JP2010269519A - ガラスモールド用洗浄剤組成物及びガラスモールドの洗浄方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガラスモールドに付着した除去の困難なプラスチック汚れを人の手を使わずに除去し、且つガラスモールドを腐食させない洗浄剤及びその洗浄方法を提供する。
【解決手段】メタ珪酸ソーダ、下記の一般式(1)で表されるリン酸エステル、及び水酸化アルカリ金属、アンモニア、アルキルアミン類、アルカノールアミン類及び水酸化テトラアルキルアンモニウムから選択される1つ以上のアルカリ剤を含有することを特徴とするガラスモールド用洗浄剤組成物。
【化1】
Figure 2010269519

(式中、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Xは水素原子又はR−O−(AO)−で表される基を表し、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、 Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、n及びmはそれぞれ0〜50の数を表す。)
【選択図】なし

Description

本発明は、ガラスモールド用の洗浄剤及びその洗浄方法に関し、特にガラスモールドに付着した硫黄原子を含有したプラスチック樹脂を好適に除去することのできるガラスモールド用の洗浄剤及びその洗浄方法に関する。
射出成形等のプラスチックの成形加工に使用されるガラスモールドは、成形原料である樹脂を加熱したときに発生する樹脂ヤニ、モールドデポジッド、成形時に使われる離型剤等がガラスモールド表面に付着する。その汚れが蓄積すると、成形品の仕上がり寸法、外観、離型性等に大きく影響する場合がある。このような汚れによる悪影響を防ぐため、射出成形等のプラスチック成形加工に用いるガラスモールドは定期的に洗浄して、これら蓄積した汚れを除去する必要がある。従来から行われているガラスモールドの洗浄方法としては、強アルカリ液を用いた洗浄や溶剤を用いた洗浄等の方法等(例えば、特許文献1〜3を参照)が知られている。
しかし、含硫黄系の樹脂のようにガラスに強固に付着する汚れは、いずれの洗浄剤でも最終的に人の手を使って洗浄しなければ完全に洗浄することはできず、洗浄機等の機械だけで汚れの付着したガラスモールドを完全に洗浄することはできなかった。また、強アルカリ性の洗浄剤では、ガラスが侵されてガラスモールドが腐食するという問題があった。
特開平11−090938号公報 特開2001−232647号公報 特開2005−035121号公報
従って、本発明が解決しようとする課題は、ガラスモールドに付着した除去の困難なプラスチック汚れを人の手を使わずに除去し、且つガラスモールドを腐食させない洗浄剤及びその洗浄方法を提供することにある。
そこで本発明者等鋭意検討し、ガラスモールドに付着した除去困難な樹脂でも除去できる洗浄剤組成物及びその洗浄方法を見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、メタ珪酸ソーダ、下記の一般式(1)で表されるリン酸エステル、及び水酸化アルカリ金属、アンモニア、アルキルアミン類、アルカノールアミン類及び水酸化テトラアルキルアンモニウムから選択される1つ以上のアルカリ剤を含有することを特徴とするガラスモールド用洗浄剤組成物である。
Figure 2010269519
(式中、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Xは水素原子又はR−O−(AO)−で表される基を表し、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、n及びmはそれぞれ0〜50の数を表す。)
本発明の効果は、ガラスモールドに付着した除去の困難なプラスチック汚れを人の手を使わずに除去し、且つガラスモールドを腐食させない洗浄剤及びその洗浄方法を提供したことにある。
本発明に使用できるメタ珪酸ソーダとしては、例えば、無水メタ珪酸ソーダや、メタ珪酸ソーダ5水和物、メタ珪酸ソーダ9水和物等のメタ珪酸ソーダの水和物が挙げられる。珪酸ソーダは、NaOとSiOとの配合比によって様々な種類が存在するが、オルソ珪酸ソーダ、珪酸ソーダ1号、珪酸ソーダ2号、珪酸ソーダ3号等の珪酸ソーダは、メタ珪酸ソーダほどの洗浄力はなく、本発明の洗浄剤には使用できない。また、メタ珪酸カリウムやメタ珪酸リチウム等の塩の異なるメタ珪酸塩も洗浄力に劣るために使用できない。
本発明に使用できるリン酸エステルは、下記の一般式(1)で表される。
Figure 2010269519
(式中、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Xは水素原子又はR−O−(AO)−で表される基を表し、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、n及びmはそれぞれ0〜50の数を表す。)
及びRは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、同一であっても異なってもよい。こうした炭化水素としては、例えば、ペンチル基、イソペンチル基、2級ペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、2級へキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、2級ヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2級オクチル基、ノニル基、イソノニル基、2級ノニル基、デシル基、イソデシル基、2級デシル基、ウンデシル基、イソウンデシル基、2級ウンデシル基、ドデシル基、イソドデシル基、2級ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、2級トリデシル基、テトラデシル基、イソテトラデシル基、2級テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、2級ヘキサデシル基、ステアリル基等のアルキル基;ペンテニル基、イソペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、オレイル基等のアルケニル基;フェニル基、トルイル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ベンジル基、フェネチル基、スチリル基、シンナミル基、ベンズヒドリル基、トリチル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基等のアリール基;シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、メチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、メチルシクロペンテニル基、メチルシクロヘキセニル基、メチルシクロヘプテニル基等のシクロアルキル基及びこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、水溶液にした場合の溶解性が良好なことから炭素数5〜12の炭化水素基が好ましく、炭素数5〜12のアルキル基がより好ましい。
及びAは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、同一であっても異なってもよい。こうしたアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、1−メチルエチレン基、2−メチルエチレン基、ブチレン基、イソブチレン基等が挙げられる。これらのアルキレン基の中でも、洗浄力が良好なことからエチレン基とプロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
n及びmは、−AO−又は−AO−で表される基の重合度であり0〜50の数を表し、同一であっても異なってもよい。これらの重合度はガラスへの攻撃性が少ないことから0〜20が好ましく、0〜10がより好ましい。−AO−及び−AO−で表される基は、重合度がn及びmの重合物であるが、A及びBはそれぞれ単一の基でも、複数の基の混合物でもよく、複数の基の混合物の場合は、ブロック共重合、ランダム共重合、ブロック・ランダム共重合のいずれでもよい。
Xは水素原子又はR−O−(AO)−で表される基を表す。Xが水素原子のときはリン酸モノエステルとなり、XがR−O−(AO)−で表される基のときはリン酸ジエステルとなる。リン酸エステルの製法は、公知の製法であればいずれの製法でもよく、例えば、R−O−(AO)−HやR−O−(AO)−Hで表されるアルコールと、五酸化二燐やリン酸とを反応させる方法が知られている。これらの方法で製造したリン酸エステルは、一般的にリン酸モノエステルとリン酸ジエステルの混合物になるが、こうした混合物を本発明のリン酸エステルとして使用してもよく、また精製により、リン酸モノエステル単独あるいはリン酸ジエステル単独として使用してもよい。
本発明のアルカリ剤は、水酸化アルカリ金属、アンモニア、アルキルアミン類、アルカノールアミン類及び水酸化テトラアルキルアンモニウムである。水酸化アルカリ金属としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。アルキルアミン類としては、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、ブチルジメチルアミン、ペンチルジメチルアミン、へキシルジメチルアミン、オクチルジメチルアミン、デシルジメチルアミン、ドデシルジメチルアミン、オクタデシルジメチルアミン、オレイルジメチルアミン等が挙げられる。アルカノールアミン類としては、例えば、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、プロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、プロピルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、ヘキシルジエタノールアミン、オクチルジエタノールアミン、デシルジエタノールアミン、ドデシルジエタノールアミン、オクタデシルジエタノールアミン、オレイルジエタノールアミン等が挙げられる。水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムが挙げられる。これらのアルカリ剤の中でも、洗浄性が良好で、ガラスへの腐食性が少ないことから水酸化テトラアルキルアンモニウムが好ましく、水酸化テトラメチルアンモニウムがより好ましい。水酸化アルカリ金属はガラスを腐食する場合があり、水酸化テトラメチルアンモニウム以外のアミンやアンモニアは洗浄性に劣る場合がある。
リン酸エステルとアルカリ剤は塩を形成してリン酸エステル塩となるが、リン酸エステル塩はアニオン界面活性剤となるので洗浄力を向上させる。またそれ以外の効果として、リン酸エステルはガラスの保護剤としても機能する。他のアニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤では、洗浄力は向上するものの、アルカリ剤の種類を選択してもガラスの腐食を防止することはできない。
上記のメタ珪酸ソーダ、リン酸エステル及びアルカリ剤は、任意の割合で配合すればよいが、メタ珪酸ソーダ1質量部に対して、リン酸エステルを5〜100質量部、アルカリ剤を1〜30質量部になるように配合するのが好ましく、メタ珪酸ソーダ1質量部に対して、リン酸エステルを5〜50質量部、アルカリ剤を1〜20質量部になるように配合するのがより好ましく、メタ珪酸ソーダ1質量部に対して、リン酸エステルを10〜40質量部、アルカリ剤を2〜10質量部になるように配合するのがより好ましい。
本発明のガラスモールド用洗浄剤組成物は、水溶液の状態で使用する。水溶液の濃度は特に規定されないが、好ましくはメタ珪酸ソーダが0.1〜5質量%、より好ましくは0.2〜3質量%、更に好ましくは0.3〜2質量%になるように配合すればよい。リン酸エステル及びアルカリ剤の配合量は、上記のメタ珪酸ソーダに対する好ましい配合量になるように配合することが好ましい。このようにして得られる水溶液の組成物のpHについては特に規定されないが、pHが11〜14になるように各種成分を配合することが好ましく、pHが12〜13がより好ましい。pHがあまりに低いと洗浄力が不足する場合があり、pHがあまりに高いとガラスに対する腐食性が大きくなる場合がある。
本発明のガラスモールド用洗浄剤組成物は、公知洗浄剤やその他の添加剤の添加を拒むものではなく、使用目的に応じて、界面活性剤、溶剤、消泡剤、香料、色素、防腐剤等を本発明の効果を損なわない範囲で添加してもよい。
界面活性剤としてはアニオン界面活性剤やノニオン界面活性剤が好ましく、例えば、高級脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、硫化オレフィン塩、高級アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、硫酸化脂肪酸塩、スルホン化脂肪酸塩、リン酸エステル塩、脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、グリセライド硫酸エステル塩、脂肪酸エステルのスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキシド付加物の硫酸エステル塩、スルホコハク酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンスルホコハク酸塩、N−アシル−N−メチルタウリンの塩、N−アシルグルタミン酸又はその塩、アシルオキシエタンスルホン酸塩、アルコキシエタンスルホン酸塩、N−アシル−β−アラニン又はその塩、N−アシル−N−カルボキシエチルタウリン又はその塩、N−アシル−N−カルボキシメチルグリシン又はその塩、アシル乳酸塩、N−アシルサルコシン塩、及びアルキル又はアルケニルアミノカルボキシメチル硫酸塩等のアニオン界面活性剤;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ケニルエーテル、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(エチレンオキシドとプロピレンオキシドはランダム、ブロック何れでもよい。)ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルケニルエーテル(エチレンオキシドとプロピレンオキシドはランダム、ブロック何れでもよい。)ポリエチレングリコールプロピレンオキシド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキシド付加物、グリセリン脂肪酸エステル又はそのエチレンオキシド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸モノエタノールアミド又はそのエチレンオキシド付加物、脂肪酸−N−メチルモノエタノールアミド又はそのエチレンオキシド付加物、脂肪酸ジエタノールアミド又はそのエチレンオイサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキル(ポリ)グリセリンエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸メチルエステルエトキシレート、N−長鎖アルキルジメチルアミンオキシド等のノニオン界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤の配合量は、本発明のガラスモールド用洗浄剤組成物全量に対して、0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜3質量%配合すればよい。
溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、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メチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、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エチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、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ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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メチルエーテル、トリ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、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピ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ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノメチルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノエチルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノプロピルエーテル、(モノ、ジ、トリ)エチレングリコール(モノ、ジ、トリ)プロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール系溶剤が挙げられる。これらの中でも、洗浄力が高いことからグリコール系溶剤が好ましい。これらの溶剤の配合量は、本発明のガラスモールド用洗浄剤組成物全量に対して、0.1〜5質量%、好ましくは0.3〜4質量%配合すればよい。
被洗浄体であるガラスモールドに使用されるガラスの種類は特に規定されない。また、汚れとしてガラスモールドに付着する樹脂も特に規定されず、いずれの樹脂も洗浄できるが、除去の困難な硫黄原子を含有する樹脂、例えば、含硫黄ウレタン樹脂、含硫黄エポキシ樹脂、ポリチオ(メタ)アクリレート樹脂、含硫黄ポリ(メタ)アクリレート樹脂、エピスルフィド樹脂等の洗浄に本発明の洗浄剤組成物は効果を発揮する。
本発明の洗浄方法は特に限定されず、ガラスモールドに対してブラシ等でブラッシングする方法や、各種自動清浄装置等を使用することができるが、超音波洗浄機を使用して洗浄することが好ましい。超音波洗浄で洗浄する方法としては、被洗浄体であるガラスモールドを、本発明の洗浄剤組成物の入った超音波洗浄機内に浸し、1〜120分程度洗浄すればよい。洗浄回数は1回でも2回以上でもよく、汚れの除去具合によって洗浄時間や洗浄回数を決めてやればよい。また洗浄後は、純水またはリンス剤等の入った水ですすぎを行い、その後温風乾燥等によって乾燥させればよい。
以下本発明を実施例により、具体的に説明する。尚、以下の実施例等において%は特に記載が無い限り質量基準である。
<洗浄性の評価>
直径90mmのプラスチックレンズ成型用のガラス製ガラスモールドを用意し、含硫黄エポキシ樹脂と含硫黄ウレタン樹脂の2種類の樹脂を1対1(質量比)で混合したものをガラスモールドに流し込み、ガラスモールド内で硬化させてプラスチックレンズ(成型品)を作成した。この時ガラス製のガラスモールドには、成型品の縁に沿って円周状に硬化樹脂による汚れと未反応硬化樹脂の汚れが付着する。この汚れたガラス製のガラスモールドを被洗浄物とした。
1リットルのガラスビーカーに、表1及び表2の配合表に従って作成した洗浄剤を調整し、50℃の水温にした後、上記の被洗浄物を液面下に浸漬して、超音波洗浄機によって180秒間の洗浄処理を行った。その後、被洗浄物をビーカーから取り出し、イオン交換水を用いて洗浄処理と同様の条件ですすぎを行い、イオン交換水から取り出した被洗浄物を乾燥して、円周状に付着した汚れの除去率を以下の式に基づいて算出し、これを洗浄性の評価結果とした。
汚れ除去率(%)=[(洗浄前の円周状汚れの全長)−(洗浄後の汚れの全長)]/(洗浄前の円周状汚れの全長)
<ガラスへの攻撃性の評価>
洗浄性の評価と同様の洗浄方法で、洗浄時間だけを1時間に延長して汚れの付着していないガラスモールドを洗浄し、ガラスへの攻撃性を以下の式に基づき算出した。
ガラスへの攻撃性(%)=[(洗浄前のガラスモールドの重量)−(洗浄後のガラスモールドの重量)/(洗浄前のガラスモールドの重量)
なお、ガラスへの攻撃性は、下記の基準で使用の可否が決定される。それぞれを○△×で表す。
ガラスへの攻撃性がほとんどない 0.001%未満 ○
ガラスへの攻撃性が少なく使用可能な範囲 0.001〜0.003% △
ガラスへの攻撃性があり使用不可 0.003%より大きい ×
<使用原料>
A−1:メタ珪酸ソーダ5水和物(純分60%)
A−2:オルソ珪酸ソーダ
A−3:珪酸ソーダ1号
A−4:コロイダルシリカ(平均粒径15nm、固形分30%の水溶液)
A−5:炭酸ソーダA−6:メタリン酸ソーダ(NaPO
B−1:水酸化テトラメチルアンモニウム
B−2:水酸化ナトリウム
B−3:2−エチルへキシルアミン
B−4:トリエタノールアミン
B−5:アンモニア
C−1:モノ(ポリオキシエチレン(5)オクチルエーテル)リン酸エステル
Figure 2010269519
C−2:ジ(ポリオキシエチレン(5)オクチルエーテル)リン酸エステル
Figure 2010269519
C−3:モノ(ポリオキシエチレン(8)テトラデシルエーテル)リン酸エステル
Figure 2010269519
C−4:モノ(ポリオキシエチレン(15)テトラデシルエーテル)リン酸エステル
Figure 2010269519
C−5:ポリオキシエチレン(10)ドデシルエーテル
Figure 2010269519
C−6:ポリオキシエチレン(3)ドデシルエーテル硫酸エステル
Figure 2010269519
C−7:ラウリン酸
1123COOH
C−8:ドデシルベンゼンスルホン酸
Figure 2010269519
D−1:エタノール
D−2:ジプロピレングリコールブチルエーテル
実施例および比較例の配合を表1及び2に示し、これらの洗浄性およびガラスへの攻撃性の評価を表3に示す。
Figure 2010269519
Figure 2010269519
Figure 2010269519

Claims (7)

  1. メタ珪酸ソーダ、下記の一般式(1)で表されるリン酸エステル、及び水酸化アルカリ金属、アンモニア、アルキルアミン類、アルカノールアミン類及び水酸化テトラアルキルアンモニウムから選択される1つ以上のアルカリ剤を含有することを特徴とするガラスモールド用洗浄剤組成物。
    Figure 2010269519
    (式中、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、Xは水素原子又はR−O−(AO)−で表される基を表し、Rは炭素数5〜18の炭化水素基を表し、 Aは炭素数2〜4のアルキレン基を表し、n及びmはそれぞれ0〜50の数を表す。)
  2. 及びAがエチレン基であることを特徴とする、請求項1に記載のガラスモールド用洗浄剤組成物。
  3. アルカリ剤が水酸化テトラメチルアンモニウムであることを特徴とする、請求項1又は2に記載のガラスモールド用洗浄剤組成物。
  4. メタ珪酸ソーダ1質量部に対して、リン酸エステルを5〜100質量部、アルカリ剤を1〜30質量部含有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラスモールド用洗浄剤組成物。
  5. メタ珪酸ソーダを0.1〜5質量%含有する水溶液であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに1項に記載のガラスモールド用洗浄剤組成物。
  6. 組成物のpHが11〜14であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラスモールド用洗浄剤組成物。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のガラスモールド用洗浄剤組成物を使用し、ガラスモールドに付着した汚れを超音波洗浄によって洗浄することを特徴とするガラスモールドの洗浄方法。
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