JPH0987879A - 塗膜剥離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミおよびスチール製の缶および管等を効
率よく再生するための、剥離効率が良く、安全性も高い
剥離方法を提供すること。 【解決手段】 テトラヒドロフルフリルアルコール、ジ
メチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよ
びジエチレングリコールモノメチルエーテルからなる群
より選ばれる剥離剤を用いて、２００℃を越える温度、
好ましくは約２１０℃にて処理することを特徴とする塗
膜の剥離方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミおよびスチー
ル製の缶および管等の塗膜剥離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲料缶等の空き缶のリサイクルは、ごみ
の原料や省資源等の意味で、今日の重要な問題である。
特にアルミは、天然資源のボーキサイトを原料とした場
合に比べ、リサイクルしたスクラップを原料にすると、
エネルギーが３％で済むなどの利点もある。しかしなが
ら、その回収率は５０％以下と極めて低く、用途も限定
されているのが現状である。

【０００３】アルミおよびスチール製の缶には、内容物
の風味維持、そして防蝕、防錆、対薬品、対油等の缶の
保護、およびデザイン性や標識等の目的の為に印刷等の
表面塗装が施されている。缶を有効にリサイクルする為
には、この印刷等の塗膜を剥離する必要がある。

【０００４】現在、塗膜を剥離するためには、一般に剥
離剤が用いられている。それらの剥離剤としては、塩素
系および極性溶剤、酸またはアルカリ性薬剤、界面活性
剤およびそれらの混合物が挙げられる。また、それらに
アルコール類やアンモニウム類等のその他の添加剤を加
えたものもある。

【０００５】このうち最もよく用いられている塩素系溶
剤は、一般に麻酔性および毒性を有し、高濃度の蒸気を
嗅いだ場合、急性麻酔症状と窒息から死に至るケースも
ある。また、低い準麻酔濃度でも長期または反復作用に
よって、肝臓、腎臓障害を起こす等、その安全性には問
題がある。さらに、アルカリ水溶液系溶剤には、排水処
理、悪臭等の環境面での問題がある。

【０００６】現実的な問題として、回収アルミ缶は使用
済の飲料缶などであるため種々な形状となっており、塗
膜の面はかなりの凹凸を有する非平面であり、かつ、内
容物や雨泥等の有機、無機物の汚泥物が塗膜に付着して
おり、そのような凹凸がなく、かつ汚泥物の付着のない
アルミ缶等の処理条件はさらに実際、現実的な要因をも
考慮に入れると、そのまま採用できるものではない。

【０００７】また、塗膜を剥離した後の剥離剤には塗膜
成分が溶出しており、また、加熱による剥離液の変性劣
化により、剥離効率が落ちるため、同一剥離溶液を繰り
返し使用することは困難と考えられており、通常は数回
の使用で新たな剥離溶液と交換している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルミおよ
びスチール等金属製の缶および管等を効率よく再生する
ための、剥離効率が良く、安全性も高い剥離方法を提供
することを目的とする。

【０００９】本発明はまた、剥離剤を多数回使用して
も、高い剥離効率を維持しながら塗膜を剥離することの
できる剥離方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、テトラヒドロ
フルフリルアルコール、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンおよびジエチレングリコールモノ
メチルエーテルからなる群より選ばれる剥離剤を用い
て、２００℃を越える高温で処理することを特徴とする
塗膜の剥離方法に関する。

【００１１】剥離の主な対象は、缶や管等を構成するア
ルミおよびスチール製の表面に形成されている塗膜であ
る。

【００１２】本発明の目的は、アルミおよびスチール等
の金属製の塗膜剥離対象物を上記の剥離剤で一定の時
間、２００℃を越える高温で処理することにより達成さ
れる。

【００１３】本発明において、好ましい剥離剤は、テト
ラヒドロフルフリルアルコール(沸点:１７８℃)、ジメ
チルホルムアミド(沸点:１５３℃)、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン(沸点:２０６℃)、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル(沸点:１９２℃)およびそれらの混合
物等の有機溶剤であり、特に好ましい剥離剤はテトラヒ
ドロフルフリルアルコールである。剥離剤は液体または
蒸気で用いることが好ましく、塗膜剥離対象物をこれら
の剥離剤で処理することにより、他の有機溶剤(トルエ
ン、ジメチルスルホキシド等)を剥離剤として使用した
場合に比べ、高い剥離効果が得られる。

【００１４】これらの剥離剤は、処理時に２００℃を越
える高温、好ましくは２１０℃以上まで加温する。そう
することにより、より高い剥離効果を示す。剥離剤を沸
点を越え、２００℃を越える温度に加熱するには、１気
圧より高い圧力下で加熱する必要がある。加圧は所望の
温度が得られる程度の圧力で十分であり、剥離剤等の種
類も考慮に入れ適宜選定すればよい。また、剥離剤の温
度を２００℃を越えて加温できればその手段は限定され
ないが、例えば、オートクレーブ等の密閉系を利用する
ことができる。

【００１５】剥離剤での処理は、塗膜剥離対象物の塗膜
面の全てが剥離剤と接触している状態(浸漬法)で行って
もよいし、塗膜面と剥離剤の蒸気が接触している状態
(蒸気法)で行ってもよいし、また、浸漬法と蒸気法を組
み合わせた態様で行ってもよい。具体的には、対象物が
充分に入る大きさの容器に、対象物の全体あるいは一部
が浸るだけの剥離剤を入れ、そこに対象物を投入する。
加温の方法は特に限定されないが、例えば、所定の温度
に設定したシリコンオイルバス内で行う。温度は均一に
保つことが好ましく、そのため例えば、バス内は常に撹
拌状態下に置く手段を採ってもよい。

【００１６】処理時間は、剥離剤の種類、処理方法およ
び装置形態等により適宜選択するべきであるが、通常約
３０分〜４時間、好ましくは３０分〜１２０分である。
処理後は、対象物を取り出し、処理に使用した剥離剤と
同一の剥離剤または水で洗浄する。多少塗膜で残存して
いるものについては、その後溶剤で軽く洗浄するかまた
はナイロンタオル布等で塗膜面を擦り取ることにより、
残存塗膜を容易に除去できる。

【００１７】かかる剥離方法により剥離剤を使用して、
上記剥離処理を多数回繰り返すことができる。同じ剥離
剤での繰り返し可能な処理回数は、剥離剤の種類、その
量、対象物の種類、およびその大きさ等に依存するた
め、変動するが、一定の大きさの対象物を浸漬させるこ
とのできる最小限の量の剥離剤を用いて同大同種の対象
物の塗膜を剥離する場合、少なくとも１０回は繰り返す
ことができる。

【００１８】多数回の剥離処理を終え、剥離効率の低下
した剥離剤は、精製することにより、再度、繰り返して
使用可能である。精製法は、該剥離剤中に存在する塗膜
成分等の不純物と剥離剤とを分離できる方法であれば特
に限定されないが、減圧蒸留法は高回収率で回収でき好
ましい。

【００１９】

【発明の実施の態様および実施例】実施例１ 剥離剤として工業用テトラヒドロフルフリルアルコール
(ＴＨＦＡ:沸点１７８℃)を用い、処理温度２１０℃、
２００℃および１９０℃で処理時間３０分、６０分およ
び１８０分にてそれぞれの処理を行い、缶の塗膜の剥離
状況を検討した。また、缶は経験上剥離が最も困難であ
る国産市販アルミ缶(商品名:キリン一番絞り)に限定
し、これをプレスし、１／３〜１／２にシュレッダーし
たもの、またはプレスのみしたものを使用した。なお、
便宜上それぞれのサンプルに順にサンプル記号−処理温
度−処理時間(分)を表す標識を付した。これを以下の表
１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】上記アルミ缶を、水道水をかけながら、ス
ポンジで軽くこすって洗浄し、自然乾燥させた後、約２
５gを計り取った(a)。ＴＨＦＡを約５５０ml計り取り、
オートクレーブ内(容量約７００cc)に入れ、この中に乾
燥させた缶を完全に浸るように設置した。次に、オート
クレーブ内の温度をそれぞれの設定温度(２１０℃、２
００℃および１９０℃)まで昇温させた。このときの温
度の経時変化を図１〜３に示した。設定温度まで達した
ら、その時点から設定時間(３０分、６０分および１８
０分)静置した。その後、常圧になるまで約１時間かけ
て放冷し、アルミ缶をピンセットで取り出した。アルミ
缶を持ち上げた時、ほぼ滴が落ちなくなった時点の取り
出しアルミ缶重量を測定した(b)。それぞれのアルミ缶
の仕込み重量の実測値(a)、および取り出しアルミ缶重
量(b)の測定結果を表２に示した。

【００２２】取り出したアルミ缶の剥離状況を、下記点
数評価方法により目視で評価した。その結果をまとめて
表２に示した。 ５・・完全剥離している。 ４・・ほぼ剥離している。 ３・・２／３以上の部分が剥離している。 ２・・１／２以上２／３未満の部分が剥離している。 １・・１／２未満の部分が剥離している。 ０・・全体的に膨潤している(赤、黄等は全て剥離した
が、白と若干の黒が残った)。

【００２３】次に、完全に剥離していない残留塗膜を再
びＴＨＦＡ中にて、はけ(３３×２０mm)で３回はらい落
とし、再度、剥離状況を、上記点数評価方法により目視
で評価した。はけ使用後の剥離評価点数は上記評価点数
のうしろにカッコを設け、その中に記入した。その結果
をまとめて表２に示した。

【００２４】評価後、真空乾燥(１１０℃、３時間)さ
せ、その重量を測定し(c)、結果を表２に示した。

【００２５】一方、剥離後の剥離剤はエバポレーターに
て濃縮し、真空乾燥(１１０℃、３時間)させ、残留物の
重量を測定した(d)。その残留物をさらに２００℃で３
時間乾燥させ、その重量を測定した(h)。次に該残留物
をガスバーナーで１５分焼き、重量差が０．０００９g
以内になるまで繰り返し、その時の残留物の灰分重量を
測定した(i)。これらの結果をまとめて表２に示した。

【００２６】上記a〜dおよびh〜iの重量測定値を用い
て、以下のようにして、溶剤持ち出し率、アルミ缶仕込
み重量に対する剥離膜重量の割合(アルミ缶重量差から
算出)、アルミ缶仕込み重量に対する剥離膜重量の割合
(溶剤濃縮後の残留物重量から算出)、およびアルミ缶仕
込み重量に対する剥離膜の灰分重量の割合を算出した。

【００２７】溶剤持ち出し率を以下の数１に従って算出
した。これは溶剤のロス率を調査するのに有用である。

【００２８】

【数１】 式中、aはアルミ缶仕込み重量(g)、bは取り出しアルミ
缶重量(g)、cはアルミ缶真空乾燥後重量(g)を表す。

【００２９】アルミ缶仕込み重量に対する剥離膜重量の
割合(アルミ缶重量差から算出)を以下の数２に従って算
出した。

【００３０】

【数２】 式中、aおよびcは上記数１中のaおよびcと同様である。

【００３１】アルミ缶仕込み重量に対する剥離膜重量の
割合(溶剤濃縮後の残留物重量から算出)を以下の数３に
従って算出した。

【００３２】

【数３】 式中、aは上記数１中のaと同様であり、hは溶媒乾燥後
重量(g)を表す。

【００３３】アルミ缶仕込み重量に対する剥離膜の灰分
重量の割合を以下の数４に従って算出した。灰分重量は
塗膜中に含まれるチタン等の無機物の重量を示す指標と
なる。チタン等の無機物はアルミのリサイクルにおいて
アルミの純度を下げる１番の原因となるものである。

【００３４】

【数４】 式中、aは上記数１中のaと同様であり、iは灰分重量(g)
を表す。

【００３５】以上の算出値および上記重量測定値をまと
めて以下の表２に示した。

【００３６】

【表２】

【００３７】これより、２１０℃で６０分以上処理する
と、ほぼ剥離できることを確認した。また、時間につい
ては１９０℃、２００℃および２１０℃すべてにおい
て、３時間以上処理すると、はけ等の手段で残存塗膜を
払い落とすことによりほぼ完全に塗膜を剥離することが
できた。目視での剥離状態および剥離膜の重量測定結果
をみると、各条件ともに、高い温度、長い時間ほど剥離
がすすむ傾向が見られた。従って、２１０℃より高い温
度で処理すれば、処理時間をより短くすることができる
と考えられる。

【００３８】実施例２ 次に、溶剤の繰り返し使用を検討するために、処理温度
２１０℃、処理時間６０分で、実施例１と同様にして、
同一溶液で剥離処理を繰り返し、剥離状況を評価した。
なお、昇温中の温度の経時変化は図４〜７に示した。ま
た、溶剤持ち出し率およびアルミ缶仕込み重量に対する
剥離膜重量の割合(アルミ缶重量差から算出)を算出する
ために、アルミ缶仕込み重量(a)、アルミ缶取り出し重
量(b)およびアルミ缶の真空乾燥後の重量(c)を実施例１
と同様にして測定した。これらの結果をまとめて表３に
示した。

【００３９】

【表３】

【００４０】この結果より、溶剤、特にＴＨＦＡは少な
くとも１０回使用しても、高い剥離効率を維持しながら
塗膜を剥離できることが明らかとなった。しかも、剥離
効果は初期よりも回を重ねるに従って高くなり、しかも
安定していた。

【００４１】実施例３ 実施例２で使用済みのＴＨＦＡ(沸点:１７８℃)を５０m
mＨgにて減圧蒸留した。このときの、ＴＨＦＡ仕込み
量、蒸留液初留分、蒸留液主留分およびナシ型フラスコ
残留分の重量を測定した。測定結果を表４に示した。

【００４２】

【表４】

【００４３】また、蒸留液初留分および蒸留液主留分を
ガスクロマトグラフ(Ｃ−Ｒ７Ａ:島津製作所社製)によ
り分析し(それぞれのチャート、順に図８および９)、工
業用ＴＨＦＡのガスクロマトチャート(図１０)と比較し
て、蒸留液主留分は再度繰り返し使用可能であることを
確認した。従って、回収率は９４．１％であった。

【００４４】この結果より、繰り返し使用した剥離剤
は、精製することにより、再度、繰り返し使用可能であ
り、また、容易に高回収率で回収できることが明らかと
なった。

【００４５】

【発明の効果】本発明による方法により、効率良くしか
も安全にアルミおよびスチール製の缶および管等の塗膜
を剥離することが可能となった。また、剥離剤を多数回
繰り返して使用しても、高い剥離効率を維持しながら塗
膜を剥離することができ、剥離効率が低下した場合は、
精製することにより、再度、繰り返して使用できるよう
になり、経済的にも優れた剥離処理が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 それぞれの条件の剥離処理における昇温の際
の温度の経時変化を示す。

【図２】 それぞれの条件の剥離処理における昇温の際
の温度の経時変化を示す。

【図３】 それぞれの条件の剥離処理における昇温の際
の温度の経時変化を示す。

【図４】 実施例２の繰り返し剥離処理における１〜３
回目の昇温の際の温度の経時変化を示す。

【図５】 実施例２の繰り返し剥離処理における４〜６
回目の昇温の際の温度の経時変化を示す。

【図６】 実施例２の繰り返し剥離処理における７〜９
回目の昇温の際の温度の経時変化を示す。

【図７】 実施例２の繰り返し剥離処理における１０回
目の昇温の際の温度の経時変化を示す。

【図８】 実施例３において減圧蒸留した際の初留分の
ガスクロマトチャートを示す。

【図９】 実施例３において減圧蒸留した際の主留分の
ガスクロマトチャートを示す。

【図１０】 工業用ＴＨＦＡのガスクロマトチャートを
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石垣 よしみ 兵庫県尼崎市西長洲町２丁目６番１号 株 式会社ナード研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テトラヒドロフルフリルアルコール、ジ
   メチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよ
   びジエチレングリコールモノメチルエーテルからなる群
   より選ばれる剥離剤を用いて、２００℃を越える温度に
   て処理することを特徴とする金属表面塗膜の剥離方法。
2. 【請求項２】 テトラヒドロフルフリルアルコールを用
   いて、２００℃を越える温度にて処理することを特徴と
   する金属表面塗膜の剥離方法。