JP2013091752A - 洗浄剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】金属の洗浄において、低起泡性能、防錆機能を有する洗浄剤組成物を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）と下記一般式（２）で表される非イオン界面活性剤とを含有するものとする。

式（１）中、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、ｎは１〜３０の数であり、式（２）中、ＰＯはオキシプロピレン基、ＥＯはオキシエチレン基、ｐ、ｒはそれぞれ平均付加モル数として、ｐ＝０〜５、ｒ＝３〜１５である。
【選択図】なし

Description

本発明は鉄系金属および非鉄系金属に付着する加工油、切り粉、指紋、粉塵、油脂、タンパク質などの除去に用いる洗浄剤組成物に関し、さらに詳しくは、鉄系金属および非鉄系金属の洗浄において低温（約５０℃）でも十分な洗浄性能が得られ、噴霧洗浄が可能な低起泡性を有する洗浄剤組成物に関する。

鋳物や鋼板等に代表される鉄系金属素材や、アルミニウムや銅等に代表される非鉄系金属素材は、自動車工業、機械工業、金属工業、電気工業など、さまざまな分野で加工され、利用されている。これら鉄系金属や非鉄系金属は、加工工程において、前者ではプレス、切削、焼鈍等の処理が行われており、後者ではプレス、切削等の処理が行なわれている。そして、これらの処理後、最終仕上げあるいは次工程の準備として、それらの部品の表面に付着した汚染物質の洗浄除去処理が行なわれている。

これらの金属洗浄剤が使用されている分野では、洗浄性を向上させるために、洗浄温度を室温より上げて洗浄を行うことが多い。例えば、自動車産業等において鋼板の洗浄を行う場合、洗浄温度は６０〜７０℃が一般的であるが、洗浄コスト軽減の観点から、洗浄温度の低温下が求められている。しかし、一般的に洗浄温度の低下に伴い、洗浄性能が低下するという問題や、起泡性が増大する等の問題がある。そこで、洗浄温度を低下させても、良好な洗浄性が得られ、起泡性が抑制された洗浄剤が求められていた。

これまで、低温での洗浄性に優れる洗浄剤としては、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を含む洗浄剤組成物等が使用されているが、従来の洗浄剤組成物は主にアルカリの洗浄性に依存したもので、界面活性剤成分の洗浄性能は充分とは言えなかった。また、アルカリによる腐食のため、非鉄軽金属に使用することができないという不具合があった。

また、これらの洗浄剤に用いられている界面活性剤においては、起泡性を抑えるために親水基であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレン基の構造を変更すると洗浄性能が低下するという問題もあった。

これらの問題の解決のために、特定の構造の２種の非イオン界面活性剤を組み合わせて使用することが提案されている（特許文献１）。これにより従来の問題は大幅に改善されたが、その組み合わせによっては洗浄力が十分でない場合があった。

特開２００９−８４６２１号公報

本発明は上記問題に鑑み、鉄系金属および非鉄系金属の洗浄において、従来よりも低温（約５０℃）でも洗浄性能がより優れ、噴霧洗浄が可能な低起泡性能を有し、かつ防錆機能も有する洗浄剤組成物を提供することを課題とする。

本発明者らは、特定の非イオン界面活性剤を含有する洗浄剤組成物により上記課題を解決しうることを見出し、本発明の完成に至った。

すなわち、本発明の洗浄剤組成物は、下記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と下記一般式（２）で表される非イオン界面活性剤とを含有するものとする。

但し、式（１）中、Ｒ^１およびＲ^２は炭素数８〜１３のアルキル基を表し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、ｎは１〜３０の整数を表す。ＡＯの付加形態はランダム付加、ブロック付加、またはこれらの混合付加である。

但し、式（２）中、Ｒ^３は炭素数８〜１６である脂肪族炭化水素基を表し、ＰＯはオキシプロピレン基を表し、ＥＯはオキシエチレン基を表し、ｐ及びｒはそれぞれ平均付加モル数を表し、ｐ＝０〜５、ｒ＝３〜１５であり、ＰＯとＥＯの付加形態はランダム又はブロックのいずれでもよい。

上記した本発明の洗浄剤組成物において、上記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と下記一般式（２）で表される非イオン界面活性剤は、両者の配合割合が質量比で、一般式（１）の界面活性剤／一般式（２）の界面活性剤＝９／１〜６／４となる範囲で含有されることが好ましい。

本発明の洗浄剤組成物には、脂肪酸アミン塩をさらに含有させることができる。

本発明の洗浄剤組成物は、鉄系または非鉄系金属のいずれの洗浄にも好適に用いることができる。

本発明によれば、鉄系金属および非鉄系金属の洗浄において、低温（５０±５℃）で十分な洗浄性能が得られ、噴霧洗浄が可能な低起泡性能、および防錆機能を有する金属用洗浄剤組成物および金属洗浄剤を提供することができる。

（１）一般式（１）又は（２）で表される非イオン界面活性剤
上記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤において、Ｒ^１およびＲ^２は炭素数８〜１３のアルキル基を表す。ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表す。ｎは１〜３０の整数であり、５〜２０であることが好ましい。ＡＯの付加形態はランダム付加、ブロック付加、またはこれらの混合付加であり、いずれでもよい。一般式（１）で表される非イオン界面活性剤は２種以上使用してもよい。

この一般式（１）の化合物は、例えば、ルイス酸等の存在下、過剰のアルコールを用いて市販のグリシジルエーテル類を開環し、その後余分なアルコールを除くことで得られる１，３−ジ−アルキルオキシ−２−プロパノールに、既知の方法に従いアルキレンオキサイドを付加することで得られる。

また、式（２）で表される非イオン界面活性剤において、Ｒ^３は炭素数８〜１６である脂肪族炭化水素基を表し、炭素数８〜１３であることが好ましい。ＰＯはオキシプロピレン基、ＥＯはオキシエチレン基、ｐ及びｒはそれぞれ平均付加モル数を表し、ｐは０〜５であり、ｒは３〜１５である。これらの結合形態はランダム又はブロックのいずれでもよい。一般式（２）で表される非イオン界面活性剤も２種以上使用してもよい。

本発明においては、上記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と一般式（２）で表される非イオン界面活性剤とを組み合わせて配合することで、特に低泡性および油汚れに対する洗浄力が相乗的に向上するという効果が得られる。このような効果を得るためには、一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と一般式（２）で表される非イオン界面活性剤との配合割合を、質量比で、一般式（１）の界面活性剤／一般式（２）の界面活性剤＝９／１〜６／４の範囲内とすることが好ましい。

（２）脂肪酸アミン塩
本発明で用いられる脂肪酸アミン塩に含まれる脂肪酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、ペンタデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ヘプタデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、オクチル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リシノレン酸等が挙げられるが、起泡性や防錆性能を考慮すると、セバシン酸、ドデカン二酸、カプリル酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸が好ましい。これら脂肪酸はそれぞれ１種または２種以上の混合物として使用できる。

また、本発明で用いられる脂肪酸アミン塩に含まれるアミンとしては、アンモニア、ヒドロキシルアミン、ヒドラジン、グアニジン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノ−ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、モノ−ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、３−エトキシプロピルアミン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンジアミン、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、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ｏ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノール、ｐ−アミノフェノール、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｏ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ピペラジン、ピペリジン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン等が挙げられる。これらアミン類はそれぞれ１種または２種以上の混合物として使用できる。

本発明に用いられる脂肪酸アミン塩は、脂肪酸アミン塩として洗浄剤組成物に配合しても、脂肪酸とアミンを別々に配合してもよい。

別々に配合する場合は、水で０．５〜１５．０質量％に希釈した場合に、洗浄剤組成物のｐＨが６．５〜８．５の範囲に入るように、脂肪酸のｐＨ調整剤的な役割を考慮して、脂肪酸の量と連動させて添加するのが好ましい。洗浄剤組成物のｐＨが６．５未満であればドデカン二酸が水溶液中に析出したり、鉄系金属に対して使用した場合に充分な防錆性能や洗浄性能が得られなくなり、ｐＨが８．５を超えれば、非鉄系金属、特にアルミニウム等を洗浄する場合に変色等の悪影響を与えたり、人体、特に皮膚に対して刺激性が強くなるおそれがある。一方、ＮａＯＨ等の無機アルカリを用いた場合、洗浄後に白色残渣となって金属部品の外観に悪影響を及すため、この使用は好ましくない。

（３）洗浄剤組成物
本発明の洗浄剤組成物は、上記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と一般式（２）で表される非イオン界面活性剤と必要に応じて脂肪族アミン塩を水に溶解させて得られ、これら一般式（１）・（２）で表される非イオン界面活性剤の含有量は合計量で１〜２０質量％の範囲が好ましい。これらの非イオン界面活性剤の配合量が１質量％未満である場合、充分な洗浄性能が得られにくく、２０質量％を超える場合、汚染物質と乳化し、油水分離性能が低下し、洗浄剤の寿命が短くなる場合があり、洗浄後の染みとなって現れやすくなる。

また、脂肪酸アミン塩を配合する場合には、その含有量は１〜３０質量％が好ましい。脂肪酸アミン塩の配合量が１％未満であれば、鉄系素材に対する防錆性能を発揮しにくくなり、充分な防錆性能を付与するには洗浄剤組成物を高濃度で使用しなければならず不経済となる。また、３０質量％を超えると、洗浄後の仕上りにおいて、染みが発生し易い等の影響が生じる場合がある。

さらに、本発明の洗浄剤組成物には、本発明の目的から離れない範囲であれば必要に応じて公知の防腐剤、酸化防止剤等を添加することができる。また、必要に応じて公知の陰イオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を添加してもよい。

本発明の洗浄剤組成物は、鉄系金属および非鉄系金属の双方の洗浄に使用可能である。鉄系金属素材は、鋳物や軟鋼、硬鋼、ステンレスなどの合金鋼からなる鋼板、棒材等に代表され、非鉄系金属素材は、アルミニウムや銅、亜鉛等とその合金に代表され、自動車工業、機械工業、金属工業、電気工業など、さまざまな分野のプレス、切削、焼鈍等の処理後、最終仕上げあるいは次工程の準備として、当該部品の表面に付着した汚染物質の洗浄除去処理に使用される。

洗浄方法としては特に限定されるものではないが、例えば、浸漬法、超音波洗浄法、浸漬揺動法、スプレー法、手拭き法等各種の洗浄方法を、単独で又は複数組み合わせて行うことが可能である。

本発明の洗浄剤組成物は、上記のような使用目的や洗浄方法に応じて、適当な濃度に水で希釈して、金属洗浄剤等の洗浄剤として使用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

１．一般式（１）で表される非イオン界面活性剤の調製
表１に示された原料を用いて、ルイス酸等の存在下、過剰のアルコールを用いてグリシジルエーテル類を開環し、その後余分なアルコールを除くことで１，３−ジ−アルキルオキシ−２−プロパノールを得た。次いで、これに石井義朗著「非イオン界面活性剤」（誠文堂新光社）第２章に記載の方法を用いてアルキレンオキサイドを付加することにより一般式（１）で表される非イオン界面活性剤を得た。得られた非イオン界面活性剤の一般式（１）におけるＲ^１、Ｒ^２及び（ＡＯ）ｎは表２に示す通りである。

２．洗浄剤組成物の調製及び評価
上記により得られた一般式（１）で表される非イオン界面活性剤、一般式（２）で表される非イオン界面活性、脂肪酸、及びアミンを、表３及び表４に示した割合（質量部）で混合して、実施例及び比較例の洗浄剤組成物を得た。

得られた洗浄剤組成物に関し、（１）非鉄素材に与える影響（試験−１）、（２）鉄系素材に付与する防錆性（試験−２）、（３）仕上り性（試験−３）、（４）洗浄性（試験−４）、（５）噴霧洗浄性（試験−５）、（６）油水分離性（試験−６）を調べた。試験方法は下記の通りである。実施例及び比較例の試験結果を表３及び表４にそれぞれ示す。

［試験−１］
非鉄素材に与える影響を以下の方法にて比較した。すなわち、上記において得られた洗浄剤組成物を、水を用いて１０質量％濃度に希釈し、これにより金属洗浄剤を得た。得られた洗浄剤を５０℃に加温し、この溶液にアルミニウム板（ＪＩＳ Ｈ４０００ Ａ２０２４Ｐ）を１時間浸漬させた後、この板を取出した。その表面をガーゼで綺麗に拭き取ったのち、アルミニウムの表面状態について以下の基準にて比較した。なお、溶液（洗浄剤）のｐＨを併記する。
［基準］
○：色調に変化なし
△：色調にわずかな変化がある
×：色調の変化が著しい

［試験−２］
鉄系素材に付与する防錆性を以下の方法にて比較した。すなわち、上記において得られた洗浄剤組成物を、水を用いて１質量％濃度に希釈し、これにより金属洗浄剤を得た。鋳鉄粉（ＦＣ２０）をシャーレに敷きつめ、この鋳鉄粉に対し、得られた洗浄剤２ｍｌを滴下し、室温下における２時間での発錆状況を確認し、以下の基準にて比較した。
［基準］
◎：発錆なし
○：発錆５％未満
△：発錆５％以上〜２５％未満
×：発錆２５％以上

［試験−３］
仕上り性を以下の方法にて比較した。すなわち、上記において得られた洗浄剤組成物を、水を用いて１質量％濃度に希釈し、これにより金属洗浄剤を得た。得られた洗浄剤を５０℃に加温し、この溶液に鋼板（ＳＰＣＣ）を１分間浸漬させた後、この板を取出した。８０℃で熱風乾燥を行った後、表面の仕上り状態を目視で観察し、以下の基準にて比較した。
［基準］
◎：染みが全く認められず、仕上り状態が極めて良い
○：染みがほとんど認められず、仕上り状態が良い
△：染みがやや認められ、仕上り状態が少し悪い
×：染みが顕著に認められ、仕上り性が悪い

［試験−４］
洗浄性を以下の方法にて比較した。なお、Ａ重油を均一に塗布した鋼板（ＳＰＣＣ）を１００℃で３分間熱処理し、冷却した後に試験に供した。上記において得られた洗浄剤組成物を、水を用いて１０質量％濃度に希釈し、これにより金属洗浄剤を得た。得られた洗浄剤を５０℃に加温し、２８ｋＨｚ、１５０Ｗの超音波洗浄機を用いて鋼板を洗浄した後、洗浄剤組成物を水を用いて１質量％濃度に希釈して５０℃に加温したもので仕上げ洗浄を行い、エアブローを行った後、８０℃の熱風乾燥を５分間行った。次に、溶剤を用いて鋼板に残存する油分と洗浄剤残渣を抽出し、分光光度法にて測定し、洗浄性能を以下の基準にて比較した。
［基準］
◎：除去率９５％以上
○：除去率７５％以上９５％未満
△：除去率５０％以上７５％未満
×：除去率５０％未満

［試験−５］
噴霧洗浄性（起泡性）を以下の方法で比較した。上記において得られた洗浄剤組成物を、水を用いて１０質量％濃度に希釈し、これにより金属洗浄剤を得た。得られた洗浄剤５０ｍｌを１００ｍｌの目盛り付ネスラー管に入れ、５０℃に加温した。次に、３０秒間に１００回このネスラー管を激しく振とうさせた後、３０秒後の泡量を確認し、噴霧洗浄の可否を以下の基準にて比較した。
［評価基準］
○：泡量５ｍＬ以下であり、噴霧洗浄性良好
×：泡量５ｍＬを超え、噴霧洗浄困難

［試験−６］
油水分離性を以下の方法で比較した。上記において得られた洗浄剤組成物を、水を用いて１０質量％濃度に希釈し、これにより金属洗浄剤を得た。得られた洗浄剤５０ｍｌを１００ｍｌの目盛り付ネスラー管に入れ、更に油性加工油（鉱油系、日本工作油社製、製品名：３０５０）を５ｍｌ入れ、５０℃に加温した。次に、３０秒間に１００回このネスラー管を激しく振盪させた後、５０℃で静置し、３０分後の油分の分離状況を確認し、油水分離性能を以下の基準にて比較した。
［基準］
○：分離率８０％以上
△：分離率５０％以上８０％未満
×：分離率５０％未満

本発明の洗浄剤組成物は、特に従来よりも低温（約５０℃）での洗浄効果が高く、低起泡性能、および防錆機能も有するので、鉄系金属および非鉄系金属の洗浄に使用する金属洗浄剤として使用できる。

Claims (4)

1. 下記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と下記一般式（２）で表される非イオン界面活性剤とを含有する洗浄剤組成物。
   

   

   但し、式（１）中、Ｒ^１およびＲ^２は炭素数８〜１３のアルキル基を表し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、ｎは１〜３０の数である。ＡＯの結合形態はランダム付加、ブロック付加、またはこれらの混合付加である。
   

   

   但し、式（２）中、Ｒ^３は炭素数８〜１６である脂肪族炭化水素基を表し、ＰＯはオキシプロピレン基を表し、ＥＯはオキシエチレン基を表し、ｐ及びｒはそれぞれ平均付加モル数を表し、ｐ＝０〜５、ｒ＝３〜１５の数であり、ＰＯとＥＯの結合形態は、ランダム、ブロック又はこれらの混合である。
2. 上記一般式（１）で表される非イオン界面活性剤と一般式（２）で表される非イオン界面活性剤とを、両者の配合割合が質量比で、一般式（１）の界面活性剤／一般式（２）の界面活性剤＝９／１〜６／４となる範囲で含有することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄剤組成物。
3. 脂肪酸アミン塩をさらに含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の洗浄剤組成物。
4. 鉄系または非鉄系金属の洗浄に用いることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗浄剤組成物。