JP2003221598A - 金属用アルカリ洗浄剤組成物 - Google Patents
金属用アルカリ洗浄剤組成物Info
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Abstract
果の両方に優れた金属用アルカリ洗浄剤組成物を提供す
る。 【解決手段】 アルカリ剤と防錆剤と0.01〜0.5
重量%ののキレート剤とを含有し、アルカリ剤の濃度a
(重量%)と防錆剤の濃度b(重量%)とが、下記式
(1)を満足する金属用アルカリ洗浄剤組成物。 −0.95≦0.333a−25b−0.2≦0.09
式(1)
Description
洗浄剤組成物に関する。
来、塩素系やフロン系の有機溶剤が使われてきたが、環
境保護の面から使用量の削減、使用廃止の方向へ進んで
いる。このため、環境汚染の問題が少なく、また引火性
の心配のない、例えば水性アルカリ洗浄剤の開発が行わ
れている。
洗浄剤としては、従来から種々のものが開発されてお
り、例えば「新表面処理技術」(最新表面処理技術編集
委員会編:(株)産業技術サービスセンター62.1
2.21発行)、特開昭60−144398号公報等に
開示されている。また、特に水溶性高分子を含有した洗
浄剤としては、例えば特開平2−170897号公報等
に開示されている。しかしながら、これらの洗浄剤は、
簡単な汚れは落ちるが、金属部品等の硬質表面の脱脂洗
浄には満足のいく洗浄力を示さなかったり、高い洗浄性
を示しても、腐食され易い被洗浄物である銅、鉄、亜
鉛、錫等を腐食したり、チッソ、リン等の水質汚濁の原
因となる成分を含有する等の欠点があった。このような
背景から、銅等を腐食しない洗浄力に優れた洗浄剤組成
物を得るために、特開平5−43897号では、非イオ
ン性界面活性剤又は陰イオン性界面活性剤と、珪酸アル
カリ金属等と、特定の共重合体とを併用することを提案
している。また、特開2001−262384号では、
特定2種のアルキレンオキシド付加物と両性界面活性剤
とアルカリ剤とを含有する水性液体金属洗浄剤を提案し
ている。
リ洗浄には、珪酸塩等のアルカリ成分、非イオン界面活
性剤等の界面活性剤、各種重合体等を組み合わせた洗浄
剤組成物が用いられているが、洗浄力に優れ、且つアル
カリ成分、特に珪酸塩による配管づまりや銅板の腐食に
対して十分な抑制効果を示すものは見出されていない。
腐食防止効果にも優れた金属用アルカリ洗浄剤組成物を
提供することである。
防錆剤とキレート剤とを含有し、アルカリ剤の濃度a
(重量%)と防錆剤の濃度b(重量%)とが下記式
(1)を満足し、且つキレート剤の含有量が0.01〜
0.5重量%である金属用アルカリ洗浄剤組成物に関す
る。特に本発明の洗浄剤組成物は、銅板用のアルカリ洗
浄剤組成物として好適である。 −0.95≦0.333a−25b−0.2≦0.09 式(1) また、本発明は、上記本発明のアルカリ洗浄剤組成物を
用いて金属表面を洗浄する方法に関する。
剤は、本発明のような金属用の洗浄剤組成物において
は、互いに相反する効果をもたらす傾向があることが判
明した。すなわち、アルカリ剤濃度の上昇により洗浄性
は向上するが、金属表面の腐食は促進する。一方、防錆
剤濃度の上昇により金属表面の腐食防止性は向上する
が、洗浄性は低下する。このため、両者の効果が最適と
なる濃度を規定するには、それぞれ単独で範囲を定める
よりも、両者の相対的な配合比率で規定することが有効
であるという知見が得られた。これに基づき、洗浄性と
防錆性の両方に優れた効果が得られるアルカリ剤と防錆
剤の相対的な濃度を種々検討した結果、両者が上記式
(1)の範囲を満たす場合に、本発明の目的が達成でき
ることを見出したものである。その際、更にキレート剤
の比率が特定範囲にある場合により優れた効果が得られ
ることが判明した。なお、上記特開平5−43897号
や特開2001−262384号には、防錆剤としてベ
ンゾトリアゾールを含有できることが記載されている
が、防錆剤の濃度とアルカリ剤の濃度が特定の関係を満
たす場合に洗浄性と防錆性の両方に優れた効果が得られ
ることを示唆していない。しかも、キレート剤の量につ
いても言及されていない。
しては、水溶性のアルカリ剤であれば何れのものも使用
できる。具体例として、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属の水酸化物、オルソ珪酸ナトリウ
ム、メタ珪酸ナトリウム、セスキ珪酸ナトリウム等の珪
酸塩、リン酸三ナトリウム等のリン酸塩、炭酸二ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸二カリウム等の炭酸
塩、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩等が挙げられる。二
種以上の水溶性アルカリ剤を組み合わせても良い。好ま
しくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、オルソ珪酸
ナトリウム、メタ珪酸ナトリウムであり、より好ましく
は水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである。
(1)1,2,3−ベンゾトリアゾール等のベンゾトリ
アゾール系化合物又はその誘導体、(2)2−メルカプ
トベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系化合物又は
その誘導体、(3)脂肪族メルカプタン(ドデシルメル
カプタン等のアルキルメルカプタン)、(4)アミン系
化合物(ラウリルアミン等のアルキルアミン)等が挙げ
られ、これらは特開平10−265979号に記載され
たものを使用することができる。また、防錆剤として、
(5)2−ベンゾイミダゾール等のイミダゾール系化合
物又はその塩(特開平7−54169号、特開平5−2
63275号)、(6)2−オクチルアミノピリジン等
の窒素環式不飽和化合物(特開2000−8185号)
等を使用することができる。好ましくは(1)ベンゾト
リアゾール系化合物又はその誘導体(塩等)であり、な
かでも1,2,3−ベンゾトリアゾールがより好まし
い。なお、これらの防錆剤は、1種又は2種以上を混合
して用いてもよい。
の濃度a(重量%)と防錆剤の濃度b(重量%)とが、
下記式(1)、更に(1−1)を満足することが重要で
ある。 −0.95≦0.333a−25b−0.2≦0.09 式(1) −0.18≦0.333a−25b−0.2≦0.09 式(1−1)。
濃度が、この式を満足することにより、洗浄力と防錆効
果の両方に優れた効果が得られる。その際、組成物中の
アルカリ剤の濃度aは0.5〜3.5重量%の範囲にあ
ることが好ましく、より好ましくは0.8〜2.4重量
%の範囲である。また、組成物中の防錆剤の濃度bは
0.005〜0.05重量%の範囲にあることが好まし
く、より好ましくは0.005〜0.03重量%の範囲
である。
する。キレート剤としては、グリセリン酸、テトロン
酸、ペントン酸、ヘキソン酸、ヘプトン酸等のアルドン
酸類のアルカリ金属塩もしくは低級アミン塩、ニトリロ
三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン二
酢酸、テトラエチレンテトラミン六酢酸等のアミノカル
ボン酸類のアルカリ金属塩もしくは低級アミン塩、クエ
ン酸、リンゴ酸等のオキシカルボン酸類のアルカリ金属
塩もしくは低級アミン塩、アミノトリメチレンホスホン
酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、エチレンジア
ミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミン
ペンタメチレンホスホン酸等のホスホン酸類のアルカリ
金属塩もしくは低級アミン塩、モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカ
ノールアミン類が挙げられ、好ましくはグルコン酸、グ
ルコヘプトン酸、エチレンジアミン四酢酸、クエン酸、
リンゴ酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸のアルカ
リ金属塩もしくは低級アミン塩であり、特に好ましく
は、グルコン酸ナトリウム、グルコヘプトン酸ナトリウ
ム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、クエン酸ナト
リウム、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸ナトリウム
である。キレート剤は、充分な洗浄力を与える観点から
組成物中に0.01重量%以上含有され、また防錆効果
が損なわれないという観点から組成物中に0.5重量%
以下含有される。キレート剤の比率は、好ましくは組成
物中に0.01〜0.3重量%、より好ましくは0.0
5〜0.3重量%である。
することができる。界面活性剤としては、非イオン界面
活性剤が好ましく、HLB(デイビス法による)が4〜
8、更に5〜8の範囲にあるものがより好ましい。具体
的には、POEアルキルエーテル、POE・POPアル
キルエーテル、POE・POP・POEアルキルエーテ
ル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル、POE
アルキルフェニルエーテル、POE・POPアルキルフ
ェニルエーテル、POE・POP・POEアルキルフェ
ニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルフェニ
ルエーテルが挙げられる。ここで、POEはポリオキシ
エチレン、POPはポリオキシプロピレンの略である。
ーテル又はPOE・POPアルキルフェニルエーテルの
エチレンオキサイド平均付加モル数は0〜8、更に3〜
8が好ましく、プロピレンオキサイドの平均付加モル数
は0〜5が好ましい(ただし、両者が共に0であること
はない)。また、POE・POP・POEアルキルエー
テル又はPOE・POP・POEアルキルフェニルエー
テルのエチレンオキサイド平均付加モル数は合計で4〜
20、更に6〜15が好ましく、プロピレンオキサイド
の平均付加モル数は0.5〜6、更に1〜5が好まし
い。
において効果的なものは、下記一般式(I)〜(III)
で表されるものである。 R-O-(EO)x1-(PO)y1-(EO)x2-H (I) R-O-[(EO)x3/(PO)y2]-(EO)x4-H (II) R-O-(EO)x5-[(EO)x6/(PO)y3]-(PO)y4-[(EO)x7/(P
O)y5]-(EO)x8-H (III)〔式中、Rは炭素数6〜24の
直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基もしくはアルケニル基
又は
数1〜22の直鎖のアルキル基を示し、その炭素数の和
は5〜23である。また、EOはオキシエチレン基、POは
オキシプロピレン基を示す。x1、x2、x3、x4、x5、x6、
x7及びx8はエチレンオキサイドの平均付加モル数を示す
数で、x1、x2、x3、x4、x5及びx8はそれぞれ1以上の
数、x1+x2≧4、x3+x4≧4、x5+x6+x7+x8≧4、x6
+x7≧1である。y1、y2、y3、y4及びy5はプロピレンオ
キサイドの平均付加モル数を示す数で、0<y1<x1+x
2、0<y2<x3+x4、y3+y5≧0.1、y3≧0、y4≧
0、y5≧0、y3+y4+y5<x5+x6+x7+x8である。ま
た、[ ]で囲まれた部分はランダム付加、( )で囲まれ
た部分はブロック付加であることを示す。〕
数6〜24の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニ
ル基としては、好ましくは炭素数8〜20の直鎖又は分
岐鎖のアルキル基又はアルケニル基であり、更に好まし
くは炭素数10〜18の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又
はアルケニル基であり、特に好ましくは炭素数10〜1
6の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルケニル基であ
る。Rがこの範囲の炭素数であるものは洗浄性能に優
れ、好ましい。
22の直鎖のアルキル基であり、R1とR2の炭素数の和
は、洗浄性を向上させるために、5〜23であり、好ま
しくは7〜19、特に好ましくは9〜15である。
剤において、エチレンオキサイドの平均付加モル数を示
すx1及びx2はそれぞれ1以上の数であり、x1とx2の和は
4以上である。x1とx2の和が4以上であると、一般式
(I)で表される非イオン界面活性剤と水との相溶性が
良くなる。またx1とx2の和が20を越えても洗浄性能は
変わらないが、排水処理や発泡等の問題が生じる可能性
があるために、x1とx2の和は、好ましくは20以下、さ
らに好ましくは6〜15である。
面活性剤のプロピレンオキサイドの平均付加モル数y1は
0より大きく、エチレンオキサイドの平均付加モル数で
あるx1とx2の和より小さい数であり、好ましくは0.5〜
6、さらに好ましくは1〜5である。y1がx1とx2の和よ
り小さい数であると洗浄性、生分解性等が良くなるため
好ましい。
において、エチレンオキサイドの平均付加モル数を示す
x3及びx4はそれぞれ1以上の数であり、x3とx4の和は4
以上である。x3とx4の和が4以上であると、一般式(II)
で表される非イオン界面活性剤と水との相溶性が良くな
る。またx3とx4の和が20を越えても洗浄性能は変わら
ないが、排水処理や発泡等の問題が生じる可能性がある
ために、x3とx4の和は、好ましくは20以下、さらに好
ましくは6〜15である。
活性剤のプロピレンオキサイドの平均付加モル数y2は0
より大きく、エチレンオキサイドの平均付加モル数であ
るx3とx4の和より小さい数であり、好ましくは0.5〜
6、さらに好ましくは1〜5である。y2がx3とx4の和よ
り小さい数であると洗浄性、生分解性等が良くなるため
好ましい。
剤において、エチレンオキサイドの平均付加モル数を示
すx5及びx8はそれぞれ1以上の数であり、x6とx7の和は
1以上、x5とx6とx7とx8の和は4以上である。x5とx6と
x7とx8の和が4以上であると、一般式(III)で表される
非イオン界面活性剤と水との相溶性が良くなる。またx5
とx6とx7とx8の和が20を越えても洗浄性能は変わらな
いが、排水処理や発泡等の問題が生じる可能性があるた
めに、x5とx6とx7とx8の和は、好ましくは20以下、さ
らに好ましくは6〜15である。
面活性剤のプロピレンオキサイドの平均付加モル数y3,
y4, y5はそれぞれ0以上であり、y3+y5≧0.1である。y
3とy4とy5の和はエチレンオキサイドの平均付加モル数
であるx5とx6とx7とx8の和より小さい数であり、好まし
くは0.5〜6、さらに好ましくは1〜5である。y3とy4
とy5の和がx5とx6とx7とx8の和より小さい数であると洗
浄性、生分解性等が良くなるため好ましい。
(I)〜(III)から選ばれる2種以上のものを組み合
わせてもよい。
ては、特開2000−104099号、特開平10−2
1656号、特開2000−169894号、特開平1
1−222687号に記載されたものを用いることがで
きる。界面活性剤は組成物中に0.01〜5重量%、更
に0.03〜3重量%、特に0.03〜1重量%含有さ
れるのが好ましい。
含有することができる。スラリー化剤としては、水溶性
高分子カルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレ
ンジスルホン酸もしくはフタル酸及びこれらの塩、例え
ばアルカリ金属塩もしくはアミン塩が挙げられる。水溶
性高分子カルボン酸としては、アクリル酸ホモポリマ
ー、アクリル酸−マレイン酸共重合体、α−ヒドロキシ
アクリル酸ホモポリマー、C5オレフィン−マレイン酸
共重合体、イソブチレン−マレイン酸共重合体等、及び
これらのアルカリ金属塩もしくはアミン塩等が挙げられ
る。好ましくはアクリル酸ホモポリマー、アクリル酸−
マレイン酸共重合体である。具体的な製品名として花王
(株)製ポイズ530、ポイズ521、ポイズ520、
(株)日本触媒製アクアリックDL100、BASF社
製ソカランCP5、ソカランCP7、ソカランCP4
5、日本パーオキサイド(株)製ペールプラック25
0、ぺールプラック1200、ペールプラック500
0、日本ゼオン(株)製クインフロー540、クインフ
ロー542、クインフロー543、クインフロー56
0、クインフロー640、クインフロー750、(株)
クラレ製イソバン06、イソバン04、イソバン60
0、東亞合成(株)製アロンT−40(M)等が挙げら
れ、2種以上の水溶性高分子カルボン酸類を組み合わせ
ても良い。スラリー化剤は組成物中に0.05〜10重
量%、更に0.05〜5重量%、特に0.05〜0.5
重量%含有されることが好ましい。
ことができる。消泡剤としては、シリコーン、高級アル
コール、高級脂肪酸及びその塩、プルロニック型コポリ
マー、テトラニック型コポリマー、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。消泡
剤は組成物中に0.005〜0.5重量%、更に0.0
5〜0.1重量%含有されることが好ましい。
錆剤、任意のその他成分と残部の水を含有する。
に優れた金属用アルカリ洗浄剤組成物が得られる。
カリ洗浄剤組成物を調製し、以下の方法で防錆性と洗浄
性を評価した。なお、何れの組成物も、キレート剤のグ
ルコン酸ナトリウム0.08重量%及びエチレンジアミ
ン四酢酸四ナトリウム0.04重量%、非イオン界面活
性剤であるPOE(5)・POP(1.5)・POE
(5)アルキル(C12/C14=7/3重量比)エーテル
〔( )内の数は平均付加モル数を示す。HLB5.9
9(デイビス法)〕0.09重量%、並びに下記式
(A)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量
5000の水溶性高分子カルボン酸0.1重量%を含有
する。結果を表1、2に示す。
形状が長さ100mm×幅70mm×厚さ0.5mmの
銅板又は鉄板を用い、60℃の洗浄剤組成物中に試験金
属板の一部(全長の1/5〜2/3程度)を5秒間浸漬
する。なお、試験金属板に付着している油分は鉱物油で
ある。その後試験金属板を取り出し、30秒間空気中に
放置し、水をスプレーしてリンスする。乾燥後、試験金
属板表面を溶剤(n−ヘキサン)で軽く拭き取り、表面
(特に組成物と接触していた部分とそうでない部分の境
界)を目視観察し、以下の基準で防錆性を評価した。 ○:腐食痕跡なし △:若干の腐食痕跡あり ×:腐食痕跡あり。
銅板又は鉄板を25mm×50mmの大きさに切断して
試験金属板とした。なお、試験金属板に付着している油
分は鉱物油である。この試験金属板全体を60℃の洗浄
剤組成物中に30秒間浸漬した後、試験金属板を取り出
し、直ちに水をスプレーしてリンスする。その後、試験
金属板に残存した油分量を、鋼板付着油分量測定装置E
MIA−111((株)堀場製作所製)を用いて測定し
た。1つの組成物につき5回測定し、その平均値により
以下の基準で洗浄性(脱脂性)を評価した。 ◎:残存油分量が10mg/m2以下である ○:残存油分量が10mg/m2超20mg/m2以下で
ある ×:残存油分量が20mg/m2超である。
ナトリウム濃度(重量%)、b:防錆剤濃度(重量
%)〕(以下同様) 2)総合評価は、防錆性と洗浄性により、以下の表3の
基準で評価したものである。この総合評価では、◎が最
良で、以下○、△、×の順に評価が下がることを意味す
る。総合評価の△、×は実用上、問題のあるレベルであ
る。(以下同様)
い。 4)比較例7は、キレート剤の量をグルコン酸ナトリウ
ム0.4重量%及びエチレンジアミン四酢酸四ナトリウ
ム0.2重量%とした。
ウム)と防錆剤と非イオン界面活性剤とを用いて金属用
アルカリ洗浄剤組成物を調製し、実施例1等と同様の方
法で防錆性と洗浄性を評価した。なお、何れの組成物
も、キレート剤のグルコン酸ナトリウム0.08重量%
及びエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム0.04重量
%、並びに前記式(A)で表される繰り返し単位を有す
る重量平均分子量5000の水溶性高分子カルボン酸
0.1重量%を含有する。結果を表4に示す。
シプロピレンの略であり、( )内の数字は平均付加モ
ル数である。また、非イオン界面活性剤のHLBはデイ
ビス法によるものである。
Claims (7)
- 【請求項1】 アルカリ剤と防錆剤とキレート剤とを含
有し、アルカリ剤の濃度a(重量%)と防錆剤の濃度b
(重量%)とが下記式(1)を満足し、且つキレート剤
の含有量が0.01〜0.5重量%である金属用アルカ
リ洗浄剤組成物。 −0.95≦0.333a−25b−0.2≦0.09 式(1) - 【請求項2】 アルカリ剤の濃度aが0.8〜2.4重
量%の範囲にある請求項1記載の金属用アルカリ洗浄剤
組成物。 - 【請求項3】 防錆剤の濃度bが0.005〜0.05
重量%の範囲にある請求項1又は2記載の金属用アルカ
リ洗浄剤組成物。 - 【請求項4】 更にHLB(デイビス法)が4〜8の非イ
オン界面活性剤を1種以上含有する請求項1〜3の何れ
か1項記載の金属用アルカリ洗浄剤組成物。 - 【請求項5】 組成物中の非イオン界面活性剤の含有量
が0.01〜5重量%の範囲内にある請求項4記載の金
属用アルカリ洗浄剤組成物。 - 【請求項6】 非イオン界面活性剤が、下記一般式
(I)〜(III)で表される請求項4又は5記載の金属
用アルカリ洗浄剤組成物。 R-O-(EO)x1-(PO)y1-(EO)x2-H (I) R-O-[(EO)x3/(PO)y2]-(EO)x4-H (II) R-O-(EO)x5-[(EO)x6/(PO)y3]-(PO)y4-[(EO)x7/(PO)y5]-(EO)x8-H (III) 〔式中、Rは炭素数6〜24の直鎖もしくは分岐鎖のア
ルキル基もしくはアルケニル基又は 【化1】 を示す。ただし、R1、R2は、それぞれ炭素数1〜22の
直鎖のアルキル基を示し、その炭素数の和は5〜23で
ある。また、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピ
レン基を示す。x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7及びx8はエ
チレンオキサイドの平均付加モル数を示す数で、x1、x
2、x3、x4、x5及びx8はそれぞれ1以上の数、x1+x2≧
4、x3+x4≧4、x5+x6+x7+x8≧4、x6+x7≧1であ
る。y1、y2、y3、y4及びy5はプロピレンオキサイドの平
均付加モル数を示す数で、0<y1<x1+x2、0<y2<x3
+x4、y3+y5≧0.1、y3≧0、y4≧0、y5≧0、y3+
y4+y5<x5+x6+x7+x8である。また、[ ]で囲まれた
部分はランダム付加、( )で囲まれた部分はブロック付
加であることを示す。〕 - 【請求項7】 請求項1〜6の何れか1項記載のアルカ
リ洗浄剤組成物を用いて金属表面を洗浄する方法。
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Cited By (8)
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