JP6153435B2 - 塗料剥離用水性プライマー組成物および塗料剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の塗装工程をはじめとし、各種被塗装物の塗装工程に使用される塗装用器具類に付着、堆積する硬化もしくは未硬化の塗料もしくは塗膜の効率的除去を可能にする塗料剥離用水性プライマー組成物および塗料剥離方法に関する。

自動車の塗装工程をはじめとし、様々な塗装工程に塗装器具類が使用されているが、これら塗装器具類に塗料が付着、堆積すると、作業性や機能が低下することから、一定期間ごとに塗装器具類から硬化もしくは未硬化の塗料を剥離除去する必要がある。

自動車をはじめ、被塗装物を塗装する塗装工程において使用される塗装用器具類としては、例えば、マスキング治具、スノコおよび塗装ブース等が挙げられる。これら塗装器具類に付着する塗膜を除去する方法としては、従来より種々の方法が提案されている。
(i)ジクロロメタンやシンナー等の有機溶剤を主成分とする塗料剥離剤を使用する方法
(ii)苛性アルカリを主成分とする水性洗浄剤を加温して使用する方法、(iii)焼却処理する方法、および(iv)ハンマーやスクレーパー等を用いて物理的な振動や衝撃を与える方法、(v)塗料の付着を防止するシリコーン樹脂やフッ素樹脂をコーティングする方法等が知られている。

しかしながら、方法(i)の場合には、溶剤で剥離するものは、塗料剥離剤として溶剤にキシレン、ケトン等の引火性溶剤、あるいはジクロロメタン等の塩素系溶剤を使用するため、作業環境の保全と引火防止対策が必要となる。この方法は、毒性、臭気、引火性および廃液処理等の作業衛生性や環境汚染の点で多くの問題がある。特にジクロロメタンを主成分とする塗料剥離剤の使用は従来技術としては広く知られており、活用されてきたが、胆管癌の発症など人体への影響が懸念される現在では使用し難くなっている。方法(ii)の場合には、アルカリ成分の濃度が高いことから安全性に問題がある。なおかつよく使用されている苛性アルカリについては、その濃度が５％以上である場合、毒物及び劇毒物取締法における劇物として指定されることから取り扱いが煩雑となる。また方法(iii)は有毒な排ガスの発生を伴うので大気汚染の点で問題がある。さらに方法(iv)の場合には、細部までの完全な剥離が困難なだけでなく塗装器具類を変形被損させる危険性が高く、作業効率が極めて低いという難点がある。(v)の場合には、塗料の付着を完全には防止できず、コストが高いことや塗装はじきが懸念されることから普及していない。前記の方法(i)から方法(v)を通じて、全体に付着塗料が除去しにくいという欠点があった。

その他の方法として、塗装器具類の塗料が付着する部分に予めプライマーをコーティングしておき、塗装工程で塗料がある程度、付着、堆積したあと、水溶性塗料剥離剤（特許文献1）や溶剤で剥離するものがある。水溶性塗料剥離剤で剥離する場合、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水溶性アクリル系樹脂、エーテル化セルロースなど（特許文献２，３，４，５，６）では剥離性能が十分でない。

油タイプの塗装剥離用プライマーとしては、高粘度のグリースが、安価で効果もあるため広く用いられているが、溶剤系塗料に溶解され易かったり、また水性塗料にはハジキがあり、付着せず落下した塗料による塗装品不良につながる等生産性低下を引き起こすことやグリース自体が高汚染性のため、周囲の環境の汚染も問題となる。

特開2002-275394 特開2000-191961 特開平8-134386 特開平4-149284 特開昭63-209771 特開昭62-246973

本発明は上述したような当該分野の実情に鑑み、自動車の塗装工程をはじめとし、様々な塗装工程に使用されている塗装用器具類に付着、堆積する硬化もしくは未硬化の塗料もしくは塗膜を水溶性塗料剥離剤を使用し剥離する場合の効率的除去を可能にする塗料剥離用水性プライマー組成物および塗料剥離方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。つまり、本発明は次の成分を含有する塗料剥離用水性プライマー組成物および塗料剥離方法に関する。
項１． 下記式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマーならびにその塩および水を含有することを特徴する塗料剥離用水性プライマー組成物。

［式中、Mは水素、アルカリ金属、アンモニウムイオン、アルカノールアミンのいずれかを示す。］
項２． 前記ポリマーがさらに下記式（２）で表される繰り返し構造単位を有することを特徴する項１に記載の塗料剥離用水性プライマー組成物。

［式中、Mは水素、アルカリ金属、アンモニウムイオン、アルカノールアミンのいずれかを示す。］
項３． ポリマーならびにその塩の濃度が1〜50質量％である項１または２に記載の塗料剥離用水性プライマー組成物。
項４． 前記ポリマーがポリスチレンスルホン酸もしくはその塩、或いは、ポリスチレンスルホン酸マレイン酸もしくはその塩である、項１〜３のいずれかに記載の塗料剥離用水性プライマー組成物
項５． 項１〜４のいずれかに記載の塗料剥離用水性プライマー組成物を塗装前に塗装器具類に塗布し、塗装後に塗料剥離剤を用いて塗装器具類から硬化もしくは未硬化の塗料を除去する塗料の剥離方法。

塗料剥離用水性プライマー（好ましくは、ポリスチレンスルホン酸ならびにその塩もしくはポリスチレンスルホン酸マレイン酸ならびにその塩）の皮膜を表面に有する塗装用器具類は、不要な塗料が付着、堆積しても、水溶性塗料剥離剤を用いて処理すると付着塗料に亀裂が生じ、亀裂内へ水溶性塗料剥離剤が浸透して皮膜を溶解、膨潤させるので、付着塗料は塗装器具類の表面から浮かび上がって容易かつ完全に剥離する。従って、本発明の塗料剥離用水性プライマーによると短時間で塗装器具類の隅部や屈曲部等のように、塗料剥離が比較的困難な部位においても、付着、堆積した塗料を容易に剥離することができる。

また、塗料剥離処理後は一般に水洗処理が行われるが、本発明によるプライマーから形成される皮膜は水で溶解除去されるので新たな皮膜形成に際して、塗料の密着不良は発生しない。

以下、本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物について詳述する。本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物は下記式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマーならびにその塩および水を含有することを特徴する。

式中、Mとしては、水素、Li，Na，K、Csなどのアルカリ金属やアンモニウムイオン、モノエタノールアルカノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミンから選ばれる１種以上を挙げることができる。ポリマー中の複数の式（１）で表される繰り返し構造単位において、複数のMは同一であっても異なっていてもよい。

式（１）において、スルホン酸基の位置は特定されず、パラ位、メタ位の何れであってもよい。

式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマーとしてはポリスチレンスルホン酸を挙げることができる。

ポリマー中において、式（１）で表される繰り返し構造単位は、モノマー基準で２５質量％〜１００質量％含まれる。

ポリスチレンスルホン酸ならびにその塩の分子量(重量平均分子量)は10,000〜1,000,000である。塗料剥離用水性プライマー組成物が短時間で塗装器具類の隅部や屈曲部等のような塗料剥離が比較的困難な部位においても、付着、堆積した塗料を容易に剥離する性能を発揮するためには、隅々まで十分な膜厚をもって皮膜される必要があるため、分子量は大きいほどよい。ポリスチレンスルホン酸ならびにその塩の分子量の測定方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から適宜選択することができ、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法（ＧＰＣ法）、粘度法、光散乱法などが挙げられる。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物のポリマーは式（１）のほか、下記式（２）を繰り返し構造単位として有することができる。

式中、Mとしては、同一または異なって、水素、Li，Na，K、Csなどのアルカリ金属やアンモニウムイオン、モノエタノールアルカノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミンから選ばれる１種以上を挙げることができる。

式（１）および式（２）を繰り返し単位として有するポリマーとしてポリスチレンスルホン酸マレイン酸、ポリスチレンスルホン酸フマル酸を挙げることができる。式（１）および式（２）の繰り返し単位の順序は特定されず、ランダムであってもブロックであってもよい。

本発明で使用するポリマー中において、式（１）で表される繰り返し構造単位は、モノマー基準で２５質量％〜１００質量％含まれる。

本発明で使用するポリマーは、式（１）で表される繰り返し構造単位、式（２）で表される繰り返し構造単位以外に、塗料剥離用水性プライマーとしての性質を損なわない範囲内で、スチレン、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル(メチルエステル、エチルエステルなど)、メタクリル酸エステル(メチルエステル、エチルエステルなど)、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのモノマーに由来するその他の繰り返し構造単位を含んでいてもよい。その他の繰り返し構造単位は、ポリマー全体に対してモノマー基準で３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましく、５質量％以下が特に好ましく、１質量％以下が最も好ましい。なお、これらのその他の繰り返し構造単位は、式（１）の繰り返し構造単位と組み合わせてもよく、式（１）と式（２）の繰り返し構造単位と組み合わせてもよい。

ポリスチレンスルホン酸マレイン酸ならびにその塩において、ポリマー全重量中のマレイン酸部位の質量比率（マレイン化率）は25wt％〜75wt％である。塗装用器具類、塗装剥離用水溶性プライマー槽の材質としては鉄を用いていることも多いため、それらの腐食や鉄イオン溶出による液劣化などを考慮するとマレイン化率は低い方がより好ましい。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物のポリマーはさらにスチレンなどに由来する繰り返し単位を含んでいてもよい。

本発明の式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマー、好ましくはポリスチレンスルホン酸ならびにその塩もしくはポリスチレンスルホン酸マレイン酸ならびにその塩は、市販されているものを用いたり、市販されているモノマーを原料として用いて合成することができる。各成分はそれぞれ従来公知の一般的な方法によって製造できる。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物は、本発明の式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマー、好ましくはポリスチレンスルホン酸ならびにその塩もしくはポリスチレンスルホン酸マレイン酸ならびにその塩)と残部に水が含まれる。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物の式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマーならびにその塩が占める割合は特に限定されるものではないが、通常１〜５０質量％であり、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは２〜１０質量％である。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物は、成分以外の親水性付与剤、非イオン性界面活性剤等の界面活性剤、レベリング剤、抗菌剤、抗カビ剤、増粘剤、防錆剤等、消泡剤の添加剤を含み得る。これら添加剤としては、従来公知のものを用いることができる。これらの添加剤の配合量は、通常０〜１０質量％程度であり、好ましくは０．５〜５質量％程度、より好ましくは１〜３質量％程度である。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物は、塗装器具類を塗装する前に、塗装用器具類の表面に予め処理する。塗装用器具類の表面に浸漬法、噴霧法、シャワー塗布法等によって上記本発明の塗料剥離用水性プライマーを付着させた後、自然乾燥または加熱乾燥（例えば６０〜９０℃）によって水分を蒸発させることによって塗装用器具類の表面に皮膜を形成させる。

塗装器具類としてはハンガー、治具、スノコ等の塗装用具、塗装装置、塗装ロボットアーム及び塗装ブースの内壁や床部材等を挙げることができる。

皮膜の厚さは特に限定はされないが、通常は１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜５０μｍである。皮膜の厚さが１０μｍより薄いと剥離効果が得られず塗料が完全に除去できない。また、１００μｍ以上では乾燥性の低下や皮膜自体の除去性の悪化、また、塗料剥離用水性プライマー組成物の皮膜の上に塗料が付着堆積した状態で物理的衝撃が加わったときに塗料はがれ(チッピング)が起こることによる不良品の発生が問題となる。

プライマー被膜を表面に有する塗装用器具類を、各々の目的に応じて塗装工程で使用すると、該プライマー被膜表面上に塗装膜が形成され、該塗装用器具類は塗料剥離剤を含有する溶液で洗浄処理に付される。塗料剥離剤としては、従来から当該分野において使用されている塗料剥離剤から、付着塗料の種類や付着厚および被処理対象物の材質等に応じて適宜選択すればよい。塗料剥離剤としては、例えば水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ポリリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ水溶液、ベンジルアルコールなどの芳香族アルコール、フェニルメチルエーテルなどの芳香族エーテル、エタノールアミンなどのアルカノールアミン、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、ＤＭＦ，ＤＭＳＯ、グリコールエーテル、グリコールアセテート、アニソールなどのアルコキシアリール、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸ナトリウムなどのアリールスルホン酸塩などが挙げられる。

塗料剥離剤は、アルカリ性タイプ（ｐＨ８超）、中性タイプ（ｐＨ６〜８）のいずれでもよい。

剥離剤の使用方法としては浸漬して用い、剥離温度としては、5℃〜１００℃、好ましくは５０℃〜９０℃、さらに好ましくは７０℃〜９０℃である。

本発明の塗料剥離用水性プライマー組成物は、塗装用器具類に付着した未硬化
塗膜一般に対して適用できるものである。

以下、本発明を実施例によってさらに説明する。

剥離性能評価
［実施例1〜10及び比較例１〜６］
実施例、比較例の塗料剥離用水性プライマー組成物は各種市販のポリスチレンスルホン酸ならびにその塩もしくはポリスチレンスルホン酸マレイン酸ならびにその塩に水を加え、不揮発成分を調整して試験に用いた。

冷間圧延鋼板(ＳＰＣＣ−ＳＤ)の平板テストピース（70ｍｍ×50ｍｍ×0.8mm）をアセトン脱脂後、＃240の紙やすりで研磨し、表1の配合処方によって調整した塗料剥離用水性プライマー組成物に浸漬した。

テストピースを引き上げ、乾燥処理(60℃，60分)することによって表面上に皮膜を形成させた。このテストピースを、自動車部品塗装用塗料（白色塗料OP-70-P 関西ペイント株式会社製）に浸漬、引き上げることより塗料を塗布し、その後、焼付け（140℃，30分）を行った。焼付け塗装後、50℃に加温した水溶性塗料剥離剤に浸漬し、塗料が完全に剥離除去されるまでの時間を測定した。剥離性能評価の結果を表１及び表２に、水溶性塗料剥離剤の組成を表３に示した。

表１より、本発明のプライマー組成物を用いれば、一般的には剥離しにくい中性の剥離剤を用いても塗料もしくは塗膜の剥離時間が短く、十分な剥離性能を有することが分かる。

Claims (5)

1. 下記式（１）で表される繰り返し構造単位を有するポリマーならびにその塩および水を含有することを特徴とする、塗料の塗布に先だって塗布され、塗料剥離剤を用いて前記塗料を除去するための水性組成物。
   

   

   ［式中、Mは水素、アルカリ金属、アンモニウムイオン、アルカノールアミンのいずれかを示す。］
2. 前記ポリマーがさらに下記式（２）で表される繰り返し構造単位を有することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
   

   

   ［式中、Mは水素、アルカリ金属、アンモニウムイオン、アルカノールアミンのいずれかを示す。］
3. ポリマーならびにその塩の濃度が1〜50質量％である請求項１または２に記載の組成物。
4. 前記ポリマーがポリスチレンスルホン酸もしくはその塩、或いは、ポリスチレンスルホン酸マレイン酸もしくはその塩である、請求項１〜３のいずれかに記載の組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の組成物を塗装前に塗装器具類に塗布し、塗装後に塗料剥離剤を用いて塗装器具類から硬化もしくは未硬化の塗料を除去する塗料の剥離方法。