JP2004161911A

JP2004161911A - 非鉄金属鋼帯用洗浄剤組成物

Info

Publication number: JP2004161911A
Application number: JP2002330266A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ito; 整伊藤; Takuya Otsuki; 拓哉大槻; Katsumi Yokoo; 克己横尾; Mikio Kinoshita; 三喜男木下; Takashi Adachi; 尚足立
Original assignee: Daido Chemical Industry Co Ltd; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Daido Chemical Industry Co Ltd; Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】環境上問題となる溶剤などを使用せず、洗浄後のリンスが簡易に済み、且つ優れた洗浄力及び液の安定性を具備する洗浄剤を提供する事
【解決手段】（ａ）無機塩、（ｂ）キレート剤、（ｃ）特定の界面活性剤（ｄ）カップリング剤及び（ｅ）水とからなる組成物を非鉄金属鋼帯用洗浄剤として使用すること
【選択図】なし

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウム、銅、ニッケル、あるいはそれらの合金、異種の金属板を重ね合わせたクラッド鋼板等の非鉄金属圧延鋼帯用洗浄剤組成物に関し、詳しくは、被洗浄金属材料のアルミニウム、銅、ニッケル等の非鉄金属に対し、腐食、変色などが生ぜず、かつ洗浄力及び液の安定性に優れる非鉄金属鋼帯用洗浄剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミニウムなどの非鉄金属圧延鋼帯の圧延に使用される圧延油を洗浄除去するには、トリクレン、メチレンクロライドなどの溶剤、あるいは無機珪酸系アルカリ洗浄剤が使用されていた。
【０００３】
しかしながら、環境問題から溶剤での洗浄は好ましくない。また、アルミニウムなどの非鉄金属は、両性金属であるために、強アルカリまたは酸に腐食するので、使用できる化学物質は制限されており、通常無機珪酸系アルカリ洗浄剤が使用されていたが、これらは洗浄後、金属表面に珪酸の残渣が残留し、特に電子部品用素材には大きな問題となっており、洗浄後繰り返し水でリンス洗浄を行って除去する必要があった。
【０００４】
これに対し、従来例えば特開平８−１７０１８６には、難水性グリコールエーテル類、アルキルフェニルエーテルを含有する非鉄金属部品洗浄用組成物が提案されているが、加工によって発生する金属粉の除去が不十分で、洗浄性が満足できないのが現状である。
【０００５】
また無機塩やキレート剤の使用例もあるが、これ等を水溶液として使用すると、そのままでは塩折により界面活性剤を分離させる大きな難点があり、従来無機塩やキレート剤と界面活性剤とは夫々予め水溶液となし、この形で供給されていた。しかし、両成分の濃度管理が極めて煩雑で、また両液混合のための操作も極めて煩雑であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記実情に鑑み、環境上問題となる溶剤などを使用せず、洗浄後のリンスが簡易に済み、且つ優れた洗浄力及び液の安定性を具備する洗浄剤を提供する事を目的として鋭意検討した。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明者らは、非鉄金属材料に対し強アルカリによる腐食がなく、洗浄後のリンスが容易な無機塩を、実験により選択し、これに圧延油や加工より生じる金属粉の再付着防止作用や金属イオンを封鎖するキレート剤、特定の界面活性剤及び該活性剤を可溶化させるためのカップリング剤を添加して、実際に圧延加工した非鉄金属板を洗浄した結果、板表面の残渣及び腐食が無く洗浄出来る事を見出し、また原液の安定性のあることも併せ見出して、本発明を完成するに至った。またこの際ブラシ洗浄及び電解ブラシ洗浄を併用しても、この洗浄組成物は好適に使用でき、洗浄時間を短縮できる事も判明した。
【０００８】
【発明の構成】
本発明に使用する無機塩は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、及びリン酸カリウムの少なくとも１種であって、その添加量は洗浄剤組成物全体を１００重量部とした場合に１０〜５０重量部（以下重量％と言う）好ましくは２０〜４０重量％である。１０重量％未満では、洗浄性が不足し、５０重量％をこえると洗浄後のリンスで容易に落ちずに残渣が残り、好ましくない。
【０００９】
金属粉、イオンを封鎖するキレート剤はポリ−α−ヒドロキシアクリル酸ナトリウム塩（分子量２０００〜５００００）、エチレンジアミン４酢酸４ナトリウム、トリニトリロ３酢酸３ナトリウムが具体的に例示できるが、好ましくはポリ−α−ヒドロキシアクリル酸ナトリウム（分子量２０００〜５００００）である。尚上記は好ましいものとしてナトリウム塩を例示したが、他のアルカリ金属塩でも良い。
その添加量は、被洗浄材料に付着する汚れ度合いにもよるが、０．１〜５．０重量％、好ましくは０．５〜３．０重量％である。ここで、０．１重量％未満では洗浄性が充分でなく、また５．０重量％をより多く添加しても性能向上は期待できず、経済的ではない。
【００１０】
本発明で使用する界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキル（炭素数８〜１８）エーテルのリン酸エステルが好ましく、特にそのモノ及びジエステル混合物が好ましい。その理由は、洗浄剤が４０〜８０℃に加温して使用されると、通常のノニオン型界面活性剤では、固有の曇点を有するため、洗浄低下を招き使用できない。なおこの際の混合割合は通常８：２〜６：４（重量）である。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルは、洗浄剤組成物中に添加される無機塩と塩を形成し、それ自身アニオン性を具備し、物質自体の曇点を高める効果を有する。この際曇点だけを高めるためには、公知のアルキル硫酸塩タイプのアニオン界面活性剤を使用すれば良いが、これら硫酸塩型アニオン界面活性剤は、洗浄されるべき非鉄金属に変色などの悪影響をもたらし、好ましくない。
実際には、曇点を有する公知のノニオン型界面活性剤であるポリ（ｎ＝５〜１０）オキシエチレンアルキル（Ｃ＝１０〜１８）エーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンなどを併用しても良いが、その添加量はポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルの添加量の１／２以下が好ましい。
【００１１】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸エステル（界面活性剤）の添加量は、０．５〜１０．０重量％であって、好ましくは１．０〜８．０重量％である。ここで０．５重量％未満では洗浄性が不足し、また１０．０重量％を越えて添加しても洗浄性向上に寄与せず経済的ではない。
【００１２】
カップリング剤は、２エチルヘキシルモノリン酸エステル、アルキル（Ｃ＝８〜１０）モノリン酸エステルが具体的に例示でき、その添加量は、無機塩及び特定の界面活性剤の添加量にもよるが、通常０．５〜５．０重量％で、好ましくは１．０〜４．０重量％である。ここで、０．５重量％未満では界面活性剤を充分に可溶化させる事ができず、また５．０重量％以上より多くしても経済的ではない。
【００１３】
【本発明の実施態様】
本発明の洗浄剤組成物は実際に使用する際、水により２〜１００倍（重量）に希釈して使用するのが好ましい。またその洗浄方法は、浸漬洗浄、スプレー洗浄、ブラシ洗浄、電解洗浄の何れにも適用出来る。
【００１４】
【実施例】
次に本発明洗浄剤組成物を詳しく説明するため、実施例及び比較例を挙げて説明するが、これによって本発明が制限されるものではない。
【実施例１〜１０】
（１）洗浄剤組成物
本発明の実施例Ｎｏ．１〜１０に係る組成物を表１に示した。
【比較例１〜８】
比較例Ｎｏ．１〜８の組成を表２に示した。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
ここで、表１及び表２中の組成を示す数値は重量部を表す。各表中「ＨＳ−２０００」はポリαヒドロキシアクリル酸ナトリウム（分子量２０００）を、「ＨＳ−５００００」はポリ−α−ヒドロキシアクリル酸ナトリウム（分子量５００００）を、「ＥＤＴＡ−４Ｎａ」はエチレンジアミン４酢酸４ナトリウムを、「ＮＴＡ−３Ｎａ」はトリニトリロ３酢酸３ナトリウムを、「２ＥＨ−ＭＰ」は２エチルヘキシルモノリン酸エステルを、「Ｃ８，１０−ＭＰ」はアルキル（Ｃ＝８〜１０）モノリン酸エステルを示す。また、「活性剤Ａ」はポリ（ｎ＝１５）オキシエチレンヤシ油（Ｃ＝１２〜１５）エーテルのリン酸エステル（モノ及びジエステルの混合物）を、「活性剤Ｂ」はポリ（ｎ＝８）オキシエチレンステアリルエーテルのリン酸エステル（モノ及びジエステルの混合物）を、「活性剤Ｃ」はポリ（ｎ＝５）オキシエチレン２エチルヘキシルのリン酸エステル（モノ及びジエステルの混合物）を、「活性剤Ｄ」はオキソアルコール（Ｃ＝１０）のエチレンオキサイド５モル付加物を、「活性剤Ｅ」はポリ（ｎ＝１０）オキシエチレンオレイルエーテルを、「活性剤Ｆ」はオキソアルコール（Ｃ＝１０）のポリオキシエチレンポリオキシプロピレン付加物を、「活性剤Ｇ」はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロック重合物（分子量２５００，ＥＯ含有％＝２０）を示す。更に、各表中の組成物の状態に関する表示において、「均一」は活性剤が完全に可溶化している状態を、「分離」は活性剤が可溶化しきれずに分離している状態を示す。
【００１８】
（２）性能試験
本発明の洗浄剤組成物の性能を明らかにするため、表１及び表２に示す各組成物について、下記に示す性能試験を行った。まず性能試験に際しその洗浄方法について述べる。
【００１９】
＜洗浄方法＞
１．試験片の調製
実際に圧延加工したコイル（アルミニウム，銅，ニッケル）を１１５ｍｍ×４００ｍｍのサイズに切断した板を試験片とした。
２．洗浄工程
（イ）プレスプレー→（ロ）スプレー電解→（ハ）ブラシ洗浄→（ニ）ブラシリンス→（ホ）スプレーリンス
上記（イ）〜（ホ）の順序で、ラインスピード６０ｍ／ｍｉｎにて洗浄し、洗浄性、腐食、変色度、洗浄後残渣の性能確認をした。
【００２０】
３．各工程の条件
（イ）プレスプレー条件
洗浄液；洗浄剤組成物の１０倍水希釈液
液温；６０℃
スプレー水量；２０Ｌ／ｍｉｎ
【００２１】
（ロ）スプレー電解条件
洗浄液及び液温；（イ）と同条件
電解条件；２アンペア（Ａ）
スプレー水量；（イ）と同条件
【００２２】
（ハ）ブラシ洗浄条件
ブラシ形状；４２０ｍｍφ，ナイロン製
回転方向；搬送方向の逆方向
切込量；３．０ｍｍ圧下
【００２３】
洗浄液，液温及びスプレー水量は、（イ）と同条件
（ニ）ブラシリンス条件
リンス水；温水（６０℃）
他の条件は、（ハ）と同条件
【００２４】
（ホ）スプレーリンス条件
リンス水；温水（６０℃）
スプレー水量；２０Ｌ／ｍｉｎ
【００２５】
４．性能の確認方法
・洗浄性；水洗後、試験片を４５°に傾け、１分後の水ヌレ面積（％）を目視判定した。
・腐食，変色度；洗浄乾燥後の試片の腐食，変色の有無を確認した。
腐食，変色無し→○ 腐食，変色有り→×
・洗浄後残渣；洗浄乾燥後の試験片を８ｍｍ×８ｍｍに切断し、試験片の中央部３ｍｍφを蛍光エックス線にて表面の元素分析し、下記の計算で残渣量を算定した。
残渣量＝１００−母材の金属含有量（％）
残渣量が０．５％以下→○ 残渣量が０．５％以上→×
尚、洗浄後の水ヌレ面積（％）が０％の場合は、圧延油及び金属粉が残るため、分析しなかった。
【００２６】
（３）性能試験の結果と性能評価
性能試験の結果を表３及び表４に示す。
【００２７】
【表３】

【００２８】
【表４】

【００２９】
以上の結果によれば、実施例Ｎｏ．１〜１０の組成物はニッケル，銅，アルミニウムの被洗浄物において、洗浄性、腐食、変色度、洗浄後残渣、液の安定性のすべてに於いて、その試験結果に良好な結果が得られた。
また、比較例Ｎｏ．１とＮｏ．２の組成物は、液の安定性に、比較例Ｎｏ．３とＮｏ．７の組成物は洗浄後残渣に、比較例Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６の組成物は洗浄性に、比較例Ｎｏ．８の組成物は腐食，変色度にそれぞれ悪い結果を示した。

Claims

（ａ）無機塩、（ｂ）キレート剤、（ｃ）界面活性剤（ｄ）カップリング剤及び（ｅ）水とからなることを特徴とする非鉄金属鋼帯用洗浄剤組成物。
上記無機塩が、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム及びリン酸カリウムの少なくとも１種である請求項１に記載の洗浄剤組成物
上記界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテルのリン酸エステルである請求項１又は２に記載の洗浄剤組成物
上記の洗浄剤組成物全体を１００重量部とした場合に、（ａ）成分が１０〜５０重量部、（ｂ）成分が０．１〜５．０重量部、（ｃ）成分が０．５〜１０．０重量部、（ｄ）成分が０．５〜５．０重量部、（ｅ）成分が３０〜８０重量部である請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄剤組成物