JP2019007030A - 鋼板用リンス剤組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板用リンス剤組成物、及びこれを用いた鋼板のリンス方法に関する。
電子部品、光学部品、工業用部品等の金属部品は、アルコール洗浄剤、炭化水素系洗浄剤、界面活性剤あるいは更にアルカリを含有した水系洗浄剤によって洗浄が施された後、すすぎ水等のリンス剤組成物により清浄化する、すすぎ工程が施される。リンス剤組成物は、金属部品の表面を撥水化することができるため、すすぎ工程後の乾燥工程において、熱風による乾燥(水切り)を効率的に行うことができる。
すすぎ工程に使用されるリンス剤組成物としては、特許文献1では、ポリアミンを、特許文献2では、ポリオキシアルキレンエーテルを含有する金属用リンス剤(水切り剤)組成物が提案されている。
また、上記の工業用部品が鋼帯である場合、乾燥工程における乾燥の効率性をさらに高めるために、リンス剤組成物を60〜80℃程度に昇温して用いることがある。しかし、かかる昇温には、蒸気などのエネルギーが必要とされるため、特許文献3及び4では、常温(25℃)程度で使用できる特定のカチオン性界面活性剤を含有する鋼帯用のリンス剤組成物が提案されている。
しかし、特許文献1〜4では、従来技術の水のみによるすすぎと比較して、撥水効果はある程度得られるものの、高い生産効率を求められ短時間ですすぎを完了させる必要がある鋼板製造に用いると撥水性能が不十分であり、より高い撥水性が求められている。また、鋼板製造の作業環境改善の観点から、製造設備外へ吹きこぼれるリンス水の発泡が問題となっている。
さらに、近年においては、上記の作業環境改善のほか、高生産効率化及びCO2排出量の削減の観点から、乾燥工程において、乾燥時間の短時間化、及び熱風の乾燥温度の低温化が求められてきており、高撥水性、かつ低発泡性を有するリンス剤組成物の開発が切望されていた。
そこで、本発明は、高撥水性、かつ低発泡性を有する鋼板用リンス剤組成物、及びこのリンス剤組成物を用いた鋼板のリンス方法を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の鋼板用リンス剤組成物、及びこのリンス剤組成物を用いた鋼板のリンス方法を見出すに至った。
すなわち、本発明は、一般式(1):
(式中、R1は炭素数6以上22以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、アルカノイル基、又はアルケノイル基であり、R2〜R3は、それぞれ同一でも異なってもよく、CmH2mNを示し、R4〜R8は、それぞれ同一でも異なってもよく、CmH2mNHを示し、mは1〜4の整数である。また、n1〜n4は0又は1であり、n5は0、1、又は2であり、n6〜n7は0又は1であり、n1〜n7の合計は1〜4である。尚、R7又はR8の末端の炭素原子は隣接するR2又はR3の窒素原子に結合する。また、n1が0の場合、−(R7)n6−Hは存在せず、n2が0の場合、−(R8)n7−Hは存在しない。)で表されるポリアミンと、
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)で表される非イオン界面活性剤を含有する、鋼板用リンス剤組成物、に関する。
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)で表される非イオン界面活性剤を含有する、鋼板用リンス剤組成物、に関する。
また、本発明は、前記鋼板用リンス剤組成物を用いて、鋼板をすすぐ工程を含む、鋼板のリンス方法、に関する。
本発明の鋼板用リンス剤組成物は、前記一般式(1)で表されるポリアミン及び前記一般式(2)で表される非イオン界面活性剤を含有するものである。本発明の効果発現のメカニズムに関する詳細は不明であるが、次のように推察する。前記ポリアミンを含有することにより、鋼板の主成分である鉄に、前記ポリアミンの窒素が結合し疎水性であるR1によって撥水性が付与される。さらに前記非イオン界面活性剤は、鎖状構造の両末端に疎水性基を有し、前記ポリアミンと互いの疎水性基を介して複合体を形成することで、前記ポリアミンと共に鋼板表面に吸着し、鋼板表面の撥水性を向上させると同時に、前記ポリアミンに由来する泡の泡膜の安定化を阻害し、リンス液の発泡を抑制するものと推察される。
本発明の鋼板用リンス剤組成物は、少なくとも、下記一般式(1)で表される前記ポリアミン、及び下記一般式(2)で表される非イオン界面活性剤を含有する。
一般式(1):
(式中、R1は炭素数6以上22以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、アルカノイル基、又はアルケノイル基であり、R2〜R3は、それぞれ同一でも異なってもよく、CmH2mNを示し、R4〜R8は、それぞれ同一でも異なってもよく、CmH2mNHを示し、mは1〜4の整数である。また、n1〜n4は0又は1であり、n5は0、1、又は2であり、n6〜n7は0又は1であり、n1〜n7の合計は1〜4である。尚、R7又はR8の末端の炭素原子は隣接するR2又はR3の窒素原子に結合する。また、n1が0の場合、−(R7)n6−Hは存在せず、n2が0の場合、−(R8)n7−Hは存在しない。)
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)
一般式(1):
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)
<ポリアミン>
本発明のポリアミンは、前記一般式(1)で表される化合物であり、本発明の鋼板用リンス剤組成物に撥水性を付与する。前記ポリアミンは、少なくとも、1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のポリアミンは、前記一般式(1)で表される化合物であり、本発明の鋼板用リンス剤組成物に撥水性を付与する。前記ポリアミンは、少なくとも、1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記一般式(1)において、R1は炭素数6以上22以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、アルカノイル基、又はアルケノイル基である。R1の炭素数は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、10以上であることが好ましく、12以上であることがより好ましい。また、本発明の鋼板用リンス剤組成物が水系組成物である場合、前記ポリアミンが常温で液体のほうが、作業性が容易になる観点から、R1は20以下であることが好ましく、18以下であることがより好ましい。
前記R1としては、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等の直鎖のアルキル基;イソヘキシル基、イソヘプチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、イソノニル基、イソデシル基、イソウンデシル基、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、イソヘプタデシル基、イソオクタデシル基、イソノナデシル基、イソエイコシル基等の分岐鎖のアルキル基が挙げられる。
前記R1としては、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノナニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基、トリデシニル基、テトラデシニル基、ペンタデシニル基、ヘキサデシニル基、ヘプタデシニル基、オクタデシニル基、ノナデシニル基、エイコデシニル基等の直鎖のアルケニル基;イソヘキシニル基、イソヘプチニル基、イソオクチニル基、イソノナニル基、イソデシニル基、イソウンデシニル基、イソドデシニル基、イソトリデシニル基、イソテトラデシニル基、イソペンタデシニル基、イソヘキサデシニル基、イソヘプタデシニル基、イソオクタデシニル基、イソノナデシニル基、イソエイコデシニル基等の分岐鎖のアルケニル基が挙げられる。
前記R1としては、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ウンデカノイル基、ドデカノイル基、トリデカノイル基、テトラデカノイル基、ペンタデカノイル基、ヘキサデカノイル基、ヘプタデカノイル基、オクタデカノイル基、ノナデカノイル基、エイコサノイル基等の直鎖のアルカノイル基;イソヘキサノイル基、イソヘプタノイル基、イソオクタノイル基、2−エチルヘキサノイル基、イソノナノイル基、イソデカノイル基、イソウンデカノイル基、イソドデカノイル基、イソトリデカノイル基、イソテトラデカノイル基、イソペンタデカノイル基、イソヘキサデカノイル基、イソヘプタデカノイル基、イソオクタデカノイル基、イソノナデカノイル基、イソエイコサノイル基等の分岐鎖のアルカノイル基が挙げられる。
前記R1としては、ヘキセノイル基、ヘプテノイル基、オクテノイル基、ノネノイル基、デセノイル基、ウンデセノイル基、ドデセノイル基、トリデセノイル基、テトラデセノイル基、ペンタデセノイル基、ヘキサデセノイル基、ヘプタデセノイル基、オクタデセノイル基、ノナデセノイル基、エイコセノイル基等の直鎖のアルケノイル基;イソヘキセノイル基、イソヘプテノイル基、イソオクテノイル基、2−エチルヘキセノイル基、イソノネノイル基、イソデセノイル基、イソウンデセノイル基、イソドデセノイル基、イソトリデセノイル基、イソテトラデセノイル基、イソペンタデセノイル基、イソヘキサデセノイル基、イソヘプタデセノイル基、イソオクタデセノイル基、イソノナデセノイル基、イソエイコセノイル基等の分岐鎖のアルケノイル基が挙げられる。
前記R1は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オクタデシニル基が好ましく、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、オクタデシニル基がより好ましく、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オクタデシニル基がさらに好ましい。
前記一般式(1)において、R2〜R3は、それぞれ同一でも異なってもよく、CmH2mNを示し、R4〜R8は、それぞれ同一でも異なってもよく、CmH2mNHを示し、mは1〜4の整数である。mは鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点、及び一般式(1)で表される化合物の製造のし易さの観点から、3が好ましい。
前記ポリアミンにおいて、前記一般式(1)で表される化合物としては、n1〜n7の合計が1である、下記の一般式(2A)で表されるジアミンが挙げられる。
一般式(2A):R1−NH−CmH2mNH2
一般式(2A):R1−NH−CmH2mNH2
前記ポリアミンにおいて、前記一般式(1)で表される化合物としては、n1〜n7の合計が2である、下記の一般式(3A)及び(3B)で表されるトリアミンが挙げられる。
一般式(3A):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(3B):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
一般式(3A):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(3B):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
また、前記ポリアミンにおいて、前記一般式(1)で表される化合物としては、n1〜n7の合計が3である、下記の化合物(4A)、(4B)及び(4C)で表されるテトラミンが挙げられる。
一般式(4A):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(4B):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(4C):R1−NH−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
一般式(4A):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(4B):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(4C):R1−NH−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
さらに、前記ポリアミンにおいて、前記一般式(1)で表される化合物としては、n1〜n7の合計が4である、下記の化合物(5A)、(5B)、(5C)、(5D)、(5E)及び(5F)で表されるペンタミンが挙げられる。
一般式(5A):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5B):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5C):R1−NH−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5D):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
一般式(5E):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
一般式(5F):R1−N(CmH2mNH−CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5A):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5B):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5C):R1−NH−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH2
一般式(5D):R1−NH−CmH2mNH−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
一般式(5E):R1−N(CmH2mNH2)−CmH2mN(CmH2mNH2)−CmH2mNH2
一般式(5F):R1−N(CmH2mNH−CmH2mNH2)−CmH2mNH−CmH2mNH2
前記ジアミン、トリアミン、テトラミン、ペンタミンはそれぞれ単独又は混合物として鋼板用リンス剤組成物に使用できる。前記ポリアミンは、鋼板用リンス剤組成物に撥水性を付与する観点からは、テトラミンを使用することが最も好ましく、以下、ペンタミン、トリアミン、ジアミンの順に好ましく使用できる。また、前記ポリアミンは、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性、及び低い排水処理負荷性を付与する観点から、テトラミン及びペンタミンを含有することが好ましい。
前記ポリアミン中、テトラミンの割合は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることがよりさらに好ましく、30質量%以上であることがよりさらに好ましく、100質量%以下であることが好ましい。
前記ポリアミンに、テトラミンを前記割合で含有する場合、前記ポリアミン中、ペンタミンの割合は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%以下であることが好ましい。
前記ポリアミン中、テトラミンとペンタミンの合計の割合は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%以下であることが好ましい。
前記ポリアミンに、テトラミンを前記割合で含有する場合、前記ポリアミン中、ジアミンの割合は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。
前記ポリアミンに、テトラミンを前記割合で含有する場合、前記ポリアミン中、トリアミンの割合は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。
前記ポリアミン中、トリアミンとテトラミンとペンタミンの合計の割合は、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性を付与する観点から、70質量%以上であることが好ましく、75質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%以下であることが好ましい。
前記ポリアミンは、例えば、一般式(6):R1−NH2[一般式(6)中、R1は前記の意味を示し、炭素数6〜22の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、アルケニル基、アルカノイル基、又はアルケノイル基である。]で表されるモノアミンと鋼板用リンス剤組成物に併用することができるが、本発明の鋼板用リンス剤組成物が水系組成物である場合、水との親和性を高くし、希釈して使用する際の取り扱い容易になる観点から、前記ポリアミンとモノアミンの合計質量に対する、前記ポリアミンの質量割合は、90質量%以上が好ましく、92質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、100質量%以下であることが好ましい。
<ポリアミンの製造方法>
前記ポリアミンは、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、特許第6084678号公報等に記載の製造方法、すなわち、前記一般式(6)で表されるモノアミンに、一般式(7):CH2=CH−(CH2)p−CN[一般式(7)中、pは0〜1の整数である。]で表されるニトリル化合物(アクリルニトリル、又はアリルシアニド)を1回目の付加反応をさせてシアノエチル化物を得た後、さらに1回目の還元(水素添加)反応を行って、前記ジアミンを含むポリアミンを製造することができる。さらに得られたジアミンを含むポリアミンに2〜4回目の上記の付加反応と還元反応を繰り返し行って、前記トリアミン、テトラミン、及びペンタミンの何れか1種以上を含むポリアミンを製造することができる。
前記ポリアミンは、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、特許第6084678号公報等に記載の製造方法、すなわち、前記一般式(6)で表されるモノアミンに、一般式(7):CH2=CH−(CH2)p−CN[一般式(7)中、pは0〜1の整数である。]で表されるニトリル化合物(アクリルニトリル、又はアリルシアニド)を1回目の付加反応をさせてシアノエチル化物を得た後、さらに1回目の還元(水素添加)反応を行って、前記ジアミンを含むポリアミンを製造することができる。さらに得られたジアミンを含むポリアミンに2〜4回目の上記の付加反応と還元反応を繰り返し行って、前記トリアミン、テトラミン、及びペンタミンの何れか1種以上を含むポリアミンを製造することができる。
<非イオン界面活性剤>
本発明の非イオン界面活性剤は、下記一般式(2)で表される化合物であり、本発明の鋼板用リンス剤組成物に撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する。前記非イオン界面活性剤は、少なくとも、1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)
本発明の非イオン界面活性剤は、下記一般式(2)で表される化合物であり、本発明の鋼板用リンス剤組成物に撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する。前記非イオン界面活性剤は、少なくとも、1種を用いればよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)
前記非イオン界面活性剤において、R9は、炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基であって、鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、炭素数が、好ましくは14以上であることが好ましく、より好ましくは16以上であることがより好ましく、そして、同様の観点から、20以下であることが好ましく、18以下であることがより好ましい。
前記R9としては、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等の直鎖のアルキル基;イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、イソヘプタデシル基、イソオクタデシル基、イソノナデシル基、イソエイコシル基等の分岐鎖のアルキル基が挙げられる。
前記R9としては、ドデシニル基、トリデシニル基、テトラデシニル基、ペンタデシニル基、ヘキサデシニル基、ヘプタデシニル基、オクタデシニル基、ノナデシニル基、エイコデシニル基等の直鎖のアルケニル基;イソドデシニル基、イソトリデシニル基、イソテトラデシニル基、イソペンタデシニル基、イソヘキサデシニル基、イソヘプタデシニル基、イソオクタデシニル基、イソノナデシニル基、イソエイコデシニル基等の分岐鎖のアルケニル基が挙げられる。
前記一般式(2)中、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基であり、EOの平均付加モル数であるpは1以上5以下である。鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、pは2以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましく、そして、同様の観点から、4以下であることが好ましい。
前記一般式(2)中、POの平均付加モル数であるqは8以上15以下である。鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、qは9以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましく、そして、同様の観点から、13以下であることが好ましく、12以下であることがより好ましい。
前記一般式(2)中、pとqの比率(p/q)は0.2以上0.4以下である。鋼板用リンス剤組成物に高い撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、p/qは0.25以上であることが好ましく、0.28以上であることがより好ましく、そして、同様の観点から、0.35以下であることが好ましく、0.33以下であることがより好ましい。
<非イオン界面活性剤の製造方法>
前記非イオン界面活性剤は、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、
前記一般式(2)中のR9に対応した脂肪族アルコールに、触媒として、水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウムを加えて減圧下で脱水後、80〜180℃、1〜100kPa程度の減圧下、エチレンオキサイドと付加反応させてEO付加体を得た後、さらに、該EO付加体にプロピレンオキサイドを付加させて製造できる。なお、脂肪族アルコールに対するエチレンオキサイド、あるいはプロピレンオキサイドの使用量(仕込み量)は、前記一般式(2)中のpおよびqの値を満たすように調整される。
前記非イオン界面活性剤は、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、
前記一般式(2)中のR9に対応した脂肪族アルコールに、触媒として、水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウムを加えて減圧下で脱水後、80〜180℃、1〜100kPa程度の減圧下、エチレンオキサイドと付加反応させてEO付加体を得た後、さらに、該EO付加体にプロピレンオキサイドを付加させて製造できる。なお、脂肪族アルコールに対するエチレンオキサイド、あるいはプロピレンオキサイドの使用量(仕込み量)は、前記一般式(2)中のpおよびqの値を満たすように調整される。
前記付加反応における操作は、所定量のエチレンオキサイド、あるいはプロピレンオキサイドを導入後、圧力が低下して一定になるまで反応を継続する操作(熟成操作)を行うことがより好ましい。更に、得られた反応粗製物に対して公知の酸の適当量を添加して触媒を中和し、目的成分を得ることができる。なお、中和操作において、アルカリ吸着剤を使用して、触媒を除去することもできる。
<鋼板用リンス剤組成物>
本発明の鋼板用リンス剤組成物は、水系組成物であることが好ましい。水系媒体としては、水が用いられる。水としては、脱イオン水、イオン交換水、水道水、工業用水等が好ましく用いられる。水は、生産性の観点から、工業用水が好ましく用いられる。
本発明の鋼板用リンス剤組成物は、水系組成物であることが好ましい。水系媒体としては、水が用いられる。水としては、脱イオン水、イオン交換水、水道水、工業用水等が好ましく用いられる。水は、生産性の観点から、工業用水が好ましく用いられる。
前記水系組成物中、前記ポリアミンの割合は、鋼板用リンス剤組成物に撥水性を付与する観点から、0.001質量%以上であることが好ましく、0.002質量%以上であることがより好ましく、0.005質量%以上であることがさらに好ましい。そして、前記水系組成物中、前記ポリアミンの割合は、鋼板用リンス剤組成物に低排水処理負荷性を付与する観点から、0.1質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましく、0.04質量%以下であることがさらに好ましく、0.03質量%以下がよりさらに好ましく、0.02質量%以下がよりさらに好ましい。
前記水系組成物中、前記非イオン界面活性剤の割合は、鋼板用リンス剤組成物に撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、0.001質量%以上であることが好ましく、0.002質量%以上であることがより好ましく、0.005質量%以上であることがさらに好ましい。そして、前記水系組成物中、前記非イオン界面活性剤の割合は、鋼板用リンス剤組成物に低排水処理負荷性を付与する観点から、0.1質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましく、0.04質量%以下であることがさらに好ましく、0.03質量%以下がよりさらに好ましく、0.02質量%以下がよりさらに好ましい。
前記水系組成物中、前記ポリアミン及び前記非イオン界面活性剤の合計割合は、鋼板用リンス剤組成物に撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、0.003質量%以上であることが好ましく、0.005質量%以上であることがより好ましく、0.01質量%以上であることがさらに好ましい。そして、前記水系組成物中、前記ポリアミン及び前記非イオン界面活性剤の合計割合は、鋼板用リンス剤組成物に低排水処理負荷性を付与する観点から、0.2質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましく、0.08質量%以下であることがさらに好ましく、0.06質量%以下がよりさらに好ましく、0.05質量%以下がよりさらに好ましい。
前記ポリアミンと前記非イオン界面活性剤の質量比(ポリアミン/非イオン界面活性剤)は、鋼板用リンス剤組成物に撥水性を付与する観点から、0.5以上であることが好ましく、0.6以上であることがより好ましく、0.7以上であることがさらに好ましく、そして、鋼板用リンス剤組成物に撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、1.0以下であることが好ましく、0.9以下であることが好ましく、0.8以下であることがさらに好ましい。
また、前記水系組成物は、鋼板用リンス剤組成物に撥水性及び低発泡性(抑泡性)を付与する観点から、pHが3以上であることが好ましく、pHが4以上であることがより好ましく、pHが5以上であることがさらに好ましく、そして、pHが11以下であることが好ましく、pHが10以下であることがより好ましく、pHが9以下であることがさらに好ましい。
さらに、本発明の鋼板用リンス剤組成物は、前記ポリアミン及び前記非イオン界面活性剤以外の可溶化剤、中和剤、消泡剤、キレート剤、防腐剤、界面活性剤等を含有することができる。
<鋼板のリンス方法>
本発明の鋼板用リンス剤組成物は、鋼板をすすぐ工程を含む、鋼板のリンス方法に用いられることが好ましく、とくに、アルカリ洗浄や酸洗浄などの鋼板の表面処理後のリンス方法に用いられることが好ましい。
本発明の鋼板用リンス剤組成物は、鋼板をすすぐ工程を含む、鋼板のリンス方法に用いられることが好ましく、とくに、アルカリ洗浄や酸洗浄などの鋼板の表面処理後のリンス方法に用いられることが好ましい。
前記鋼板としては、熱延鋼板、冷延鋼板、錫メッキ鋼板、亜鉛メッキ鋼板、電磁鋼板、ステンレス鋼板等が挙げられる。
前記鋼板をすすぐ工程において、すすぎ方法は、特に限定されるものではないが、スプレー、シャワー、浸漬等の方法が挙げられる。
前記鋼板をすすぐ工程において、鋼板用リンス剤組成物を使用する温度は、鋼板をすすぐ工程後の乾燥工程における熱風による乾燥(水切り)をより効率的に行う観点から、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、そして、90℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましい。また、前記鋼板をすすぐ工程において、鋼板用リンス剤組成物を使用する温度は、蒸気などのエネルギーによる消費を削減する観点から、5℃以上であることが好ましく、15℃以上であることがより好ましく、そして、40℃以下であることが好ましく、30℃以下であることがより好ましい。
また、前記鋼板のリンス方法には、前記鋼板をすすぐ工程の前に、アルコール洗浄剤、炭化水素系洗浄剤、界面活性剤あるいは更にアルカリ又は酸を含有した水系洗浄剤によって洗浄が施される工程を含んでいてもよい。
前記洗浄は、特に限定されるものではないが、浸漬洗浄、電解洗浄、スプレー洗浄、スクラブ洗浄、超音波洗浄等が挙げられる。前記洗浄は、洗浄時間を短くし生産効率を高くする及び鋼板表面の洗浄性を高める観点から、浸漬洗浄、電解洗浄が好ましい。
洗浄後に得られる鋼板は自動車用鋼板や缶詰などの飲料用鋼板、家電用鋼板など様々な用途に用いることができる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
<ポリアミンの製造>
<製造例1>
1リットルの還流冷却器付きのステンレス製電磁攪拌式オートクレーブに、モノアミンとして、牛脂アミン(前記一般式(6)のR1が牛脂由来、商品名:ファーミンT、花王株式会社製)を258質量部仕込み、気相部を窒素置換し70℃に加温後、ニトリル化合物として、アクリロニトリル(前記一般式(7)のpが0である化合物)56質量部(牛脂アミンに対して1.05倍モル)を1時間かけて導入し付加反応させ、さらに熟成を1時間行い、牛脂アミンのシアノエチル化物を合成した。
得られたシアノエチル化物に、水素化触媒として、スポンジメタル触媒のラネーニッケル触媒5質量部(商品名:NDT−90、川研ファインケミカル株式会社製)を添加し、気相部を水素ガスで置換後、水素を水素圧2MPaになるように導入し、120℃まで昇温し、還元反応を行なった。水素が完全に吸収しなくなるまで4時間保持し、その後30分熟成を行なった。反応終了後、80℃まで冷却し、水素化触媒を除去し、水分トッピングを行い、ジアミンを得た。
<製造例1>
1リットルの還流冷却器付きのステンレス製電磁攪拌式オートクレーブに、モノアミンとして、牛脂アミン(前記一般式(6)のR1が牛脂由来、商品名:ファーミンT、花王株式会社製)を258質量部仕込み、気相部を窒素置換し70℃に加温後、ニトリル化合物として、アクリロニトリル(前記一般式(7)のpが0である化合物)56質量部(牛脂アミンに対して1.05倍モル)を1時間かけて導入し付加反応させ、さらに熟成を1時間行い、牛脂アミンのシアノエチル化物を合成した。
得られたシアノエチル化物に、水素化触媒として、スポンジメタル触媒のラネーニッケル触媒5質量部(商品名:NDT−90、川研ファインケミカル株式会社製)を添加し、気相部を水素ガスで置換後、水素を水素圧2MPaになるように導入し、120℃まで昇温し、還元反応を行なった。水素が完全に吸収しなくなるまで4時間保持し、その後30分熟成を行なった。反応終了後、80℃まで冷却し、水素化触媒を除去し、水分トッピングを行い、ジアミンを得た。
次いで、1リットルの還流冷却器付きのステンレス製電磁攪拌式オートクレーブに、上記で得られたジアミンを315質量部仕込み、気相部を窒素置換し70℃に加温後、ニトリル化合物として、アクリロニトリル133質量部(ジアミンに対して2.5倍モル)を2時間かけて導入し付加反応させ、さらに熟成を1時間行い、ジアミンのシアノエチル化物を合成した。
得られたシアノエチル化物に、水素化触媒として、スポンジメタル触媒のラネーニッケル触媒6質量部(商品名:NDT−90、川研ファインケミカル株式会社製)を添加し、気相部を水素ガスで置換後、水素を水素圧2MPaになるように導入し、120℃まで昇温し、還元反応を行なった。水素が完全に吸収しなくなるまで5時間保持し、その後30分熟成を行なった。反応終了後、80℃まで冷却し、水素化触媒を除去し、水分トッピングを行い、ポリアミンを得た。
得られたシアノエチル化物に、水素化触媒として、スポンジメタル触媒のラネーニッケル触媒6質量部(商品名:NDT−90、川研ファインケミカル株式会社製)を添加し、気相部を水素ガスで置換後、水素を水素圧2MPaになるように導入し、120℃まで昇温し、還元反応を行なった。水素が完全に吸収しなくなるまで5時間保持し、その後30分熟成を行なった。反応終了後、80℃まで冷却し、水素化触媒を除去し、水分トッピングを行い、ポリアミンを得た。
<ポリアミンの組成の評価>
上記で得られたジアミン及びポリアミンの組成について、ガスクロマトグラフィー(Agilent 7890A GC System、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて、下記の測定条件にて、各ピークの分子イオンとフラグメントイオンの質量から各ピーク成分を同定した。測定の結果、ジアミンは、モノアミン7.6質量%、ジアミン92.4質量%であり、ポリアミンは、モノアミン2.6質量%、ジアミン16.7質量%、トリアミン23.2質量%、テトラミン46.8質量%、ペンタミン10.7質量%であった。
<ガスクロマトグラフィーの測定条件>
カラム:HP−1 ms(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)(アジレント・テクノロジー株式会社製)
移動相:He
流量:1mL/min
カラム温度:120℃(ホールドなし)→5℃/minで昇温→300℃(ホールド14min)
注入温度:300℃
スプリット:100/1
検出:FID
検出温度:300℃
メイクアップ:He,5mL/min;H2,30mL/min;Air,400mL/min
上記で得られたジアミン及びポリアミンの組成について、ガスクロマトグラフィー(Agilent 7890A GC System、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて、下記の測定条件にて、各ピークの分子イオンとフラグメントイオンの質量から各ピーク成分を同定した。測定の結果、ジアミンは、モノアミン7.6質量%、ジアミン92.4質量%であり、ポリアミンは、モノアミン2.6質量%、ジアミン16.7質量%、トリアミン23.2質量%、テトラミン46.8質量%、ペンタミン10.7質量%であった。
<ガスクロマトグラフィーの測定条件>
カラム:HP−1 ms(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)(アジレント・テクノロジー株式会社製)
移動相:He
流量:1mL/min
カラム温度:120℃(ホールドなし)→5℃/minで昇温→300℃(ホールド14min)
注入温度:300℃
スプリット:100/1
検出:FID
検出温度:300℃
メイクアップ:He,5mL/min;H2,30mL/min;Air,400mL/min
<非イオン界面活性剤の製造>
<製造例2>
カルコール8665(1モル、花王株式会社製、ヘキサデシルアルコール/オクタデシルアルコール=35/65質量比)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(3.5モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。引き続きプロピレンオキシド(11.3モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO−PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数16と18のアルキル基(モル比:37.5/62.5)、p:3.5、q:11.3、p/q=0.31である。
<製造例2>
カルコール8665(1モル、花王株式会社製、ヘキサデシルアルコール/オクタデシルアルコール=35/65質量比)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(3.5モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。引き続きプロピレンオキシド(11.3モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO−PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数16と18のアルキル基(モル比:37.5/62.5)、p:3.5、q:11.3、p/q=0.31である。
<製造例3>
カルコール1098(1モル、花王株式会社製、デシルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(3モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。引き続きプロピレンオキシド(8モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO−PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数10のアルキル基、p:3、q:8、p/q=0.38である。
カルコール1098(1モル、花王株式会社製、デシルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(3モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。引き続きプロピレンオキシド(8モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO−PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数10のアルキル基、p:3、q:8、p/q=0.38である。
<製造例4>
カルコール8098(1モル、花王株式会社製、ステアリルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、プロピレンオキシド(10モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数18のアルキル基、p:0、q:10である。
カルコール8098(1モル、花王株式会社製、ステアリルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、プロピレンオキシド(10モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数18のアルキル基、p:0、q:10である。
<製造例5>
カルコール8098(1モル、花王株式会社製、ステアリルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(3モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数18のアルキル基、p:3、q:0である。
カルコール8098(1モル、花王株式会社製、ステアリルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(3モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数18のアルキル基、p:3、q:0である。
<製造例6>
カルコール8098(1モル、花王株式会社製、ステアリルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(12モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。引き続きプロピレンオキシド(21モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO−PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数18のアルキル基、p:12、q:21、p/q=0.57である。
カルコール8098(1モル、花王株式会社製、ステアリルアルコール)と触媒量の水酸化カリウム(ナカライテスク株式会社製)をオートクレーブに仕込み、窒素置換後、減圧下で脱水を行い系内の水分を0.2%以下とし、エチレンオキシド(12モル)を160℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO付加体を得た。引き続きプロピレンオキシド(21モル)を125℃、0.3MPa以下で付加、熟成し、EO−PO付加体を得た。得られた化合物は、一般式(2)で表現すると、R9:炭素数18のアルキル基、p:12、q:21、p/q=0.57である。
<実施例1、比較例1〜7>
<リンス剤組成物の調製>
表1に示す割合で、各原料を混合し、実施例1及び比較例1〜7のリンス剤組成物を得た。得られたリンス剤組成物について、下記の評価1〜2を行った。結果を表1に示す。
<リンス剤組成物の調製>
表1に示す割合で、各原料を混合し、実施例1及び比較例1〜7のリンス剤組成物を得た。得られたリンス剤組成物について、下記の評価1〜2を行った。結果を表1に示す。
<1:水ぬれ面積の評価>
縦7cm、横10cmに裁断した厚さ0.7mmの冷間圧延鋼板(JIS規格:SPCC、太佑機材株式会社製)をn−ヘキサンにて脱脂し、80℃に加温したアルカリ洗浄液(500mLガラスビーカーに、水酸化ナトリウム10質量部、グルコン酸ナトリウム1質量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.5質量部、及び水488.5質量部を加え、混合し均一に溶解した溶液)にて浸漬洗浄(浸漬時間2秒)、電解洗浄(電流密度14A/dm2、+→−切り替え、各電解時間1秒)を行い、流水で5秒間すすぎ、アルカリ洗浄液を鋼板表面から除去した。次に、上記のリンス剤組成物(25℃)をスプレー圧0.1MPaで0.5秒間鋼板表面に噴霧し、続いて0.5秒間エアブロー(5m3/min)し、鋼板表面の水ぬれ面積(%)を測定した。水ぬれ面積はエアブロー直後の鋼板の写真を撮影し、水に濡れた部分の面積を方眼紙にあてはめて算出し、5回の平均値の少数点以下一桁を四捨五入した。値が小さい程、乾燥性が良いため、撥水性に優れたリンス剤組成物であることを意味する。
縦7cm、横10cmに裁断した厚さ0.7mmの冷間圧延鋼板(JIS規格:SPCC、太佑機材株式会社製)をn−ヘキサンにて脱脂し、80℃に加温したアルカリ洗浄液(500mLガラスビーカーに、水酸化ナトリウム10質量部、グルコン酸ナトリウム1質量部、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.5質量部、及び水488.5質量部を加え、混合し均一に溶解した溶液)にて浸漬洗浄(浸漬時間2秒)、電解洗浄(電流密度14A/dm2、+→−切り替え、各電解時間1秒)を行い、流水で5秒間すすぎ、アルカリ洗浄液を鋼板表面から除去した。次に、上記のリンス剤組成物(25℃)をスプレー圧0.1MPaで0.5秒間鋼板表面に噴霧し、続いて0.5秒間エアブロー(5m3/min)し、鋼板表面の水ぬれ面積(%)を測定した。水ぬれ面積はエアブロー直後の鋼板の写真を撮影し、水に濡れた部分の面積を方眼紙にあてはめて算出し、5回の平均値の少数点以下一桁を四捨五入した。値が小さい程、乾燥性が良いため、撥水性に優れたリンス剤組成物であることを意味する。
<2:低発泡性(抑泡性)の評価>
1000mLガラス製メスシリンダー(目盛り単位:10mL)に上記のリンス剤組成物を200mL添加し、液温を25℃に保持した。液中にガラスボールフィルター(木下理化工業株式会社製、木下式ガラスろ過器ボールフィルター503G、タイプ:No.3(精密)、球径:20mm、フィルター穴径:20〜30μm、管外径:8mm、管長:300mm)を挿入し、窒素を270mL/分で流入した。窒素により発泡し、気−液界面が上昇する、5分後の気−液界面(mL)を測定した。メスシリンダーの目盛り上限の1000mL以下であったものを○、1000mLを超えたものを×とした。
1000mLガラス製メスシリンダー(目盛り単位:10mL)に上記のリンス剤組成物を200mL添加し、液温を25℃に保持した。液中にガラスボールフィルター(木下理化工業株式会社製、木下式ガラスろ過器ボールフィルター503G、タイプ:No.3(精密)、球径:20mm、フィルター穴径:20〜30μm、管外径:8mm、管長:300mm)を挿入し、窒素を270mL/分で流入した。窒素により発泡し、気−液界面が上昇する、5分後の気−液界面(mL)を測定した。メスシリンダーの目盛り上限の1000mL以下であったものを○、1000mLを超えたものを×とした。
Claims (4)
- 一般式(1):
一般式(2):R9−O−(EO)p(PO)q−H (2)
(式中、R9は炭素数12以上22以下のアルキル基又はアルケニル基、EOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基、pはEOの平均付加モル数、qはPOの平均付加モル数であって、pは1以上5以下、qは8以上15以下、p/qは0.2以上0.4以下である。−(EO)p(PO)q−はこの順番でブロック付加したものである。)で表される非イオン界面活性剤を含有する、鋼板用リンス剤組成物。 - 前記ポリアミンと前記非イオン界面活性剤の質量比(ポリアミン/非イオン界面活性剤)が0.5以上1.0以下である、請求項1記載の鋼板用リンス剤組成物。
- さらに、水を含有し、
前記ポリアミンと前記非イオン界面活性剤の合計割合が0.003質量%以上0.2質量%以下である、請求項1又は2に記載の鋼板用リンス剤組成物。 - 請求項1から3のいずれかに記載の鋼板用リンス剤組成物を用いて、鋼板をすすぐ工程を含む、鋼板のリンス方法。
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