JP6926121B2 - 非水性剥離組成物、および基材から有機被覆を剥離する方法 - Google Patents
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Description
基材からの有機被覆の除去は、多くの工業において極めて重要である。特に、欠陥がある被覆を有する部品を再加工するため、または基材が無傷であるが、残留物を除去しかつ/または新たな被覆を適用する必要がある部品の再生のために、有機被覆または残留物を基材から除去する必要がある。
本願の明細書および特許請求の範囲で使用されるような「アルキル」の用語は、1〜30の炭素原子(C1〜C30)を有する飽和した線状または分枝鎖の一価炭化水素基に関し、ここで、アルキル基は、任意に、無関係に、以下に記載された1つ以上の置換基で置換されていてよい。アルキル基の例は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの全ての異性体を含めたその高級同族体を含むが、これらに限定されるものではない。
したがって、本発明の第1の目的は、先行技術の剥離剤を使用した場合に損傷されるような基材材料を痛めることなしに、塗料および他の有機被覆をその下層の基材から攻撃的かつ効果的に剥離するために使用するために適した剥離組成物を提供することである。
本発明の第1の態様によると、これらの目的は、非水性剥離組成物により解決され、ここでこの組成物は次のものを有する:
A− 70質量%〜95質量%、好ましくは80質量%〜95質量%の濃度での、一般化学式R−OH[式中、Rは、C4〜C30炭化水素基である]を有するアルコールからなる群から選択される少なくとも1つの高沸点溶媒、ここで、高沸点溶媒は少なくとも100℃の沸点を有する、
B− 2質量%〜20質量%、好ましくは4質量%〜15質量%の濃度での、高沸点グリコール、高沸点グリコールエーテルおよび高沸点アミン化合物群から選択される、少なくとも1つの高沸点助溶媒、ここで、高沸点助溶媒は少なくとも100℃の沸点を有する、および
C− 0.01質量%〜5質量%の濃度での、酸化合物からなる群から選択されるか、または水酸化物化合物からなる群から選択される、少なくとも1つのpH活性剤、「いわゆる活性剤」。
a− 本発明の非水性剥離組成物を準備すること、
b− 基材を剥離組成物と接触させること、および
c− この剥離組成物を、少なくとも30℃から、好ましくは少なくとも40℃から、最大でも剥離組成物中に含まれる成分のいずれか1つの沸点未満までの剥離温度に維持する間に、基材から有機被覆を除去すること。
1.少なくとも1つの高沸点溶媒と、グリコールおよびグリコールエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの高沸点助溶媒と、酸化合物からなる群から選択される少なくとも1つのpH活性剤とを含む第1の剥離組成物、
2.少なくとも1つの高沸点溶媒と、グリコールおよびグリコールエーテルからなる群から選択される少なくとも1つの高沸点助溶媒と、水酸化物化合物からなる群から選択される少なくとも1つのpH活性剤とを含む第2の剥離組成物、
3.少なくとも1つの高沸点溶媒と、アミン化合物からなる群から選択される少なくとも1つの高沸点助溶媒と、酸化合物からなる群から選択される少なくとも1つのpH活性剤とを含む第3の剥離組成物、および
4.少なくとも1つの高沸点溶媒と、アミン化合物からなる群から選択される少なくとも1つの高沸点助溶媒と、水酸化物化合物からなる群から選択される少なくとも1つのpH活性剤とを含む第4の剥離組成物。
A− 少なくとも1つの高沸点溶媒約80質量%〜約95質量%、
B− 少なくとも1つの高沸点助溶媒約4質量%〜約15質量%、および
C− 少なくとも1つのpH活性剤、つまり酸化合物または水酸化物化合物、好ましくはアルカリ金属水酸化物約0.01質量%〜約1質量%
を含んでよく、ここで、成分A、BおよびCは、剥離組成物の100質量%を構成する。剥離組成物が、それぞれの成分A、B、Cの1つより多くの化合物を含む場合、ここで上述された濃度は、これらの成分のそれぞれ1つの全ての化合物の全体の濃度を示す。
A− 少なくとも1つの高沸点溶媒約70質量%〜約90質量%、より好ましくは約80質量%〜約90質量%、
B− 少なくとも1つの高沸点助溶媒約2質量%〜約20質量%、より好ましくは約5質量%〜約15質量%、
C− 少なくとも1つの酸化合物または少なくとも1つの水酸化物化合物、好ましくはアルカリ金属水酸化物約0.01質量%〜約5質量%、より好ましくは約0.2質量%〜約1質量%、および
D− 少なくとも1つの界面活性剤、好ましくは非イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の混合物約0.5質量%〜約5質量%、より好ましくは約0.5質量%〜約2質量%、
を有し、ここで、成分A、B、CおよびDは、剥離組成物の100質量%を構成する。剥離組成物が、それぞれの成分A、B、C、Dの1つより多くの化合物を含む場合、ここで上述された濃度は、これらの成分のそれぞれ1つの全ての化合物の全体の濃度を示す。
a.本発明の剥離組成物をタンク装置内に準備すること、
b.基材をタンク装置内の剥離組成物と接触させること、
c.剥離組成物を約15min〜約200minの時間で約60℃〜約90℃の温度に加熱し、それにより基材から硬化した有機被覆を除去または緩めること、
d.基材表面に高圧の水噴霧を適用することにより基材から有機被覆を完全に除去すること
を有する。
第1の試験では、本発明の剥離組成物の個々の成分の効果を、有機被覆の除去に関するその効果について3つの異なる条件下で試験する:
I.ベンジルアルコール(BA:本発明による溶媒)だけをそのまま使用した(BA 100質量%)、
II.BAを、トリエタノールアミン(TEA:本発明による助溶媒)10質量%と一緒に使用した(BA 90質量%、TEA 10質量%)、および
III.水酸化カリウム(KOH:本発明によるpH活性剤)0.1質量%を、BA+TEAの混合物中に添加した(BA 89.95質量%、TEA 9.95質量%、KOH 0.1質量%)。
I.(BAだけ):被覆のわずかな浮き上がりが10min後に観察された(比較例)、
II.(BA+TEA):有機被覆の若干の膨潤および浮き上がりおよび部分的除去(50%)が観察された(比較例)、
III.(BA+TEA+KOH):有機被覆のほとんど95%が除去された(本発明による組成物)。
3つの高沸点溶媒および助溶媒、つまりベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)、2−エチルヘキサノール(6−オール:高沸点助溶媒)、およびジエチレングリコールブチルエーテル(d−bGly:高沸点助溶媒)を個別に、それらの塗料剥離性能について、水酸化カリウム(KOH)0.1質量%と一緒に試験した:
I.BA(高沸点溶媒)を、KOH(本発明によるpH活性剤)0.1質量%と一緒に使用した(BA 99質量%、KOH 0.1質量%)、
II.6−オール(高沸点溶媒)を、KOH 0.1質量%と一緒に使用した(6−オール99質量%、KOH 0.1質量%)、
III.d−bGly(高沸点助溶媒)を、KOH 0.1質量%と一緒に使用した(d−bGly 99質量%、KOH 0.1質量%)。
I.(BA+KOH):この組成物は、20minの間に被覆の剥離が可能であったが、若干の小さな残留物が基材上に残った、
II.(6−オール+KOH):2−エチルヘキサノール+KOHは、最も遅い剥離速度を示した、
III.(d−bGly+KOH):この組成物は、ほぼ二倍の剥離時間で、性能において二番目であった。
組成物I.(BA+KOH)によって被覆の浮き上がりは可能であるが、長い処理時間を必要とする。
ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)とモノエタノールアミン(MEA:高沸点助溶媒)、ジエタノールアミン(DEA:高沸点助溶媒)、またはトリエタノールアミン(TEA:高沸点助溶媒)との90:10質量%の比率(BA+MEAまたはBA+DEAまたはBA+TEA)の混合物を有機被覆の除去について試験した。全ての溶液を、ポリエステル粉末被覆された鋼板を用いて75℃で試験した。
ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)20質量%とブチルジグリコール(高沸点助溶媒)74質量%との混合物を、水酸化カリウム(KOHフレーク:pH活性剤)1.0質量%およびn−オクタノール×4エチレンオキシド(界面活性剤)5質量%と一緒に試験した。この剥離組成物を、80℃で「エポキシ粉末被覆」で被覆された鋼板の剥離について試験した。90分後に約60%の被覆除去を伴う不十分な剥離が観察された。
トリエタノールアミン(TEA:高沸点助溶媒)79質量%とブチルジグリコール(高沸点助溶媒)20質量%との混合物を、水酸化カリウム(KOHフレーク:pH活性剤)1.0質量%と一緒に試験した。この剥離組成物を、80℃で「エポキシ粉末被覆」で被覆された鋼板の剥離について試験した。120分後に約50〜60%の被覆除去を伴う不十分な剥離が観察された。
90:10質量%の比率での、ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)とトリエタノールアミン(TEA:高沸点助溶媒)との混合物およびベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)とジエチレングリコールブチルエーテル(d−bGly:高沸点助溶媒)との混合物(BA+TEAまたはBA+d−bGly)を、水酸化カリウム(KOH:pH活性剤)0.5%と一緒に試験した。両方の剥離組成物(I.BA 89.55質量%+TEA 9.95質量%+KOH 0.5質量%;II.BA 89.55質量%+b−dGly 9.95質量%+KOH 0.5質量%)を75℃に加熱し、TGICおよびエポキシ粉末被覆およびエポキシe−被覆の除去について試験した。両方の剥離組成物は、TGICポリエステル粉末被覆を10min内で除去し、エポキシe−被覆およびエポキシ粉末被覆を15min内で除去した。
ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)74質量%とブチルジグリコール(高沸点助溶媒)20質量%との混合物を、水酸化カリウム(KOHフレーク:pH活性剤)1.0質量%およびn−オクタノール×4エチレンオキシド(界面活性剤)5質量%と一緒に試験した。この剥離組成物を、80℃で「エポキシ粉末被覆」で被覆された鋼板の剥離について試験した。約15分後に被覆の完全な除去を伴う良好な剥離が観察された。剥離された板のすすぎは、外観上は斑点なしに均一であった。
ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)79質量%とブチルジグリコール(高沸点助溶媒)20質量%との混合物を、水酸化カリウム(KOHフレーク:pH活性剤)1.0質量%と一緒に試験した。例4bとは反対に、この組成物は任意の界面活性剤を含まなかった。この剥離組成物を、80℃で「エポキシ粉末被覆」で被覆された鋼板の剥離について試験した。約15分後に被覆の完全な除去を伴う良好な剥離が観察された。剥離された板のすすぎは、例4bと直接的に比較して、金属表面上で外観上はいくらかの斑点および縞を有し不均一であった。
表1に記載された6つの異なる剥離組成物を、その塗料または粉末被覆剥離性能について85℃で試験した。高沸点溶媒はまた、ベンジルアルコール(BA)であり、高沸点助溶媒はジエチレングリコールブチルエーテル(d−bGly)であり、pH活性剤は水酸化カリウム(KOH)であった。
例5の組成物1および2は、非鉄基材に関するその剥離性能および基材材料に対するその攻撃性について試験した。エポキシおよびTGICポリエステル粉末被覆およびPU2K湿式塗料で被覆された鋳造アルミニウム、鍛錬アルミニウム、亜鉛ダイカストおよびマグネシウム部品を試験のために使用した。両方の組成物を80℃で試験した。
例4と同様に、90:10質量%の比率での、ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)とトリエタノールアミン(TEA:高沸点助溶媒)との混合物、およびBAとジエチレングリコールブチルエーテル(d−bGly:高沸点助溶媒)との混合物(BA+TEA、BA+d−bGly)を試験した。しかしながら、水酸化カリウムの代わりに、乳酸(LA:pH活性剤)を、pH活性剤として5質量%のレベルで使用した(I.BA 85.5質量%+TEA 9.5質量%+LA 5質量%;II.BA 85.5質量%+d−bGly 9.5質量%+LA 5質量%)。
例7に記載された組成物を、TGIC粉末被覆で被覆された非鉄基材、つまりアルミニウムおよび亜鉛メッキ鋼板について試験した。剥離試験は80℃で行った。
ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)91質量%とブチルジグリコール(高沸点助溶媒)7質量%との混合物を、水酸化カリウム(KOHフレーク:pH活性剤)0.5質量%およびTergitol 15-S-3(非イオン性界面活性剤、CAS番号68131−40−8)2質量%と一緒に試験した。この剥離組成物を、約650μmの厚みのポリエステル粉末被覆で被覆されたステンレス鋼ラックの剥離について試験した。この剥離は、50℃でかつ2barの噴霧圧力で噴霧剥離により行った。
例5の組成物1および2は、水1質量%で、非鉄基材に関するその剥離性能および基材材料に対するその攻撃性について試験した。エポキシおよびTGICポリエステル粉末被覆およびPU2K湿式塗料で被覆された鋳造アルミニウム、鍛錬アルミニウム、亜鉛ダイカストおよびマグネシウム部品を試験のために使用した。両方の組成物を80℃で試験した。
未被覆の研磨された/鏡面仕上げされたアルミニウム6061板を、場合による化学的攻撃(エッチング)を検査するための試験で使用した。両方の組成物は水を含むため、イオン活性に基づき、この組成物の両方で顕著な化学的攻撃は観察された。
本発明の例4bによる、ベンジルアルコール(BA:高沸点溶媒)74質量%とブチルジグリコール(高沸点助溶媒)20質量%とを有するわずかに変更した混合物を、水酸化カリウム(KOHフレーク:pH活性剤)1.0質量%およびn−オクタノール×4エチレンオキシド(界面活性剤)5質量%と一緒に試験した。例4bとは異なり、2%の水(D.I.水)を添加し、ここで上述の化合物の量はわずかに希釈された。剥離組成物を、80℃で「エポキシ粉末被覆」で被覆されたアルミニウム板の剥離について試験した。塗料皮膜の剥離の若干の膨潤を伴い約13分後に被覆の完全な除去を伴って良好な剥離が観察された。剥離された板のすすぎは、外観上で斑点なしで均一であったが、ベース材料に強い化学的攻撃(エッチング)が観察された。
本発明によれば、高沸点アルコールからなる群から選択される少なくとも1つの高沸点溶媒と、グリコール、グリコールエーテルおよびアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1つの高沸点助溶媒と、酸化合物からなる群から選択されるかまたは水酸化物化合物からなる群から選択される、より好ましくは有機酸化合物またはアルカリ金属水酸化物化合物から選択されるpH活性剤とを有する剥離組成物、およびその剥離組成物を使用する方法が新規でかつ意外である。この剥離組成物は、比較的低い作業温度で湿式塗料または粉末被覆のような有機被覆の除去において極めて有効でかつ攻撃的である。また、先行技術の剥離組成物および方法と比較して短い剥離時間が生じる。この組成物は、任意付加的に、少なくとも1つの非イオン性界面活性剤または界面活性剤混合物を含んでよい。さらに、本発明の剥離組成物は、基材表面、特にアルミニウム、亜鉛メッキ鋼、亜鉛ダイカストのような軟質金属への攻撃を示さない。より低い作業温度は、作業者のより良好な安全性およびより低いエネルギーコストを提供する。低VOCで低毒性の溶媒および助溶媒ならびに生分解性界面活性剤は、剥離組成物の優れた性能に基づき、より容易でかつより効果的に実施可能である環境に優しい方法を提供する
Claims (18)
- A− 70質量%〜95質量%の濃度での、一般化学式R−OH[式中、Rは、C4〜C30炭化水素基である]を有するアルコールからなる群から選択される少なくとも1つの高沸点溶媒、ここで、前記高沸点溶媒は少なくとも100℃の沸点を有する、
B− 2質量%〜20質量%の濃度での、高沸点グリコール、グリコールエーテルおよびアミン化合物からなる群から選択される、少なくとも1つの高沸点助溶媒、ここで前記高沸点助溶媒は少なくとも100℃の沸点を有する、および
C− 0.01質量%〜5質量%の濃度での、金属水酸化物化合物からなる群から選択される、少なくとも1つのpH活性剤
を有する、非水性剥離組成物。 - B− 前記少なくとも1つの高沸点助溶媒はアミン化合物からなる群から選択され、ここで、前記高沸点助溶媒は少なくとも100℃の沸点を有し、かつ
C− 少なくとも1つのpH活性剤は金属水酸化物化合物からなる群から選択される、
請求項1記載の剥離組成物。 - B− 前記少なくとも1つの高沸点助溶媒は高沸点グリコールおよびグリコールエーテルからなる群から選択され、ここで、前記高沸点助溶媒は、少なくとも100℃の沸点を有し、かつ
C− 少なくとも1つのpH活性剤は金属水酸化物化合物からなる群から選択される、
請求項1記載の剥離組成物。 - 前記組成物は、さらに、少なくとも1つの界面活性剤を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの界面活性剤は非イオン性界面活性剤または非イオン性/アニオン性界面活性剤混合物である、請求項4記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの高沸点溶媒はRがアリールアルキルである化合物である、請求項1から5までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの高沸点溶媒はベンジルアルコールである、請求項1から6までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの高沸点助溶媒はグリコールエーテルまたは第三級アミン化合物である、請求項1から7までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの高沸点助溶媒はジエチレングリコールエーテルまたはトリエチレングリコールエーテルまたはテトラエチレングリコールエーテルである、請求項1から8までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの高沸点助溶媒はジエチレングリコールブチルエーテルである、請求項1から9までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記少なくとも1つの高沸点助溶媒はトリエタノールアミンである、請求項1から9までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 前記組成物中の含水率は0.5質量%未満である、請求項1から11までのいずれか1項記載の剥離組成物。
- 基材から有機被覆を剥離する方法において、前記方法は、次の方法工程:
a− 請求項1から12までのいずれか1項記載の非水性剥離組成物を準備すること、
b− 前記基材を前記剥離組成物と接触させること、および
c− 前記剥離組成物を、少なくとも30℃から、最大でも前記剥離組成物中に含まれる成分のいずれか1つの沸点未満までの剥離温度に維持する間に、前記基材から前記有機被覆を除去すること
を有する、基材から有機被覆を剥離する方法。 - 前記基材は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ステンレス鋼、またはエンジニアリングプラスチック基材である、請求項13記載の方法。
- 前記剥離組成物の作業温度は65℃〜85℃である、請求項13または14記載の方法。
- 前記基材は、エポキシ被覆、ポリエステル被覆、ポリウレタン被覆、アクリル被覆、および多様なタイプの粉末被覆のような有機被覆で被覆される、請求項13から15までのいずれか1項記載の方法。
- 鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛ダイカスト、鍛錬およびダイカストアルミニウム合金、黄銅、銅製品、アルミニウム、アルミニウムダイカスト製品、黄銅、青銅、銅、チタン、マグネシウム、およびメッキされた基材からなる基材から、エポキシ被覆、ポリエステル被覆、ポリウレタン被覆、アクリル被覆、および多様なタイプの粉末被覆のような有機被覆を剥離するための、請求項1から12までのいずれか1項記載の非水性剥離組成物の使用。
- 鋼、亜鉛メッキ鋼、亜鉛ダイカスト、鍛錬およびダイカストアルミニウム合金、黄銅、銅製品、アルミニウム、アルミニウムダイカスト製品、黄銅、青銅、銅、チタン、マグネシウム、およびメッキされた基材からなる基材から、グリースおよび油のような有機材料またはそれらの混合物を洗浄または剥離するための、請求項1から12までのいずれか1項記載の非水性剥離組成物の使用。
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