用いることができる。オイル中に界面活性剤を混入させることによって、塗膜の剥離及び分離後に、樹脂に付着したオイルを容易に洗浄することができる。
【００１９】
オイル中の界面活性剤の濃度は、好ましくは０．５〜１００重量％、より好ましくは５〜３０重量％である。含有率が０．５重量％未満であると、樹脂に付着したオイルの除去が困難となる。オイルからなる液体としては、上記界面活性剤を含有するオイルで用いられるオイルと同様のオイルが用いられる。
【００２０】
本発明の方法は、まず、廃材の成形体（例えば、自動車のバンパー）を回収し、これを３ｍｍ角以上に粗粉砕または大きく切断する。成形体をそのまま用いることもできるが、その場合には刃物やレーザー光線等によって塗膜にメッシュ状に切り傷を付け、剥がれ易くしておく。
【００２１】
本発明では、液体を調製し、この液体に成形体を完全に浸るように入れ、１０５〜１８０℃で、３分以上、処理する。界面活性剤を含有する水溶液を用いる場合、加熱温度は、好ましくは１２０〜１６０℃、より好ましくは１４５〜１５５℃であり、加熱時間は、好ましくは１０〜９０分、より好ましくは１５〜４０分である。加熱の際、オートクレーブ等で加圧する必要がある。水溶液の攪拌を行う場合には、処理効率が高まるため、好ましい処理時間は１０〜３０分である。
【００２２】
界面活性剤からなる液体を用いる場合、加熱温度は、３０〜１８０℃、好ましくは５０〜１６０℃、より好ましくは７０〜１００℃であり、加熱時間は、１分以上、好ましくは５〜１５０分、より好ましくは３０〜６０分である。常圧で加熱することが可能であり、オートクレーブ等は必要でない。バッチ式に限定されず、連続運転が可能である。界面活性剤の攪拌を行う場合には、処理効率が高まるため、好ましい処理時間は５〜６０分（プライサーフを用いた場合は５分、ニッサンノニオンを用いた場合は６０分）である。
【００２３】
界面活性剤を含有するオイルを用いる場合、加熱温度は、３０℃以上、好ましくは７０〜１６０℃、より好ましくは１４０〜１５５℃であり、加熱時間は、１分以上、好ましくは５〜１５０分、より好ましくは１０〜１５分である。常圧で加熱することが可能であり、オートクレーブ等は必要でない。バッチ式に限定されず、連続運転が可能である。界面活性剤を含有するオイルの攪拌を行う場合には、処理効率が高まるため、好ましい処理時間は５〜１５分である。
【００２４】
オイルからなる液体を用いる場合、加熱温度は、５０℃以上、好ましくは７０〜１６０℃、より好ましくは１４０〜１５５℃であり、加熱時間は、１分以上、好ましくは１〜１５０分、より好ましくは１０〜１５分である。常圧で加熱することが可能であり、オートクレーブ等は必要でない。バッチ式に限定されず、連続運転が可能である。オイルの攪拌を行う場合には、処理効率が高まるため、好ましい処理時間は５〜１５分である。
【００２５】
液体を攪拌するには、例えば、１リットル容量の処理タンクの液体中に直径５〜１０ｃｍ程度のプロペラを設置し、５ｒｐｍ以上、好ましくは３００〜５００ｒｐｍで回転させる。攪拌しないと、液面から飛び出た成形体の部分が処理されずに残るおそれがあり、攪拌することによって、樹脂成形体の表面をまんべんなく処理することができる。また、攪拌すると、粗粉砕された樹脂どうしがこすれあって、塗膜の剥離を促進したり、樹脂の凹凸の中に入り込んだ塗膜が液流や摩擦によって剥離するという効果がある。
【００２６】
攪拌は、加熱処理後に行ってもよいが、加熱処理と同時に行うのが効率的である。樹脂と塗膜の間の比重を有する液体を用いた場合、攪拌処理後に静置すると、液体より比重の小さな樹脂は液体の上部に浮き、液体より比重の大きな塗膜は液体の下部に沈むため、特別な操作を加えることなく、両者を分離することができる。
【００２７】
自然冷却後、樹脂及び塗膜を回収する。界面活性剤からなる液体を用いる場合、樹脂の回収の際、界面活性剤の温度が下がり過ぎると、粘度が高くなり、回収しづらいため、５０℃以上で回収することが好ましい。回収した樹脂を水洗し、その後、乾燥させる。乾燥させた樹脂は、溶融させて押し出し切断し、ペレットとしてリサイクル用原料とする。
【００２８】
以上の操作によって、塗膜をほぼ１００％剥離させることができる。
図１に、樹脂成形体の切断物を処理する場合（Ａ）と、粉砕物を処理する場合（Ｂ）の処理の工程を示す。（Ａ）に示すように、容器２中の液体（界面活性剤を含有する水溶液）６に、塗膜３と樹脂４からなる樹脂成形体５を浸漬させた後、蓋１で密封し、オートクレーブ等で処理すると、塗膜３と樹脂４が分離する。（Ｂ）は、粉砕物とした樹脂成形体７を用いた場合の工程を示し、オートクレーブ等で処理すると、塗膜８と樹脂９に分離する。液体として、界面活性剤、界面活性剤を含有するオイル、オイルのいずれかを用いた場合、蓋１で密封する必要はない。
【００２９】
図２に、攪拌しながら処理する場合の工程を示す。容器１１中の液体１４には、粉砕物とした樹脂成形体１３が浸漬されると共に、攪拌子１２で液体１４が攪拌されている。これをオートクレーブ等で処理すると、樹脂成形体１３は、塗膜１６と樹脂１５に分離される。
【００３０】
【実施例】
以下の実施例は、全て、樹脂成形体の樹脂が変性ポリプロピレン（比重０．９３）で、塗膜がウレタン塗料（比重１．８）の例である。
【００３１】
実施例１
実施例１は、界面活性剤からなる液体を用いた例である。２００ミリリットルのビーカーに「プライサーフＡ２１０Ｇ」（第一製薬工業株式会社製）５０ミリリットルと樹脂成形体粉砕品１０ｇを入れ、加熱機能付きスターラーで攪拌しながら、加熱した。温度が上昇し、１３０℃となったときに塗膜の一部が剥離し始め、１４５℃で完全に剥離した。剥離後、攪拌を止めると、樹脂は上部に浮き、塗膜はビーカーの底に沈澱した。樹脂を回収し、水洗した後、乾燥させた。
【００３２】
なお、加熱の温度が１５８℃に達すると、樹脂が溶融し、一度剥離した塗膜を包み込んでしまう。したがって、加熱温度は、１００〜１５８℃、好ましくは１３０〜１５５℃とする必要がある。また、塗膜を剥離させた樹脂を回収する際、界面活性剤の温度が下がり過ぎると、粘度が高くなり、回収しづらくなるため、５０℃以上の温度で回収することが望ましい。
【００３３】
実施例２
実施例２は、シリコンオイルからなる液体を用いた例である。２００ミリリットルのビーカーに、シリコンオイル（信越化学工業株式会社製ＫＦ−９６）５０ミリリットルと樹脂成形体の粉砕品１０ｇを入れ、加熱機能付きスターラーで攪拌しながら加熱した。温度を上昇させると、１３５℃で塗膜の一部が剥離し始め、１４５℃で完全に剥離した。温度を１４０〜１４５℃に保った状態で、更に粉砕品を５ｇ加えたところ、１分以内に塗膜が剥離した。攪拌を止めると、樹脂は上部に浮き、塗膜はビーカーの底に沈澱した。樹脂を回収し、付着したシリコンオイルを、界面活性剤及び希釈したエタノールで洗浄した。なお、加熱の温度が１５８℃に達すると、樹脂が溶融し、一度剥離した塗膜を包み込んでしまうため、温度が上がり過ぎないように注意する必要がある。
【００３４】
実施例３
実施例３は、界面活性剤を含有するオイルを用いた例である。２００ミリリットルのビーカーに、シリコンオイル（信越化学工業株式会社製ＫＦ−９６）５０ミリリットル、界面活性剤（プライサーフＡ２１０Ｇ、第一製薬工業株式会社製）１０ミリリットル、樹脂成形体の粉砕品１０ｇを入れ、加熱機能付きスターラーで攪拌しながら加熱した。温度を上昇させると、１３５℃で塗膜の一部が剥離し始め、１４５℃で完全に剥離した。温度を１４０〜１４５℃に保った状態で、更に粉砕品を５ｇ加えたところ、１分以内に塗膜が剥離した。攪拌を止めると、樹脂は上部に浮き、塗膜はビーカーの底に沈澱した。樹脂を回収し、付着したシリコンオイルを、界面活性剤及び希釈したエタノールで洗浄した。界面活性剤を含有しないオイルを用いた実施例２と比べて、オイルの除去が容易であった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の処理方法によって、塗膜は１００％分離され、除去される。また、本方法で用いる液体は、安価で、熱に安定であるため繰り返し用いることができ、不揮発性であるため人体に安全である。さらに、本発明の処理方法によって得られる樹脂は、薬品によって変性されず、バージン材と同等の物性をもつ材料として、高い物性を要求される部品用に再利用することができる。また、加熱処理時に液体を攪拌することによって、剥離の効率が高まり、界面活性剤の使用量の節減や処理時間の短縮を図ることができる。
【００３６】
液体として、オイルまたは界面活性剤またはそれらの混合物を用いた場合、常圧で所定の温度に到達させることができるため、オートクレーブ等の装置を用いる必要がなく、連続運転が可能である。特にシリコンオイルは、３００℃までの高温に安定であり、常圧で１５８℃の温度に達し得る。また、シリコンオイルは、界面活性剤よりも粘度が小さいため、２０℃以下の温度でも容易に樹脂を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂成形体が樹脂と塗膜に分離する前後の状態を示す図である。
【図２】液体の攪拌工程を示す図である。
【符号の説明】
１蓋
２容器
３塗膜
４樹脂
５樹脂成形体
６液体
７樹脂成形体
８塗膜
９樹脂
１１容器
１２攪拌子
１３樹脂成形体
１４液体
１５樹脂
１６塗膜

Claims

界面活性剤からなる液体中に、表面に塗膜を有する樹脂成形体を浸漬させ、常圧で１３０〜１５５℃の加熱温度で処理することを特徴とする樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。
請求項１の方法で加熱処理後、前記界面活性剤からなる液体が５０℃以上の温度で、樹脂及び塗膜を回収することを特徴とする樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。
シリコンオイルから成る液体中に、表面に塗膜を有する樹脂成形体を浸漬させ、常圧で１３５〜１５５℃の加熱温度で処理することを特徴とする樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。
０．５重量％以上の界面活性剤を含有するシリコンオイルから成る液体中に、表面に塗膜を有する樹脂成形体を浸漬させ、常圧で１３５〜１５５℃の加熱温度で処理することを特徴とする樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。
上記液体の比重が、上記塗膜を有する樹脂成形体の樹脂と塗膜の間の比重であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。
上記界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル、及びそれらのリン酸エステルまたは硫酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエステルの中から選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項１〜２または請求項４のいずれかに記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。
上記加熱処理と同時に、または加熱処理の後に、攪拌処理を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂成形体の塗膜の剥離及び分離方法。