JP2004143530A

JP2004143530A - 金属表面洗浄剤

Info

Publication number: JP2004143530A
Application number: JP2002309658A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakajima; 中島　紀夫; Shigesada Uenoyama; 上野山　重禎
Original assignee: EKUSEBUN KK
Current assignee: EKUSEBUN KK
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】洗浄後の中和処理が不要であり、人体に安全で、取り扱い性に優れると共に、環境に対する負荷が小さく、金属の表面に発生した錆（自然錆）、溶接錆等を容易に除去することができる金属表面洗浄剤を提供する。
【解決手段】中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを含有してなる中性の金属表面洗浄剤。さらに、キレート剤を含有することが好ましい。中性フッ化水素アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを１〜１０質量％、キレート剤を０．０１〜５質量％含有してなることが好ましい。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼等金属の表面に発生した錆、溶接錆等を洗浄するのに好適な金属表面洗浄剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼を熱間で加工したり、熱処理や、溶接等を行った場合、表面に酸化スケールが生じる。また、自然錆等の汚れはステンレス鋼の美しさを損うと共に、耐食性悪化の原因となる。そこで、ステンレス鋼の表面を化学的に均一に仕上げるため、従来より、王水等の強力な酸洗浄剤を用いて表面を化学的に洗浄することが行われている。
【０００３】
近年は、液状の酸洗浄剤による酸洗斑を防止するため、無機粉体を混合してペースト状にした酸洗浄剤が用いられてきたが、無機粉体によるダマが出来易く、その結果洗浄班が生じ易いという問題があった。
【０００４】
そのため、例えば、ステンレス鋼を、硝酸と、水溶性のフッ素化合物と、アルカリ土類金属化合物と、界面活性剤と、腐食抑制剤と、を含有するゾル乃至ゲル状の酸洗浄剤が提案され、錆の除去性に優れると共に、粒界腐食のない洗浄剤が得られることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、酸化皮膜を有するアルミニウム系金属における当該酸化皮膜の表面部に耐色性、耐候性に優れた不透明な白色乃至灰白色の物質を生成させる表面処理剤として、不溶性ないし難溶性のアルカリ土類金属とキレート化合物、及び可溶性ないし難溶性のフッ素化合物を含む酸性水溶液が提案され、アルミニウム系金属の表面に、均一かつ緻密で耐候性、耐久性に優れた皮膜が得られることが開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、酸性フッ化アンモン（ＮＨ_４Ｆ・ＨＦ）や酸性フッ化水素アンモニウム、あるいはフッ化水素酸（ＨＦ）を含む洗浄剤は、洗浄除去には効果的であるが、劇物であるため人体に危険性を伴うという問題がある。そこで、中性フッ化アンモニウムや中性フッ化水素アンモニウムを用いた洗浄剤が提案されている。
【０００７】
例えば、外装材の表面に付着した汚れを溶解除去するため、中性フッ化水素アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）含有水溶液、またはこれと界面活性剤との混合水溶液からなる洗浄剤を、外装材の表面に塗布することが提案され、表面に釉薬が施された外装材壁面の洗浄において、外装材の素地、表層を傷めずに洗浄効果が高まることが開示されている（特許文献３参照）。
【０００８】
また、陶・磁器タイル、ホーロー、御影石等の天然石で形成した床等の中性防滑洗浄剤として、界面活性剤と、安定化剤と、中性フッ化アンモニウムと、無機酸との混合水溶液が提案されている（特許文献４参照）。
【０００９】
さらに、タイル床の防滑洗浄剤として、有機酸と、中性フッ化アンモニウムと、界面活性剤と、クエン酸とを含有する混合水溶液が提案され、タイル表面に粗面を形成して滑り難くすると共に、汚れ成分を洗浄することができ、安全性で、更に防滑処理後の中和処理も必要としない点で優れていることが開示されている（特許文献５参照）。また、タイルの洗浄剤として、中性フッ化アンモニウムと、グリコール酸やグルコン酸等のヒドロキシル化有機酸との混合水溶液が提案されている（特許文献６参照）。しかし、いずれの特許文献においても、当該洗浄剤が金属表面の洗浄、特に錆の洗浄に適用できるとの記載はない。
【００１０】
よって、中性で、劇物扱いではなく、人体に安全であると共に、洗浄後の中和処理が不要で環境に対する負荷が小さく、金属表面の錆を簡単に除去することができる金属表面洗浄剤の開発が望まれている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−２９７３９１号公報（段落番号００１０、００４２、００４４）
【特許文献２】
特開平１−１３９７９８号公報（第３頁左下欄第１行〜第１５行、第７頁第１表）
【特許文献３】
特開平８−２４５９８６号公報（段落番号０００４、００１６）
【特許文献４】
特開２０００−２３０１９６号公報（段落番号０００１、０００７）
【特許文献５】
特開平９−５９６７８号公報（段落番号０００６〜０００７、００１６）
【特許文献６】
特開２０００−１６９７号公報（段落番号００１３、第４頁表１、段落番号００２６〜００２７）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は前記従来の課題を解決するため、洗浄後の中和処理が不要であり、人体に安全で、取り扱い性に優れると共に、環境に対する負荷が小さく、金属の表面に発生した錆（自然錆）、溶接錆等を容易に除去することができる金属表面洗浄剤を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを用いることにより、前記課題を効果的に解決しうることを見出し本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを含有してなることを特徴とする金属表面洗浄剤を提供するものである。中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを、通常水溶液として用いることにより、金属の表面に発生した錆（自然錆）や溶接錆等を容易に除去することができると共に、中性であるため、洗浄時の取り扱い性に優れ、洗浄後の中和処理が不要で水洗浄ないし拭き取りにより錆を簡単に除去することができ、従来の錆取り洗浄剤と比較して洗浄力、取扱性に優れている。特に、錆（自然錆）除去に効果がある。また、本発明の金属表面洗浄剤は、劇物扱いとならないため安全性に優れている。
【００１５】
前記の金属表面洗浄剤においては、さらに、キレート剤を含有することが好ましい。キレート剤を含有させることにより、鉄等金属とのキレート効果により錆の洗浄効果が一層向上する。
【００１６】
また前記の金属表面洗浄剤においては、前記中性フッ化水素アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを１〜１０質量％、前記キレート剤を０．０１〜５質量％含有してなることが好ましい。
【００１７】
また前記の金属表面洗浄剤は、ｐＨ６〜８の水溶液からなるものが好ましく、ステンレス鋼洗浄に用いることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る金属表面洗浄剤は、中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウム、あるいはさらにキレート剤を含有してなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明で用いる中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムは、例えば、所定量を水等の溶媒に溶解させて用いることができ、ｐＨが６〜８の水溶液として構成される。金属表面の洗浄、特にステンレス鋼の表面に発生する錆の洗浄に対し優れた洗浄効果を持ち、酸性フッ化アンモン（ＮＨ_４Ｆ・ＨＦ）よりも取り扱いが安全である。中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムは、それぞれ単独で使用しても良いし、組み合わせて用いても良い。
【００２０】
本発明では、中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムの水溶液に、キレート剤を併用することが好ましく、両者を併用することにより金属表面に発生した錆を簡単に除去することができる。
【００２１】
本発明で用いるキレート剤は、特に制限されるものではなく、例えば、ポリマー系、有機系、無機系の一般的なキレート剤を用いることができる。ポリマー系キレート剤としては、例えば、ポリアクリル酸（塩）、ポリスチレンスルホン酸（塩）、スチレン／無水マレイン酸共重合体、アクリル酸／無水マレイン酸共重合体、リグニンスルホン酸（塩）等が挙げられる。有機系キレート剤としては、例えば、アミノトリメチレンホスホン酸（塩）、ホスホノブタントリカルボン酸（塩）、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトリロトリメチレンホスホン酸等のホスホン酸（塩）、ポリアミノカルボン酸（塩）、オキシカルボン酸（塩）、ポリカルボン酸（塩）等が挙げられる。無機系キレート剤としては、縮合リン酸（塩）等が挙げられる。中でも、ホスホン酸（塩）、オキシカルボン酸（塩）、ポリカルボン酸（塩）、縮合リン酸（塩）が好ましく、特にオキシカルボン酸（塩）が好ましい。これらのキレート剤は単独で使用しても良いし、２種類以上を適宜組み合わせて使用しても良い。
【００２２】
前記のポリアミノカルボン酸としては、ニトリロ３酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸等が好ましい。オキシカルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、乳酸、酒石酸等が好ましい。ポリカルボン酸としては、アジピン酸等が好ましい。これらの塩の形態としてはナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩等が挙げられる。
【００２３】
また、前記の縮合リン酸としては、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸、トリメタリン酸等が好ましく、塩としてはナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
【００２４】
本発明の洗浄剤において、中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムの割合は、洗浄剤全体の１〜１０質量％の範囲であり、好ましくは１〜８質量％の範囲であり、特に好ましくは２〜６質量％の範囲である。洗浄剤全体に占める中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムの割合が少なすぎると、洗浄効果が不十分となり、多すぎると更なる洗浄効果の向上が期待できないばかりか、コスト高となる。また、キレート剤の割合は、洗浄剤全体の０．０１〜５質量％の範囲であり、好ましくは０．０５〜３質量％の範囲であり、特に好ましくは０．１〜２質量％の範囲である。洗浄剤全体に占めるキレート剤の割合が少なすぎると、洗浄効果が不十分となり、多すぎると洗浄斑が発生し易くなり金属表面の外観を損ねる。
【００２５】
本発明では、金属表面洗浄剤にさらに種々の成分を含有させることができる。例えば、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等の界面活性剤が挙げられる。中でも、ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤が好ましく、特にノニオン性界面活性剤が好ましい。これら界面活性剤は単独で使用しても良いし、２種類以上を適宜組み合わせて使用しても良い。前記ノニオン性界面活性剤として好ましい具体例を挙げると、ポリオキシエチレン（平均エチレンオキサイド付加モル数＝１〜５０）アルキルまたはアルケニル（Ｃ_１０〜Ｃ_２２）エーテル、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイドブロック付加物（プルロニック型界面活性剤）等である。界面活性剤は洗浄剤全体の０．０１〜１０質量％の範囲であるのが好ましく、より好ましくは０．１〜５質量％の範囲である。
【００２６】
この他に、本発明の金属表面洗浄剤は、分散剤、粘度調整剤、腐食防止剤、防腐剤、香料、着色剤、消泡剤、酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。分散剤としては、ポリアクリル酸等が挙げられる。粘度調整剤としては、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリアクリル酸又はそのアルカリ塩、キサンタンガム等が挙げられる。粘度調整剤を用いて洗浄液の粘度を高め、金属表面への滞留時間を長くすることにより、拭き取るだけで多量に発生した錆も効果的に除去することができる。
【００２７】
本発明の金属表面洗浄剤は、液状、ペースト状など、任意の形態とすることができるが、上記成分の残部として水または水性溶媒を加えて液状にしたものが好ましい。この場合、水の量が洗浄剤中に８０％以上とするのが好ましく、特に取り扱い性の観点より水溶液とするのが好ましい。また洗浄剤（原液）のｐＨは、６〜８の範囲に調整されていることが好ましい。
【００２８】
前記の水性溶媒は、特に限定されるものではなく、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピ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、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等が挙げられる。
【００２９】
本発明の洗浄剤は、特に加熱や高圧水洗浄等の特別な段取りを必要とせず、その使用方法は特に限定されない。例えば、スポンジや雑巾や刷毛に含ませて金属表面に塗布あるいはスプレー等で噴霧した後、水洗または拭き取るのみで作業が完了する。よって、従来の酸洗浄剤を用いた場合に行っていた洗浄後の中和が不要であり、作業効率が飛躍的に向上し、洗浄に要する処理時間を大幅に短縮することができる。前記金属表面洗浄剤の濃度は通常原液で使用するが、汚れや錆の発生度合いによって適宜濃度を調整することができる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１〜６）
表１に示す処方に従って、金属表面洗浄剤組成物を調製した。表１中の各成分の量を示す数字の単位は重量％であり、界面活性剤成分として以下の化合物を用いた。
【００３２】
界面活性剤ａ：ポリオキシエチレンラウリルエーテル（平均エチレンオキサイド付加モル数：９）
界面活性剤ｂ：ポリオキシエチレンＣ_１２〜Ｃ_１４（２級）エーテル（平均エチレンオキサイド付加モル数：１２）
【００３３】
金属表面洗浄剤の性能を下記の方法で評価した。評価結果を組成とともに表１に示す。
【００３４】
（錆除去性）
１年間屋外暴露して錆させたＳＵＳ３０４ステンレス鋼（Ｃｒ−Ｎｉ系のオーステナイト系ステンレス鋼）、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼（Ｃｒ系のフェライト系ステンレス鋼）を、各配合例の金属表面洗浄剤中（２０℃）に、各々３０分間浸漬した。その後、洗浄した材料を水洗し、錆の除去具合を目視にて観察した。
【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】
【表１】

【００３９】
（比較例１〜２）
表２に示す成分を用いた以外は、実施例１と同様にして金属表面洗浄剤組成物を調製して、その性能を評価した。評価結果を組成とともに表２に示す。
【００４０】
【表２】

【００４１】
上記の結果から、中性フッ化水素アンモニウムまたは中性フッ化アンモニウムを含む金属表面洗浄剤を用いて洗浄したステンレ鋼は、優れた錆除去性を有することが分かる。これに対し、比較例の結果から、酸性洗浄剤を用いて洗浄したステンレス鋼は、洗浄性は優れているが取扱い性に劣ることが分かる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、中性洗浄剤であるため洗浄時の取り扱い性に優れ、金属の表面に発生した錆（自然錆）や溶接錆等を洗浄ないし拭き取りにより容易に除去することができると共に、洗浄後の中和処理が不要である。
【００４３】
特に環境や人体に対する安全性が高く、酸洗浄剤を用いる従来のものに比して劇物扱いとならないため取扱性に優れている。

Claims

中性フッ化アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを含有してなることを特徴とする金属表面洗浄剤。
さらに、キレート剤を含有する請求項１に記載の金属表面洗浄剤。
前記中性フッ化水素アンモニウムまたは中性フッ化水素アンモニウムを１〜１０質量％、前記キレート剤を０．０１〜５質量％含有してなる請求項１または２に記載の金属表面洗浄剤。
ｐＨ６〜８の水溶液からなる請求項１〜３のいずれかに記載の金属表面洗浄剤。
ステンレス鋼洗浄に用いる請求項１〜４のいずれかに記載の金属表面洗浄剤。