JP2016014146A - 水性洗浄剤 - Google Patents
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ところで、自動車や機械部品の製造工程において、エマルション系水溶性加工油が使用された場合、そのまま乾燥させると、切粉の残存や表面のべたつきが問題になる。それ故、後工程にはソリューション系水溶性洗浄油(水性洗浄剤)を用いたリンスなし洗浄が行われることが多い。リンスを省略する理由は、廃液処理量を低減するためである。
例えば、金属やセラミックス等の脱脂用として、ポリアルキレングリコール系の非イオン界面活性剤を含有する水性洗浄剤が提案されている(特許文献1参照)。
(1)実質的にポリアルキレングリコールを含有しない水性洗浄剤であって、下記A、BおよびCのうち少なくともいずれか1種のカルボン酸の塩を配合してなることを特徴とする水性洗浄剤。
A:総炭素数9または10の、分岐アルキル基を有する脂肪族一塩基カルボン酸
B:セバシン酸
C:総炭素数11から13までの芳香族一塩基カルボン酸
(2)上述の(1)に記載の水性洗浄剤において、前記カルボン酸の塩がアミン塩およびアルカリ金属塩のうち少なくともいずれか1種であることを特徴とする水性洗浄剤。
(3)上述の(1)または(2)に記載の水性洗浄剤において、該水性洗浄剤が防錆用であることを特徴とする水性洗浄剤。
(4)上述の(1)から(3)までのいずれか1つに記載の水性洗浄剤であって、前記カルボン酸の塩の濃度が、該水性洗浄剤全量基準で0.5g/dL以上、30g/dL以下であることを特徴とする水性洗浄剤。
A:総炭素数9または10の、分岐アルキル基を有する脂肪族一塩基カルボン酸
B:セバシン酸
C:総炭素数11から13までの芳香族一塩基カルボン酸
以下、詳細に説明する。
ポリアルキレングリコールには様々な種類があるが、基本的には、アルコール、カルボン酸等を出発物質として、アルキレンオキシド(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等)を付加重合させたものである。このようなポリアルキレングリコールが含まれていると、油汚れに対する洗浄効果は認められるものの洗浄油の泡立ちがひどくなるので好ましくない。
本発明におけるカルボン酸Aは、総炭素数9または10の、分岐アルキル基を有する脂肪族一塩基カルボン酸である。
このような脂肪族一塩基カルボン酸としては、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、シクロヘキシルプロピオン酸、ネオデカン酸、2−エチル2,3,3−トリメチルブタン酸、2−イソプロピル−2,3−ジメチルブタン酸、2,2,3,3−テトラメチルペンタン酸、2,2,3,4−テトラメチルペンタン酸、および2,2,4,4−テトラメチルペンタン酸等が挙げられる。
脂肪族一塩基カルボン酸であっても、総炭素数がこの範囲を外れたり、またアルキル基が直鎖であると本発明の効果をうまく奏することができない。特に、総炭素数が8以下であると、防錆性や臭気の点で好ましくない。また、このカルボン酸の総炭素数が11以上であると硬水安定性に劣るので好ましくない。さらに、カルボン酸のアルキル基が直鎖構造であっても、同様に硬水安定性に劣り好ましくない。
本発明におけるカルボン酸Bは、セバシン酸(n−デカン二酸)である。脂肪族ニ塩基酸のなかで、防錆性と硬水安定性を両立するという観点よりセバシン酸がもっとも好ましい。三塩基酸以上の多塩基カルボン酸では、防錆性と硬水安定性の両立の観点で好ましくない。これは、後述するカルボン酸Cでも同様である。
本発明におけるカルボン酸Cは、総炭素数11から13までの芳香族一塩基カルボン酸である。このカルボン酸Cは、上述した本発明の効果を奏するだけでなく、さらに耐腐敗性にも優れる。
芳香族一塩基カルボン酸であっても、総炭素数がこの範囲を外れると本発明の効果をうまく奏することができない。
このような芳香族一塩基カルボン酸としては、p−t−ブチル安息香酸、1−ナフトエ酸、および4−メチル−1−ナフトエ酸等が挙げられる。
ここで、カルボン酸の塩としては、アルカリ金属塩でもよくアミン塩でもよい。乾燥時の固形分析出の観点からはアミン塩のほうが好ましい。
水性洗浄剤(希釈液)としての好ましい濃度は、カルボン酸塩として、該水性洗浄剤全量基準で0.5g/dL以上、30g/dL以下であることが好ましく、1g/dL以上、10g/dL以下であることがより好ましい。カルボン酸塩の濃度がこの範囲であると、防錆性と硬水安定性の双方に特に優れる。
水溶性腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ヒドロカルビルトリアゾール等のトリアゾール類およびその塩;ほう酸、タングステン酸、モリブデン酸、リン酸、硫酸、珪酸、硝酸、および亜硝酸等の無機酸のナトリウム塩またはカリウム塩;メルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール類およびその塩;脂肪酸アルカノールアミド類;イミダゾリン類;オキサゾリン類等が挙げられる。
消泡剤としては、メチルシリコーン油、フルオロシリコーン油、およびポリアクリレート等を挙げることができる。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系、硫黄系およびリン系等の各種の酸化防止剤が使用可能である。
上述した各種の添加剤は、総配合量として洗浄剤全量基準で3質量%以下とすることが好ましい。
〔実施例1から7まで、比較例1から36まで〕
表1に示す各種カルボン酸に対し、N−メチルジエタノールアミンを混合し、水で希釈してカルボン酸のアミン塩水溶液を調製した。このアミン塩水溶液を試料として、防錆性と硬水安定性を評価した。評価結果も表1に示す。評価方法は、以下の通りである。
1)N−メチルジエタノールアミンとカルボン酸を「アミン/酸 当量比=3」になるように、100mLビーカーに2.00g量り取った。
2)イオン交換水を約20mL加え、加熱撹拌しながら、均一に溶解させた。
3)溶解後のアミン塩溶液を100mL共栓付メスシリンダーに定量的に移し、イオン交換水で希釈して100mL定容にし、2.0g/dLの濃度の水溶液を調製した。
4)イオン交換水と上記水溶液を30:10、20:20、および10:30の割合で混合し、0.5g/dL、1.0g/dL、および1.5g/dLの濃度のアミン塩水溶液を調製後、2.0g/dLの濃度の水溶液と共に切粉試験(DIN51360−02A)を行った。
5)4)で発錆した水溶液と発錆しない水溶液を選び、8:2、6:4、4:6、および2:8の割合で混合し(この操作で0.1g/dL刻みの中間濃度の水溶液ができる。)、同様に切粉試験(DIN51360−02A)を行った。
6)発錆しない最低濃度を防錆限界濃度(g/dL)とした。
1)N−メチルジエタノールアミンとカルボン酸を「アミン/酸 当量比=3」になるように、100mLビーカーに1.00g量り取った。
2)イオン交換水を約20mL加え、加熱撹拌しながら均一に溶解させた。
3)100mL共栓付メスシリンダーに定量的に移し、Ca硬水(硬度5000、CaCl25.54g/L)20mLを加え、イオン交換水を加えて100mL定容にし、硬度1000の1.0g/dL水溶液を調製した。なお、後述する実施例8、9、10においては、いったん所定の原液を調製した後、水で20倍に希釈して評価した。
4)室温で24hr静置後、以下の基準でスカムの有無を確認した。
S:透明 A:僅かに曇り B:析出物有り
実用上は、SまたはAであることが好ましい。
実施例1から実施例7までで用いられたカルボン酸は、本発明を構成する所定のカルボン酸であるので、アミン塩として用いられた結果、防錆性と硬水安定性のバランスに優れている。一方、比較例1から36までのカルボン酸は、いずれも本発明を構成する所定のカルボン酸ではないため、アミン塩とした場合でも防錆性と硬水安定性の少なくともいずれかが劣っている。なお、比較例1はアミンだけを用いた例であるが、硬水安定性はよくても防錆性に劣っている。
表2の実施例8、9には、鉄・アルミニウム兼用洗浄剤を想定した配合処方(原液)を示し、実施例10には、アルミニウム専用の洗浄剤を想定した配合処方(原液)を示した。そして、これらの原液を水で希釈して評価した。具体的には、上述した防錆性、硬水安定性の他に、以下に示す方法で消泡性およびアルミニウム片の変色度合いを評価した。
シリンダー法により評価した。具体的には、100mL共栓付メスシリンダーに水道水98mLを入れ、原液 2mLを添加後、軽く振とうして2容量%の希釈液を調製した。シリンダーを5秒間、上下に激しく振とう後、静置した。液界面の50%が見えた時間を消泡時間(秒)として記録した。
<記録方法>
30秒間の間に泡が消えた場合、消えた時間(秒)を記録した。
記入例
20秒で消えた場合…20−0
15秒で消えた場合…15−0
以下に示す2種類の試験片を準備した。
JIS A6061(アルミ合金):25×75×1mm
JIS ADC12(アルミ合金):19×80×11mm
次に、各金属片の表面(両面)を紙やすり(C320番)で均一に磨いた。その後、アセトンを入れたビーカーに磨いた上記金属片を全浸漬し、超音波洗浄機で5分間洗浄した。
また、100mLの蓋付きサンプル瓶に上記の原液を入れ、イオン交換水で20倍に希釈した。
上記金属片をアセトンから取り出した後、すぐに空気乾燥させ、上記希釈液に全浸漬させた。そして、サンプル瓶の蓋をして60℃の恒温槽で2時間静置した。その後、金属片を取りだし、水道水で洗った後水分を拭き取り、磨いた部分の変色度合を以下の判定基準で目視評価した。
A:変色なし B:50%未満が変色 C:50%以上が変色 D:黒化
表2の結果より、本発明の洗浄剤は、防錆性や硬水安定性に優れるだけでなく、消泡性にも優れ、さらにはアルミニウムを変色させることもない。それ故、本発明の洗浄剤は実用的にも優れていることが理解できる。
Claims (6)
- アルコールまたはカルボン酸を出発物質としてアルキレンオキシドを付加重合させたポリアルキレングリコールを含有しない水性洗浄剤であって、
下記A、BおよびCのうち少なくともいずれか1種のカルボン酸の塩を配合してなり、
前記カルボン酸の塩が、シクロヘキシルジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、1−アミノ−2−ブタノール、2−アミノ−1−プロパノール、3−アミノ−2−ブタノール、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−n−プロピルジエタノールアミン、N−i−プロピルジエタノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、N−i−ブチルジエタノールアミン、およびN−t−ブチルジエタノールアミンのうち、少なくとも一種以上のアミンの塩である
ことを特徴とする水性洗浄剤。
A:総炭素数9または10の、分岐アルキル基を有する脂肪族一塩基カルボン酸
B:セバシン酸
C:総炭素数11から13までの芳香族一塩基カルボン酸(n−ブチル安息香酸を除く) - 請求項1に記載の水性洗浄剤において、
該水性洗浄剤の原液における前記カルボン酸の塩の濃度が、70g/dL以下である
ことを特徴とする水性洗浄剤。 - 請求項1または請求項2に記載の水性洗浄剤において、
該水性洗浄剤における前記カルボン酸の塩の濃度が、前記水性洗浄剤全量基準で0.5g/dL以上、30g/dL以下である
ことを特徴とする水性洗浄剤。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の水性洗浄剤において、
該水性洗浄剤が防錆用である
ことを特徴とする水性洗浄剤。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の水性洗浄剤において、
水溶性腐食防止剤、消泡剤、殺菌剤、および酸化防止剤の中から選ばれる少なくとも1種の添加剤を含む
ことを特徴とする水性洗浄剤。 - 請求項5に記載の水性洗浄剤において、
前記添加剤の総配合量が、前記水性洗浄剤全量基準で3質量%以下である
ことを特徴とする水性洗浄剤。
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