(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂の塗膜剥離方法であって、イソプロピルアルコールとフェノキシエタノールが７０〜９０：３０〜１０（重量比）の比率でなるアルコール性溶剤に、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酢酸カルシウムおよび酢酸カリウムから選ばれる１種もしくは２種以上のアルカリ金属化合物を前記アルコール溶剤１００重量部に対して０．５〜３重量部加え、攪拌しながら５０〜７０℃に保ち、前記熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂を１〜５分間浸漬させることを特徴とする熱硬化性塗膜の剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱硬化性塗膜の剥離方法に関し、詳しくは、イソプロピルアルコール、フェノキシエタノールおよびアルカリの混合溶液に、特定温度において熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂を入れ、短時間反応させた後、分離された塗膜を除去する熱硬化性塗膜の剥離方法に関する。
この方法により、従来の剥離法より剥離効果に優れ、また、従来に比べて著しく低い温度で溶剤と反応させることから、プラスチック樹脂の熱老化が防止され、剥離後も樹脂本来の物性が保持されるだけでなく、物性の安定性が確保され、その他、異物の残留による物性の劣化がなく、安価な原料コストおよび簡単な工程で行われて経済的であり、莫大な量が発生する廃プラスチック樹脂を効果的にリサイクルすることができる。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、家電製品、日用雑貨、およびその他の分野に用いられる各種プラスチック樹脂部品の表面に塗装が施されている。このようなプラスチック塗装に用いられる塗料は、塗装特性と被着材であるプラスチック樹脂との接着性を良くするため熱硬化性塗料が使用されている。したがって、基材として用いられる熱可塑性プラスチック樹脂をリサイクルするためには、予め塗膜を取り除かなければならない。
【０００３】
このような塗膜を取り除く際の問題を克服するために多くの研究が行われており、その核心は、塗膜の効率的な剥離技術にある。すなわち、塗膜の剥離技術は、物理的方法と化学的方法の二つの方法に大別され、物理的方法は、塗膜に物理的な力を加えて塗膜を分離するものであって、サンドペーパーなどでこする方法などがあり、除去効率が低く経済性の面で多くの問題がある。そこで、これまで種々の化学的方法による塗膜剥離の研究が行われてきた。
【０００４】
例えば、塩素系溶剤を主成分とする剥離液剤を用いる方法［日本国特開昭５１−３４２３８号］、有機物質を主成分とする剥離液剤を用いる方法［日本国特開昭５０−１０９９２５号］、無機物質を主成分とする剥離液剤を用いる方法［日本国特許公開５０−１０９９２５号］などが報告されているが、これらの方法は、除去しようとする塗膜の種類と厚さによって塗膜の剥離が不完全であるために実用化されていない。
【０００５】
また、自動車用の廃ポリプロピレンバンパーカバーを４〜５ｍｍサイズに粉砕し、これをグリコール化合物と水酸化リチウムおよび水の混合液に浸漬し、１４０〜１６０℃で１５〜２０分間処理した後、遠心分離器で脱水し、溶融混練してプラスチック樹脂を再生する方法［韓国特許公開第９６−３７２３８号］、自動車の廃ポリプロピレンバンパーカバーを４〜５ｍｍサイズに粉砕し、これを無機酢酸塩、またはアルカリ触媒の存在の下でエチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパノール、１，３−プロパンジオールおよびジプロピレングリコールなどのグリコールに１２０〜１６５℃で２〜３０分間浸漬して解重合反応による熱硬化性塗料の剥離方法が提案されているが、これらの方法は、塗膜の剥離効果が低いため、再生樹脂の使用用途が制限される短所がある。
【０００６】
このような方法の最も重大な問題点は、剥離を行う反応が活性化される温度がポリプロピレン複合材の溶融温度を遥かに上回る高温であることにある。これは、樹脂自体の熱老化を促進するだけでなく、加熱に必要なエネルギー消費量が増加し、作業者の安全性の問題などもあって、量産・実用化には極めて非現実的な方法であると言える。
【０００７】
その他にも、塩化スズのようなルイス酸、アルカリ水酸化物、アルカリ土類金属類水酸化物、アミン、リン酸金属塩、ジエタノールアミンなどの塗膜分解促進剤を、ポリプロピレン複合材に対して０．０１または１重量％を加え、２００℃で塗膜を熱分解してポリプロピレン複合材をリサイクルする方法［日本国特開平５−２００７４９号］があるが、この方法は、プラスチック樹脂に塗膜分解促進剤が残存するために再生樹脂の品質が低下する問題がある。
【０００８】
塗装されたプラスチック成形品を破砕し、これを溶融器で混練しながら、プラスチック成形体１０重量％に対して０．００１〜３重量％のビスマス、鉛、スズなどを含有する有機または無機系の塗膜分解促進剤を０．５〜５０重量％の水と混合し、２００〜３２０℃で０．５〜５分間接触させて塗装プラスチック成形体を再生する方法［日本国特開平６−１９８６５２号］は、塗膜剥離効果が低いばかりでなく、再生樹脂にビスマス、鉛、スズ成分が残存するため、再生樹脂の用途が限定されるという短所がある。
【０００９】
また、塗装されたプラスチック成形品を一定のサイズに粉砕した後、この破砕物をスクリュー式押出機に入れ、水、アルカリ水溶液またはアルコールを供給しながら溶融混練させて塗膜の分解ガスと気化した水を排気させることによって再生プラスチックを回収する方法［日本国特開平６−２３７４８号］は、再生樹脂にアルカリ成分が残存するため再生樹脂の物性を劣化させる問題があり、この問題を解決するためにアルカリ使用量を減らすと、塗膜の剥離効果が低下してしまう問題がある。
【００１０】
前述の技術以外にも、種々の方式で、自動車用廃プラスチックバンパーのリサイクル方法が公開されているが、再生されたプラスチック樹脂に良好な機械的物性を確保し、かつ経済性を備えた方法は確立されていない。要するに、塗膜の剥離効果または処理能力が低いために不経済であるとか、塗膜の剥離過程において再生プラスチック樹脂の物性を劣化させる要素がある等の問題、および、処理するために使用される溶剤の毒性または環境汚染などの問題を同時に解決できる技術はいまだ開発されていないのが実情である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者は前記諸問題に鑑み、再生樹脂の物性を本来の物性を保持しつつ、経済性や環境の面においても優れた塗膜の剥離方法を開発すべく、鋭意研究開発に努めた。その結果、イソプロピルアルコール、フェノキシエタノール、およびアルカリ金属化合物を反応器に入れ、攪拌しながら特定温度に加熱した後、熱硬化性塗膜が塗装されているプラスチック樹脂を反応器に入れ、短時間反応させてプラスチック樹脂から塗膜を分離する手段によると、剥離効果に優れ、プラスチック樹脂本来の物性に近い状態で剥離できることを見いだして、本発明を完成するに至った。以上のように、本発明の目的は、塗膜の除去が不可避である廃プラスチック樹脂のリサイクルに有用に活用できる、改善された熱硬化性塗膜の剥離方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂の塗膜剥離方法であって、イソプロピルアルコールとフェノキシエタノールが７０〜９０：３０〜１０（重量比）の比率でなるアルコール性溶剤に、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酢酸カルシウムおよび酢酸カリウムから選ばれる１種もしくは２種以上のアルカリ金属化合物を前記アルコール溶剤１００重量部に対して０．５〜３重量部加え、攪拌しながら５０〜７０℃に保ち、前記熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂を１〜５分間浸漬させることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、剥離効果に優れ、また、分離された樹脂の物理的特性に優れ、安価な原料コストおよび簡単な工程で行われるため経済的であり、莫大な量が発生する廃プラスチック樹脂を、効果的にリサイクルすることのできる熱硬化性塗膜の剥離方法に関する。以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明による熱硬化性塗膜の剥離方法を段階別に具体的に説明すると次の通りである。まず、イソプロピルアルコールとフェノキシエタノールからなるアルコール性溶剤、および水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酢酸カルシウムおよび酢酸カリウムから選ばれる１種もしくは２種以上のアルカリ金属化合物をそれぞれ温度調節が可能な反応器に投入した後、適切な攪拌機で混合物をよく攪拌しながら５０〜７０℃に加熱する。この際、５０℃未満であると塗膜の剥離を行う反応が活性化されず、また、７０℃を越えると作業者の安全性低下の問題が発生し、経済的にもエネルギーの過度な使用、および溶剤の沸点に近づくため溶剤の不要な蒸発を起す問題がある。
【００１５】
アルコール性溶剤は、イソプロピルアルコールとフェノキシエタノールが９０〜７０：１０〜３０の比率（重量比）の混合物である。この際、前記比率の範囲を超えてフェノキシエタノールが過量に混合されると、プラスチック樹脂の物性に好ましくない影響を及ぼすことがある。水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、酢酸カルシウムおよび酢酸カリウムから選ばれるアルカリ金属化合物は、前記アルコール性溶剤１００重量部に対して０．５〜３重量部加える。この際、このアルカリ金属化合物の量が０．５重量部未満であると塗膜の剥離を行う反応の活性化が充分でなく、３重量部以上投入する必要はない。
【００１６】
次に、熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂を適当な大きさに切断して前記反応器に投入し、前記と同じ５０〜７０℃に保持して塗膜の剥離を行う反応をさせる。この際の保持時間はできる限り最少に、すなわち１〜５分とするが、これは基材の化学的劣化による物性の劣化を最小化するためである。保持時間が１分未満であると剥離が充分でなく、逆に５分を超えると樹脂の劣化が生じることがある。
【００１７】
また、本発明の塗膜剥離方法は、主として、自動車部品として使用されたプラスチック樹脂成形品のリサイクルに適用されるが、その塗膜部分の構造は、基材上には塗料の塗装性を増加させるためにプライマーが約３〜３０μｍコーティングされ、その上にさらに熱硬化性塗膜が約３０μｍ程度の厚さに塗装された、基材−プライマー−塗膜からなっている。
【００１８】
基材は、ポリプロピレン（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ，ＰＰ）、ポリアミド（ＰｏｌｙＡｍｉｄｅ，ＰＡ）、変性ポリフェニレンオキシド（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ，ＭＰＰＯ）などであり、プライマーは塩化ポリエチレン（Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，ＣＰＥ）を主成分としている。
【００１９】
熱硬化性塗膜（クリアコーティングを含む）は、三次元網状構造の熱硬化性高分子であって、現在ではポリウレタン−エステル−アクリル共重合体が多く使用され、塗装の色相によっては他の構造のものが使用されることがある。
【００２０】
本発明による塗膜の剥離は、塗膜中のポリウレタンとエステルが化学的に解重合されて塗膜に亀裂を発生させることにある。すなわち、次の反応式（１）に示すように、弱酸であるアルコールと強塩基または無機酢酸塩の反応によって生成するアルコキシ基によって、熱硬化性塗膜成分であるポリウレタンとエステルが化学的に解重合される。
【００２１】
【化１】
0003590933.tif 000002
【００２２】
このように発生した亀裂からアルコール溶剤が侵入し、塗膜とＣＰＥプライマーとの間に浸透して塗膜とＣＰＥプライマーの間を物理的に分離させる。したがって、塗膜がほとんど分解されない状態で分離することができる。また、前記条件で剥離処理する前に塗膜の表面をサンドペーパーでこするか、または他の装置で傷をつけた後反応させると、塗膜の剥離がより容易になり、あるいは、反応器に超音波発生器を取り付けて超音波に晒された状態で剥離処理することにより剥離がより容易に行われる。
【００２３】
最後に、樹脂は、塗膜および溶液から分離した後、水で洗浄し、乾燥工程を経て溶融押出してペレット状に成形する。このように成形、製造された再生樹脂にはＣＰＥ成分が含まれているが、物性に大きな影響を及ぼすほどではない。
【００２４】
一方、使用済みの廃溶液は、濾過して浮遊する塗膜を除去し、蒸留させることによってリサイクルすることができ、剥離処理中に蒸発するアルコール成分は還流管などを用いて回収することができる。したがって、以上の本発明による熱硬化性塗膜の剥離方法は、自動車のバンパーカバー、ホイールカバー（Ｗｈｅｅｌ  ｃｏｖｅｒ）など、熱硬化性高分子が塗装された製品に広く適用することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を下記実施例によってさらに詳細に説明する。ただし、下記実施例は本発明の単なる例示であり、この例示により本発明の範囲は制限されない。
【００２６】
〈実施例１：ＭＰＰＯホイールカバーの塗膜剥離〉
超音波発生器が取付けられた反応器にイソプロピルアルコール９０ｇ、フェノキシエタノール１０ｇ、水酸化カリウム０．５ｇを投入し、混合して６０℃に加熱し、ＭＰＰＯホイールカバー試験片を浸漬し、５分間保持した。その後、前記処理した樹脂に対して機械的物性値である引張強度、伸び率、曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾッド衝撃強度を評価した。その結果を表１に示す。
【００２７】
〈実施例２：ＰＡホイールカバーの塗膜剥離〉
ＰＡホイールカバー試験片を用いたことを除いては、前記実施例１と同様な方法で行った。その結果、５分後若干のカスレがあるのみで容易に剥離された。物性試験結果を表１に示す。
【００２８】
〈実施例３：ＰＰバンパーカバーの塗膜剥離〉
ＰＰバンパーカバー試験片を用いたことを除いては、前記実施例１と同様な方法で行った。その結果、５分後若干のカスレがあるのみで容易に剥離された。物性試験結果を表１に示す。
【００２９】
〈比較例１：ＭＰＰＯ新材〉
使用していない新品のＭＰＰＯ試験片を用いたことを除いては、前記実施例１と同様な処理を行った。物性試験結果を表１に示す。
【００３０】
〈比較例２：ＰＡ新材〉
使用していない新品のＰＡ試験片を用いたことを除いては、前記実施例１と同様な処理を行った。物性試験結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0003590933.tif 000003
【００３２】
表１から分かるように、本発明の実施例１〜３は、新材に比べて８０％以上の物性値を確保しており、部品適用の際、新材を一定比率加えると部品が要求する水準の物性を満たすことが判断される。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明のように本発明の熱硬化性塗膜の剥離方法は、イソプロピルアルコール、フェノキシエタノールにアルカリ金属化合物を加えた混合溶液に、熱硬化性塗膜が塗装されたプラスチック樹脂を加えて、低温で５分以内の処理で、従来の方法に比べて塗膜の除去効率が顕著に高く、再生されたプラスチック樹脂の物性に優れ、原料として用いられる化学物質が安価であるだけでなく、その使用量が少なく、若干の付加工程をもってリサイクルが可能である。廃資源を用いた高付加価値の創出が可能であるため、経済性、工程性、安定性、環境親和性のいずれの面において優れており、従って、廃プラスチック製品のリサイクル分野に有効に広く応用することができる。