JP2008266649A

JP2008266649A - 水性塗料の洗浄剤

Info

Publication number: JP2008266649A
Application number: JP2008125528A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kumagai; 好高熊谷
Original assignee: DAISHIN KAGAKU KK
Current assignee: DAISHIN KAGAKU KK
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】少量で水性塗料が洗浄可能で、かつ、廃水の泡立ちが少ない水性塗料洗浄剤を提供する。
【解決手段】グリコールエーテル系両親媒性有機溶剤１〜２０質量％、ｐＨ調整剤としてアミン類を０．４〜１．０質量％、特定のポリオキシエチレンアセチレングリコール骨格を有する界面活性剤を500ppm〜5000ppm、および残り水を含有する水性塗料の洗浄剤を得た。
【選択図】なし

Description

本発明は、塗装装置、塗装器具、塗料配管に付着した水性塗料の洗浄剤に関する。

水性塗料を塗装する工場等においては、連続して同じ装置で同じ色または違う色を塗装する必要が生じる。このような場合、次の塗料を塗装する前に、塗装器具や塗料配管内に付着した前の塗料を洗浄除去する必要がある。特に自動化された塗装工場では、塗装する品物が連続して流れており、残った塗料を極短時間で洗浄して次色の塗料を供給しなければならない。このため、この種の洗浄剤に対しては、短時間で所定の洗浄効果が得られる洗浄能力が求められる。また、洗浄後の洗浄剤は廃水となり、浄化処理を行うにあたっては、排出される有機溶剤成分を低く抑えることが望ましく、その泡立ちも少ない方がよい。

このような洗浄剤として、例えば特開２０００−２９０５４４号公報に記載されているような、水、親水性有機溶剤、pH調整剤としてのアミン等を主成分とする洗浄剤が従来より用いられていた。さらに、洗浄力を向上させ、親水性有機溶剤の含有量を低減するため、界面活性剤を添加する試みも既に行われている。このような界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が用いられていた。

しかしながら、水、親水性有機溶剤、アミン等を主成分とする洗浄剤に対して、さらに洗浄力を強化して溶剤分を低下させるために界面活性剤を添加すると、洗浄力が強くなることから相対的な溶剤量の低減は可能であるが、廃水処理の工程で泡立ちが激しくなり、想定している実液量を大きく超えるかさ高を生じて、循環槽や処理槽、特にばっ気槽から処理水が溢れ出ることによって環境流出などの問題を生じてしまう。また、洗浄力の強化による溶剤量の低減もさることながら、界面活性剤の添加されていない従来の、水、親水性有機溶媒、pH調整剤等を主成分として含む水性塗料洗浄剤においても泡立ち性は存在し、問題となっていた。このため、泡立ちの無い洗浄剤が強く望まれている。

なお、本出願人による特開平１０−１９２７６８号公報等においても、その組成中に界面活性剤を有する塗料用洗浄剤が検討されている。しかし、この文献の配管洗浄剤は半年から１年かけて固着した塗料の洗浄を主な目的とするものであり、水溶性塗料を対象とするものでもない。しかも、含有される界面活性剤の泡立ち性に関する検討は一切なされていない。さらに、この文献ではＮ−メチル−２−ピロリドンを洗浄剤の主成分としているが、水溶性塗料の洗浄剤においては水を主成分とすることが望ましい。

特開２０００−２９０５４４号公報特開平１０−１９２７６８号公報

本発明の目的は、従来の洗浄剤を改良し、少量で水性塗料が洗浄可能で、かつ、廃水の泡立ちが少ない水性塗料洗浄剤を提供することである。

本発明では、洗浄剤の主成分に対し付加される界面活性剤として、アセチレングリコールを骨格とする界面活性剤、好ましくはポリオキシエチレンアセチレニックグリコールエーテルを用いる。そして、この界面活性剤１分子に対して、付加させたエチレンオキサイドのモル数が０から８のものを用いることにより、それ自身が持つ、界面活性効果による洗浄力の向上と、消泡効果により、少量の洗浄剤での洗浄と、廃水の泡立ち問題を解決できる。

すなわち、上記目的は以下の本発明の構成により達成された。
（１）水、両親媒性有機溶剤、ｐＨ調整剤、およびアセチレングリコール骨格を有する界面活性剤からなり、
前記両親媒性有機溶剤は、グリコールエーテル類としてブチルセロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ターシャリーブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、およびジエチレングリコールジエチルエーテルから選択され、その含有量は全成分に対して１〜２０質量％であり、
前記ｐＨ調整剤はアミンであり、
さらにこのアミンは、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、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、モルホリン、ピペラジン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジブチルエタノールアミン、N-（2-アミノエチル）エタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ターシャリーブチルエタノールアミン、N-ターシャリーブチルジエタノールアミン、N-（2-アミノエチル）イソプロパノールアミン、N,N-ジエチルイソプロパノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンから選択され、その含有量が全成分に対して０．４〜１．０質量％であり、
前記アセチレングリコール骨格を有する界面活性剤を全成分に対して500ppm〜5000ppm含有し、かつこの界面活性剤は、下記式（Ｉ）で表される水性塗料の洗浄剤。

（２）前記エチレンオキサイドの付加モル数は、２〜６の整数である上記（１）の水性塗料の洗浄剤。
（３）pHが１０〜１２の範囲である上記（１）または（２）の水性塗料の洗浄剤。

本発明は、従来の、水、グリコールエーテル、アミン等からなる洗浄剤に、アセチレングリコールを骨格とする化合物にエチレンオキサイドを付加させた界面活性剤を添加することにより、従来の、水、グリコールエーテル、アミン等からなる洗浄剤の洗浄力を向上させ、さらに、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどを添加した洗浄剤と同等の洗浄力をもち、泡立ち性を飛躍的に低減することが可能となり、少量で水性塗料が洗浄可能で、かつ、廃水の泡立ちが少ない洗浄剤を提供することができる。

本発明の水性塗料の洗浄剤は、主成分として水、両親媒性有機溶剤、およびアミンを含有し、さらにアセチレングリコール骨格を有する界面活性剤を含有するものである。また、好ましくは前記主成分に対し、界面活性剤を100ppm〜10000ppm含有し、より好ましくは、前記アセチレングリコール骨格を有する界面活性剤が、下記式（Ｉ）で表される化合物である。

このような、アセチレングリコールを骨格とする界面活性剤、好ましくはアセチレングリコールを骨格とする化合物１分子に対して、付加させたエチレンオキサイドのモル数が０〜８、より好ましくは２〜８の界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどの界面活性剤と比較して、疎水性が強く分子量が小さい。このため、この界面活性剤を添加した組成物の動的な表面張力が低くなる。したがって、塗料への浸透力がポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルと比較して強く、分散した塗料にも速やかに寄り付くことが可能である。その結果、洗浄力が向上し、使用する洗浄剤量を低減することができる。また、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルと比較して親油基がとても短く、界面活性剤同士の結合力が弱いため、泡を形成する薄膜の強度が弱まり、極めて泡立ち難くなる。

アセチレングリコールを骨格とする界面活性剤は、アセチレングリコール骨格を有するものであれば特に限定させるものではなく、種々の化合物を用いることができる。中でも、上記式（Ｉ）で表される構造のものが好ましい。

式（Ｉ）の化合物についてより詳細に説明すると、Ｒ_１〜Ｒ_４はアルキル基、好ましくは炭素数１〜５のアルキル基を表す。Ｒ_１〜Ｒ_４は同一であっても異なっていてもよく、異なる場合の組み合わせは任意である。ｍおよびｎはエチレンオキサイドの付加モル数を表し、好ましくは０〜８、より好ましくは２〜８、特に２〜６の整数である。付加モル数が上記範囲より低いと水への溶解度が低下し、逆に高くなると泡立ち抑制効果が劣ってくる。このような化合物としては、特にポリオキシエチレンアセチレニックグリコールエーテルが好ましい。

界面活性剤の含有量は、主成分に対して好ましくは100ppm〜10000ppm、より好ましくは500ppm〜5000ppmである。界面活性剤の濃度が低いと、洗浄力への寄与が小さくなり、所望の効果が得難くなってくる。一方、使用濃度と溶解限界濃度が近いと、分離等の問題が生じるなど、運用管理が大変になってしまうために不適である。溶解量の限界は低いが、同時に入れる溶剤の量や種類によってある程度変動する。

本発明洗浄剤の主成分は、少なくとも水、両親媒性有機溶剤、およびpH調整剤を含有する。

水は、洗浄剤の主な分散媒または溶媒として機能する。水は、純水である必要はなくある程度の不純物を含有していても使用可能であるが、脱イオイン水が好ましい。

両親媒性有機溶剤すなわち、水にも油にも溶解する有機溶剤としては、先ずグリコールエーテル類として、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ターシャリーブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられ、アルコール類として、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール等が挙げられ、さらにケトン類として、アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。これらの中で、特にブチルセロソルブが最も好ましい。

pH調整剤としてはアミン類が好ましい。本発明で使用可能なアミン類としては、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、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、モルホリン、ピペラジン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジブチルエタノールアミン、N-（2-アミノエチル）エタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ターシャリーブチルエタノールアミン、N-ターシャリーブチルジエタノールアミン、N-（2-アミノエチル）イソプロパノールアミン、N,N-ジエチルイソプロパノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。これらの中でも特にモノエタノールアミン、イソプロパノールアミンが好ましい。

また、アミン類ではないものでも使用可能であり、例えばアルカリ剤、アルカリ性のものとして、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。

主成分中における両親媒性有機溶剤、およびpH調整剤の含有量は、全成分に対して両親媒性有機溶剤が、好ましくは１〜２０質量％、より好ましくは５〜１０質量％であり、pH調整剤は、好ましくは０．１〜３質量％、より好ましくは０．４〜１．０質量％程度である。

主成分中には、その他に洗浄性能を損なわず、使用する機器や、塗料に悪影響を与えない範囲で、その他の有機溶剤等の副成分を含有させてもよい。

本発明の洗浄剤のpHは、用いる化合物などにより変動するが、通常１０〜１２の範囲であり、使用温度は５℃以上が好ましい。また、本発明の洗浄剤を用いることができる塗料は水性塗料であるが、水を主な溶媒または分散媒とし、これに有機溶剤などが混入したものも含まれる。

以下、本発明について実施例、比較例を挙げてより具体的に説明する。

表１に示すように、主成分として、脱イオン水９５０ｇとブチルセロソルブ４５．５ｇとモノイソプロパノールアミン４ｇとを用意し、これに界面活性剤としてエチレンオキサイドを４モル付加したポリオキシエチレンアセチレニックグリコールエーテル０．５ｇを混合して洗浄剤を得た。また、比較例１として、従来用いられていた界面活性剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加した洗浄剤を同様に作製し、比較例２として、界面活性剤を添加しない洗浄剤を作製した。

得られた洗浄液を用い、以下に示す洗浄性試験、および泡立ち性試験を行った。結果を表２に示す。

（１）洗浄性試験
水性塗料に縦１０cm横５cm厚さ０．８mmの冷間圧延鋼板を浸漬して塗料を付着させ、常温にて５分間乾燥させたものを、洗浄剤に１０秒浸漬して引き上げ、３０秒静置する。これを２回繰り返し、塗料の落ち具合を目視にて判定した。

判定基準
○：素地の９割以上が露出
×：素地の９割未満が露出

（２）泡立ち性試験
洗浄剤を３００ml栓つきメスシリンダーに１００ml入れ、１００回強振し、１０秒静置後の泡の体積を測定した。

実施例１において用いた界面活性剤のエチレンオキサイド付加モル数を変更して、泡立ち性試験、水への溶解度テストを行った。

その結果、エチレンオキサイド付加モル数を１０とした界面活性剤を用いた洗浄剤の泡立ち性試験では、泡体積は１９０cm³ となった。また、エチレンオキサイド付加モル数が小さい界面活性剤の水への溶解度では、付加モル数が２のもので0.1質量%が限界であり、付加モル数が０のものでは0.05質量%が限界であった。

以上の結果から、付加モル数が８を超えると、泡立ち性が顕著に増加し、付加モル数が２より少なくなると、水への溶解性が劣ってくることがわかる。

以上の実施例、比較例から明らかなように、従来の、水、グリコールエーテル、アミン等からなる洗浄剤に、アセチレングリコールを骨格とする、ポリオキシエチレンアセチレニックグリコールエーテル１分子に対して、付加させたエチレンオキサイドのモル数が０から８の界面活性剤を添加することにより、従来の、水、グリコールエーテル、アミン等からなる洗浄剤の洗浄力を上まわり、さらに、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどを添加した洗浄剤と同等の洗浄力を有し、泡立ち性は、従来の泡立ち量の１０分の１程度にまで低減することができることがわかる。

本発明の水性塗料の洗浄剤は、水溶性を有する塗料を扱う種々の機械器具の洗浄に有用である。特に、搬送手段を用いて被塗装物（ワーク）を連続的に塗装ブース内に搬送すると共に、搬送されて来たワークに対して塗料噴射装置等を用いて連続的に塗装を行う塗装装置や、塗装色の色替えに対応した装置、あるいはフィルター等の洗浄に有用である。

Claims

水、両親媒性有機溶剤、ｐＨ調整剤、およびアセチレングリコール骨格を有する界面活性剤からなり、
前記両親媒性有機溶剤は、グリコールエーテル類としてブチルセロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ターシャリーブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、およびジエチレングリコールジエチルエーテルから選択され、その含有量は全成分に対して１〜２０質量％であり、
前記ｐＨ調整剤はアミンであり、
さらにこのアミンは、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、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、モルホリン、ピペラジン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジブチルエタノールアミン、N-（2-アミノエチル）エタノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N-ターシャリーブチルエタノールアミン、N-ターシャリーブチルジエタノールアミン、N-（2-アミノエチル）イソプロパノールアミン、N,N-ジエチルイソプロパノールアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンから選択され、その含有量が全成分に対して０．４〜１．０質量％であり、
前記アセチレングリコール骨格を有する界面活性剤を全成分に対して500ppm〜5000ppm含有し、かつこの界面活性剤は、下記式（Ｉ）で表される水性塗料の洗浄剤。
前記エチレンオキサイドの付加モル数は、２〜６の整数である請求項１の水性塗料の洗浄剤。
pHが１０〜１２の範囲である請求項１または２の水性塗料の洗浄剤。