CN115190920A - 钢板用清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明为钢板用清洗剂、使用了该钢板用清洗剂的钢板的清洗方法及钢板的制造方法，上述钢板用清洗剂含有(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐、(B)非离子表面活性剂和(C)水，上述(B)非离子表面活性剂的基于戴维斯法的HLB值为5以上且15以下，上述钢板用清洗剂的pH为1以上且8以下。根据本发明，可以提供不仅对油污的清洗性良好、而且对铁粉等固体污垢的清洗性良好的钢板用清洗剂以及使用了该钢板用清洗剂的钢板的清洗方法及钢板的制造方法。

Description

钢板用清洗剂
技术领域
本发明涉及一种清洗附着于包含铁、铝、铜等的钢板(钢带)的油污及铁粉等时使用的钢板用清洗剂。另外，本发明涉及使用了上述钢板用清洗剂的钢板的清洗方法及钢板的制造方法。
背景技术
钢板的清洗作为进行钢板表面的涂装等表面处理的前处理是必需的，是决定制品的好坏的非常大的因素。作为附着于钢板表面的污垢，可以举出冷压延时附着的压延油、防锈油等油污、铁粉等固体污垢等。
日本特开昭60-26681号公报中，作为清洗性优异的中性金属清洗剂，公开了如下的金属清洗剂，其含有由特定的磺酸的盐、特定的羧酸的盐和无机酸的盐组成的化合物组中的至少1种、非离子表面活性剂、以及阴离子表面活性剂，pH为5.0～8.0。
日本特开2009-84390号公报中，作为能够以相同的清洗生产线对铁系金属及非铁系金属进行清洗处理、无需水的冲洗、能够在不用另行配合以防锈、防腐蚀为目的的化学药剂的情况下使用、并且安全性、环境适应性良好的清洗剂，公开了如下的金属清洗剂组合物，其含有碳数10～12的二羧酸、氨基醇系胺、脂环式胺的环氧乙烷加成物、金属离子掩蔽剂(螯合剂)、醚型非离子表面活性剂、二醇醚及水，将pH设为6.5～8.5。此外，实施例中使用甲基甘氨酸二乙酸或L-谷氨酸二乙酸作为螯合剂。
日本特开2013-133526号公报中，以提供不仅油的清洗性良好、而且铁粉除去性良好的碱性清洗剂为课题，公开了一种含有碱剂、马来酸和/或草酸、特定结构的非离子性表面活性剂、螯合剂以及水的钢板用清洗剂。此外，实施例中使用葡糖酸钠或乙二胺四乙酸钠作为螯合剂。
发明内容
本发明是一种钢板用清洗剂，其含有(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐、(B)非离子表面活性剂和(C)水，上述(B)非离子表面活性剂的基于戴维斯(Davis)法的HLB值为5以上且15以下，上述钢板用清洗剂的pH为1以上且8以下。
另外，本发明是一种钢板的清洗方法，其具有使用上述钢板用清洗剂清洗钢板的清洗工序。
另外，本发明是一种钢板的制造方法，其具有在压延油的存在下对钢板进行冷压延的工序和上述清洗工序。
具体实施方式
上述日本特开昭60-26681号公报、上述日本特开2009-84390号公报及上述日本特开2013-133526号公报中记载的技术虽然有一定的效果，然而期望进一步提高油的清洗性和铁粉除去性。
本发明的目的在于，提供一种钢板用清洗剂，其不仅对油污的清洗性(以下也称作油的清洗性)良好，而且对铁粉等固体污垢的清洗性(以下也称作铁粉除去性)良好。另外，本发明的目的在于，提供使用了该钢板用清洗剂的钢板的清洗方法及钢板的制造方法。
本发明是一种钢板用清洗剂，其含有(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐、(B)非离子表面活性剂和(C)水，上述(B)非离子表面活性剂的基于戴维斯法的HLB值为5以上且15以下，上述钢板用清洗剂的pH为1以上且8以下。
另外，本发明是一种钢板的清洗方法，其具有使用上述钢板用清洗剂清洗钢板的清洗工序。
另外，本发明是一种钢板的制造方法，其具有在压延油的存在下对钢板进行冷压延的工序和上述清洗工序。
根据本发明，可以提供不仅油的清洗性良好、而且铁粉除去性良好的钢板用清洗剂以及使用了该钢板清洗剂的钢板的清洗方法及钢板的制造方法。
以下，对本发明的一个实施方式进行说明。
＜钢板用清洗剂＞
本实施方式的钢板用清洗剂含有(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐、(B)非离子表面活性剂和(C)水，上述(B)非离子表面活性剂的基于戴维斯法的HLB值为5以上且15以下，上述钢板用清洗剂的pH为1以上且8以下。根据本实施方式的钢板用清洗剂，可以提供油的清洗性和铁粉除去性优异的钢板用清洗剂及钢板的清洗方法。虽然本实施方式的钢板用清洗剂起到此种效果的理由并不确定，然而可以考虑如下。
本实施方式的钢板用清洗剂由于pH为1以上且8以下，因此对钢板表面具有蚀刻作用。本实施方式的钢板用清洗剂可以通过该蚀刻作用使钢板表面轻微地溶解而除去油、铁粉。另外，认为由于本实施方式的钢板用清洗剂中含有的(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐具有高的螯合作用，因此在pH为1以上且8以下的条件下，这些酸对铁粉表面进行螯合而使之在水中分散稳定化，能够抑制从钢板表面除去的铁粉的再附着。认为由此，根据本实施方式的钢板用清洗剂，能够提供油的清洗性和铁粉除去性优异的钢板用清洗剂。
〔(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐〕
从油的清洗性及铁粉除去性的观点以及抑制油、铁粉向钢板表面的再附着的观点出发，上述钢板用清洗剂含有(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐(以下有时也简称为“(A)成分”)。从同样的观点出发，上述膦酸类优选为具有2个以上酸基的有机酸。作为此种上述膦酸类，可以例示出烷基氨基膦酸、羟基烷基膦酸等，具体而言，可以例示出氨基三亚甲基膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸等。作为磷酸类，可以例示出磷酸、三聚磷酸及聚磷酸等。从同样的观点出发，上述(A)成分优选为选自羟基乙叉二膦酸及磷酸类中的1种以上的酸或其盐，更优选为选自羟基乙叉二膦酸及磷酸类中的1种以上的酸或其碱金属盐，进一步优选为羟基乙叉二膦酸、聚磷酸或其碱金属盐，更进一步优选为羟基乙叉二膦酸或聚磷酸。
从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，上述钢板用清洗剂中的上述(A)成分的含量优选为0.5质量％以上，更优选为1.0质量％以上，从减轻废水处理负荷的观点出发，优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下。
〔(B)非离子表面活性剂〕
从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，上述钢板用清洗剂含有基于戴维斯法的HLB值为5以上且15以下的(B)非离子表面活性剂(以下有时也简称为“(B)成分”)。从同样的观点出发，上述(B)成分的基于戴维斯法的HLB值优选为5.5以上，更优选为6以上，从同样的观点出发，优选为14以下，更优选为13以下。需要说明的是，本说明书中，基于戴维斯法的HLB可以通过使用《表面活性剂物性、应用、化学生态学(日文原文：界面活性剂物性·応用·化学生態学)》(北原文雄等著讲谈社Scientific 1990年5月20日第7次印刷发行)的24页～25页中记载的方法来算出。
从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，上述(B)非离子表面活性剂优选具有下述通式(1)所示的结构。
R－O－(AO)n－H(1)
(上述通式(1)中，R为碳数8以上且16以下的脂肪族烃基，AO为亚烷氧基，n为AO的平均加成摩尔数，n为满足1以上且40以下的数。)
上述通式(1)中，对于作为R的脂肪族烃基而言，从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，可以举出直链、支链，从铁粉除去性的观点出发，优选直链。另外，对于R的脂肪族烃基而言，可以举出饱和(烷基)及不饱和(烯基)。R的碳数优选为8以上，更优选为10以上，从同样的观点出发，优选为16以下，更优选为14以下。
上述通式(1)所示的化合物中，AO为亚烷氧基。亚烷氧基优选为选自亚乙氧基及亚丙氧基中的1种或2种以上。
上述通式(1)中，n表示亚烷氧基的平均加成摩尔数，从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，n优选为2以上，更优选为4以上，从同样的观点出发，优选为35以下，更优选为30以下。
在上述通式(1)中的AO为亚乙氧基及亚丙氧基的情况下，对于亚乙氧基与亚丙氧基的排列没有限制，可以是嵌段物，也可以是无规物，然而从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，优选为嵌段物。
从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，上述钢板用清洗剂中的上述(B)成分的含量优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，从抑泡性及减轻废水处理负荷的观点出发，优选为3.0质量％以下，更优选为1.0质量％以下。
〔水〕
在上述钢板用清洗剂不包含除了上述(A)成分及(B)成分以外的成分的情况下，上述钢板用清洗剂中的水的含量为除了上述(A)成分及(B)成分以外的余量，优选为70质量％以上且99质量％以下。作为上述水，可以举出自来水、工业用水、去离子水，优选为去离子水。利用水可以控制上述钢板用清洗剂(水系组合物)中的浓度。
从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，上述钢板用清洗剂的pH为1以上，优选为2以上，更优选为3以上，从铁粉除去性的观点出发，为8以下，优选为7.5以下，更优选为7以下。另外，本发明的钢板用清洗剂含有上述(A)成分及(B)成分，可以对作为上述(C)成分的水的含量少的经浓缩的组合物在使用时通过用水稀释而调节各成分的浓度及pH后使用。在pH的调节中，可以使用后述的碱剂。
〔其他成分〕
上述钢板用清洗剂可以在对上述钢板用清洗剂的效果的体现没有影响的范围内含有除了上述(A)成分～(C)成分以外的成分。作为除了上述(A)成分～(C)成分以外的成分的例子，可以举出碱剂、增溶剂、分散剂、增稠剂等浓缩化剂、消泡剂、防腐蚀剂、防锈剂、着色剂等。
从油的清洗性的观点出发，上述钢板用清洗剂优选含有碱剂。该碱剂只要是水溶性的碱剂，则均可以使用，其中优选无机碱剂。作为无机碱剂的具体例，可以使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、原硅酸钠、偏硅酸钠、倍半硅酸钠等碱金属的硅酸盐、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾等碱金属的碳酸盐、硼酸钠等碱金属的硼酸盐等。也可以组合两种以上的水溶性碱剂。从同样的观点出发，优选碱金属的氢氧化物及碱金属的硅酸盐，更优选氢氧化钠、氢氧化钾、原硅酸钠及偏硅酸钠，进一步优选氢氧化钠及氢氧化钾。
从pH控制的观点出发，上述钢板用清洗剂中的上述碱剂的含量优选为0.1质量％以上，更优选为0.3质量％以上，同样地从pH控制的观点出发，优选为10质量％以下，更优选为7质量％以下。
上述钢板用清洗剂可用作从附着有油污及铁粉等固体污垢的钢板清洗并除去污垢的清洗剂，可以合适地应用于利用辊使经过压延后的钢板在浸渍清洗槽以及电解清洗槽内通过的情况。
＜钢板的清洗方法＞
本实施方式的钢板的清洗方法具有使用上述钢板用清洗剂清洗钢板的清洗工序。通过使本实施方式的钢板的清洗方法具有该清洗工序，可以将压延油等油污及铁粉等固体污垢清洗除去。作为上述清洗工序中的钢板的清洗方法，可以举出连续清洗、即浸渍清洗、喷雾清洗、刷式清洗、电解清洗等，优选为浸渍及电解清洗。
上述电解清洗是在清洗液中使钢板为正(或负)、并流过直流电流的清洗方法，是利用因电流而从钢板中产生的氧(或氢)的气泡、通过物理力将附着于钢板的油污、铁粉等固体污垢去除的工序。从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，使用了上述钢板用清洗剂的电解清洗的温度优选为30～90℃，更优选为40～80℃。电解清洗时的电流密度优选为0.5～30A/dm2，更优选为1～20A/dm2。
＜钢板的制造方法＞
本实施方式的钢板的制造方法包括：在压延油的存在下对钢板进行冷压延的工序、和利用上述钢板用清洗剂清洗附着于经过压延后的钢板的压延油的清洗工序。本实施方式的钢板的制造方法中的清洗工序与上述钢板的清洗方法中的清洗工序相同。即，本实施方式的钢板的制造方法除了具有上述钢板的清洗方法中的清洗工序以外，可以采用与以往的钢板的制造方法同样的方法。
上述冷压延的工序是在炼铁厂等中在压延油的存在下对钢板进行冷压延的加工处理工序。该压延工序中，由于利用辊对高温的钢板施加高的压力，因此在钢板上产生铁粉。经过冷压延的工序后的钢板附着有油污及铁粉。
作为上述钢板用清洗剂所作为对象的优选的钢板，例如可以举出以含有棕榈油的合成酯系压延油进行了冷压延的钢板。
在清洗工序后，可以进行冲洗工序。冲洗工序中的温度、浸渍时间的条件可以适当调节。从油的清洗性及铁粉除去性的观点出发，温度优选为5～95℃，更优选为15～90℃。浸渍时间优选为0.1～15秒，更优选为0.5～10秒。
清洗后得到的钢板可以用于汽车用钢板、罐头等饮料用钢板、家电用钢板等各种用途。清洗后的钢板表面的铁粉等固体污垢的附着量根据钢板的用途而不同，以清洗前的钢板的铁粉附着重量为100％时，在清洗后优选为14％以下，更优选为10％以下，进一步优选为8％以下。
另外，作为测定将残留于钢板的铁粉转印于胶带的所得物的亮度而得的值的、相当于清洗前的钢板表面的铁粉附着量的L值根据钢板的用途而不同，从发挥清洗铁粉的效果的方面出发，优选为80以下，更优选为78以下。相当于清洗后的钢板表面的铁粉附着量的L值优选为87以上，更优选为88以上，进一步优选为89以上。本说明书中，利用实施例中记载的方法测定作为将残留于钢板的铁粉转印于胶带的所得物的亮度的L值。
清洗后的钢板表面的铁粉的附着量根据钢板的用途而不同，将相当于清洗前的钢板表面的铁粉附着量的L值设为100％时，相当于清洗后的钢板表面的铁粉附着量的L值优选为112％以上，更优选为114％以上。
实施例
＜钢板用清洗剂的制备＞
如表1中记载所示地制备实施例1～9及比较例1～7中使用的组合物，并实施了清洗试验。1-羟基乙烷-1,1-二膦酸(1-羟基乙叉-1,1-二膦酸)的60％水溶液5.0质量％的有效成分为3.0质量％。需要说明的是，表1中的非离子表面活性剂1～8为下述结构的非离子表面活性剂。
·非离子表面活性剂1：聚氧乙烯(14)聚氧丙烯(1.5)月桂基肉豆蔻基醚(基于戴维斯法的HLB值：7.6)
·非离子表面活性剂2：聚氧乙烯(10)聚氧丙烯(1.5)月桂基肉豆蔻基醚(基于戴维斯法的HLB值：6.3)
·非离子表面活性剂3：聚氧乙烯(10)聚氧丙烯(2)烷基(仲C12-14)醚(基于戴维斯法的HLB值：6.2)
·非离子表面活性剂4：聚氧乙烯(18)聚氧丙烯(2)月桂基肉豆蔻基醚(基于戴维斯法的HLB值：8.8)
·非离子表面活性剂5：聚氧乙烯(6)月桂基醚(基于戴维斯法的HLB值：5.2)
·非离子表面活性剂6：聚氧乙烯(5)烷基(仲C11-15)醚(基于戴维斯法的HLB值：4.9)
·非离子表面活性剂7：聚氧乙烯(7)聚氧丙烯(8.5)烷基(仲C12-14)醚(基于戴维斯法的HLB值：4.2)
·非离子表面活性剂8：聚氧乙烯(41)月桂基醚(基于戴维斯法的HLB值：16.7)
另外，为了调节钢板用清洗剂的pH而使用了氢氧化钠或乙酸。
＜钢板清洗试验＞
〔被清洗钢板(测定样品)的准备〕
将以合成酯系压延油进行了冷压延的厚度0.5mm的钢板裁切为25mm×60mm的大小，将所得的钢板作为被清洗钢板。被清洗钢板的附着油分量为115mg/m2，对应于铁粉附着量的L值为77.5。
〔清洗步骤〕
向300mL玻璃烧杯中各自加入表1中记载的各实施例及比较例的钢板用清洗剂300g，加热到65℃。然后，将上述被清洗钢板在各实施例及比较例的钢板用清洗剂中浸渍5秒，其后，一边利用喷雾浇洒60℃的温水一边使钢板在以转速300rpm运动的刷子间以1秒往返1次，再利用60℃的喷雾(压力：2kgf/cm2)喷射2秒60℃的温水而进行冲洗，喷射热风而使钢板表面干燥，得到用表1中记载的各实施例及比较例的钢板用清洗剂各自进行了清洗的测定样品。
〔残存碳附着量测定方法〕
作为钢板表面的污垢的附着量的指标，使用碳·氢/水分分析装置(型号RC-612LECO公司制)，测定出附着于各实施例及比较例的测定样品的表面的碳量(残存碳附着量)。具体而言，以铁的软化温度以下且认为钢板上的污垢发生燃烧的500℃加热钢板，根据因挥发、热分解或燃烧而产生的CO2算出附着于钢板上的碳量。将最大强度(CO2产生量最大)峰设为100％，进行测定至强度降低到1％以下为止。残存碳量的数值越小，则越良好。将5片的平均值四舍五入至小数点以后一位，将结果表示于表1中。
〔铁粉除去性〕
进行上述清洗后，在钢板上粘贴薄膜胶带后，剥离胶带，从而使残留于钢板的铁粉转印于胶带。将该转印有铁粉的胶带贴附于OHP片，作为铁分量测定样品。以该样品的亮度(L值)作为残留铁粉量，利用色彩色差计(Minolta公司制的CR-400)对残留铁粉量进行测定。L值越高，则铁粉除去性越良好。将结果表示于表1中。
[表1]
Figure BDA0003822209580000101

Claims (15)

1.一种钢板用清洗剂，其含有：
(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐、
(B)非离子表面活性剂、和
(C)水，
所述(B)非离子表面活性剂的基于戴维斯法的HLB值为5以上且15以下，
所述钢板用清洗剂的pH为1以上且8以下。
2.根据权利要求1所述的钢板用清洗剂，其中，
所述(B)非离子表面活性剂的含量为0.01质量％以上且3.0质量％以下，水的含量为70质量％以上且99质量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的钢板用清洗剂，其中，
所述膦酸类为具有2个以上酸基的有机酸。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的钢板用清洗剂，其中，
所述(B)非离子表面活性剂具有下述通式(1)所示的结构：
R－O－(AO)n－H(1)
所述通式(1)中，R为碳数8以上且16以下的脂肪族烃基，AO为亚烷氧基，n为AO的平均加成摩尔数，n为满足1以上且40以下的数。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的钢板用清洗剂，其中，
所述(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐的含量为0.5质量％以上且20质量％以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的钢板用清洗剂，其中，
所述(A)选自膦酸类及磷酸类中的1种以上的酸或其盐为选自羟基乙叉二膦酸及聚磷酸中的1种以上的酸或其碱金属盐。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的钢板用清洗剂，其中，
所述钢板用清洗剂还含有碱剂。
8.根据权利要求7所述的钢板用清洗剂，其中，
所述碱剂的含量为0.1质量％以上且10质量％以下。
9.一种钢板的清洗方法，其具有使用权利要求1～8中任一项所述的钢板用清洗剂清洗钢板的清洗工序。
10.根据权利要求9所述的钢板的清洗方法，其中，
清洗工序为清洗附着有油污及铁粉的钢板的工序。
11.一种钢板的制造方法，其具有在压延油的存在下对钢板进行冷压延的工序和使用权利要求1～8中任一项所述的钢板用清洗剂清洗钢板的清洗工序。
12.根据权利要求11所述的钢板的制造方法，其中，
z在所述清洗工序后具有冲洗工序。
13.根据权利要求11或12所述的钢板的制造方法，其中，
所述压延油为合成酯系压延油。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的钢板的制造方法，其中，
经过所述冷压延的工序后的钢板为附着有油污及铁粉的钢板。
15.权利要求1～8中任一项所述的钢板用清洗剂用于钢板的清洗的用途。
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