JP2884027B2

JP2884027B2 - 金属洗浄剤用添加剤およびこれを含有する金属洗浄剤組成物

Info

Publication number: JP2884027B2
Application number: JP4127401A
Authority: JP
Inventors: 利正濱井; 弘之松田; 雄二下山; 浩伸大野
Original assignee: Kao Corp; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Kao Corp
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1999-04-19
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: JPH05320962A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ洗浄剤に添加
することにより、金属洗浄工程において高洗浄性を保持
しながら優れた抑泡効果を有する洗浄剤用添加剤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】鉄鋼
業界においては、製品品質の向上、生産性の向上および
各工程の合理化等の改善が必須となっており、近年、こ
れらの要求は非常に厳しいものになっている。例えば、
冷延鋼板の連続焼鈍ラインにおいてもこの要求は厳しく
なっており、当該ラインでは冷延鋼板の洗浄性アップに
よる製品品質の向上を目的とした電解洗浄時の高電流密
度化、生産性の向上を目的としたラインスピードの高速
化、また、合理化を目的として作業人員の削減が行われ
つつある。しかし、ラインの高電流密度化および高速化
に伴い洗浄液の発泡が発生している。この洗浄液の発泡
は多くの問題の原因となっている。例えば、多量の洗浄
液流失による原単位の低下や排水処理量の増加、また
は、作業環境の悪化等である。従来ではこれら洗浄液の
発泡問題に対し、アルコールやシリコン系の消泡剤によ
り対処してきたが、近年の高速洗浄ラインにこれらの消
泡剤を使用した場合、洗浄性の低下等により鋼板表面清
浄が悪くなり、次工程に進むに従い製品品質の低下が大
きくなる。また、上記問題点を解決すべく分岐脂肪酸の
添加等の検討が行われているが、非常にコストが高く実
機での使用には問題があった。このような問題のため洗
浄性アップによる製品品質の向上、生産性の向上等が達
成できていないのが現状であり、鉄鋼業界では、ライン
の高電流密度化や高速化においても高洗浄性を保持し、
かつ洗浄液の発泡を抑制でき、なおかつコストの安い金
属洗浄剤用添加剤および、これを含有する金属洗浄剤組
成物が熱望されている。

【０００３】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、こ
のような要望を満足すべく鋭意検討を重ねた結果、ある
特定の分岐カルボン酸類と特定のポリオキシアルキレン
分岐エーテル類を併用することにより、高洗浄性を保持
しつつ、洗浄液の発泡を抑制でき、かつコストの低い金
属洗浄剤が得られることを見出し、本発明を完成した。

【０００４】すなわち、本発明は次の成分（ａ）および
（ｂ）：（ａ）次の一般式（１）Ｒ^１ＣＯＯＭ（１）〔式中、Ｒ^１は炭素数１〜１２の分岐鎖を有し、全炭素
数が１６〜２０である分岐度７〜９の分岐脂肪族炭化水
素基を示し、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、炭素数１〜４の脂肪族アミン、アンモニア、ま
たはモノ、ジもしくはトリアルカノールアミンを示す〕
で表わされる分岐カルボン酸またはその塩、（ｂ）次の一般式（２）Ｒ^２−Ｏ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｍ（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｎＨ（２）〔式中、Ｒ^２は炭素数１〜１０の分岐鎖を有し、全炭素
数が１０〜１６の飽和または不飽和の炭化水素基を示
し、ｍは５〜１５の数を、ｎは３〜７の数を示す〕で表
わされるポリオキシアルキレン分岐エーテル類を含有
し、（ａ）：（ｂ）の添加重量比が７０：３０〜９９：
１であり、アルカリ度（Ｎａ_２Ｏ％）３．５〜５．０％
の使用洗浄液中の（ａ）と（ｂ）の添加濃度の和が０．
５〜１０重量％であることを特徴とする金属洗浄剤用添
加剤を提供するものである。

【０００５】本発明に使用される成分（ａ）の分岐カル
ボン酸またはその塩は、その発泡抑制作用は認められて
いたものの、コストが高いため、実機への適用ができな
い状態であった。本発明においては、これに成分（ｂ）
を併用することにより、より高い洗浄性能と、発泡抑制
作用を有し、かつコストを大きく低下させることが可能
となったものである。

【０００６】かかる成分（ａ）を示す一般式（１）中、
Ｒ^１で示される分岐脂肪族炭化水素基は、炭素数１〜１
２の分岐鎖を有し、全炭素数が１６〜２０である分岐度
（アルキル基が分岐している数）７〜９のものであり、
その例としては、２−１′−メチル−３′，３′−ジメ
チルブチル−５−メチル−７，７−ジメチルオクタン
酸、２−１′，１′，３′，３−テトラメチルブチル−
３−メチル−５，５−ジメチルヘキサン酸等が挙げられ
る。また、これらの分岐カルボン酸の塩を構成する式
（１）中におけるＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、炭素数１〜４の脂肪族アミン、アンモニアまたはモ
ノ、ジもしくはトリアルカノールアミンのイオンであ
り、具体例としては、例えばメチルアミン、エチルアミ
ン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、アンモニア、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、Ｃ_３〜Ｃ_１０のその他のアルカノールアミン、カリ
ウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等のイオ
ンが挙げられる。

【０００７】本発明に用いられる成分（ｂ）のポリオキ
シアルキレン分岐エーテル類は、一般式（２）において
Ｒ^２が炭素数１〜１０の分岐鎖を有し、全炭素数が１０
〜１６の飽和または不飽和の炭化水素基であり、ｍが５
〜１５であり、ｎが３〜７である非イオン界面活性剤で
ある。かかる成分（ｂ）の具体例としては、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレン−２−エチル−３−メチ
ルノニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロ
ピレン−１−ブチルオクチルエーテル、ポリオキシエチ
レンポリオキシプロピレン−１−ペンチルヘプチルエー
テル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン−１−
メチルウンデシルエーテル、ポリオキシエチレンポリオ
キシプロピレン−１−エチルデシルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレン−１−プロピルノニル
エーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン−
１−ブチルノニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオ
キシプロピレン−１−ペンチルオクチルエーテル、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレン−１−メチルドデ
シルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレ
ン−１−エチルウンデシルエーテル、ポリオキシエチレ
ンポリオキシプロピレン−１−プロピルデシルエーテ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン−１−ヘ
キシルヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレン−１−ブチルデシルエーテル、ポリオキシ
エチレンポリオキシプロピレン−１−ペンチルノニルエ
ーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン−１
−メチルトリデシルエーテル、ポリオキシエチレンポリ
オキシプロピレン−１−エチルドデシルエーテル、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレン−１−プロピルウ
ンデシルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロ
ピレン−１−ヘキシルオクチルエーテル、ポリオキシエ
チレンポリオキシプロピレンイソノニルエーテル、ポリ
オキシエチレンポリオキシプロピレンイソラウリルエー
テル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンイソパ
ルミチルエーテル等が挙げられる。

【０００８】本発明の金属洗浄剤用添加剤（以下、単に
「添加剤」と略称する）における、（ａ）：（ｂ）の添
加重量比は７０：３０〜９９：１であり、より好ましく
は８０：２０〜９５：５である。成分（ａ）と成分
（ｂ）の添加比がこの範囲内である場合には、発泡抑制
効果が成分（ａ）単独の場合の同等以上であり、かつ洗
浄性が向上する。これに対し、成分（ａ）がこの範囲よ
り少ない場合には発泡抑制効果が不充分である。一方、
成分（ａ）がこの範囲を超えても発泡抑制効果は保持で
きるものの、洗浄性が低下し、かつコストが高くなるた
め好ましくない。

【０００９】金属洗浄剤の洗浄液中への成分（ａ）と
（ｂ）の添加濃度の和は、０．５〜１０重量％（以下、
単に「％」と略称する）である。添加濃度の和が０．５
％未満では発泡の抑制効果が不充分であり、１０％を超
える場合は洗浄性が低下する。

【００１０】本発明の添加剤を添加する金属洗浄剤は、
使用時のpHが１０以上となるアルカリ型洗浄剤である。
就中、アルカリ度（Ｎａ₂Ｏ％）が３．５％以上の金属
洗浄剤に本発明の添加剤を添加した場合の発泡抑制効果
は特に顕著である。なお、アルカリ度５．０％を超える
金属洗浄剤に添加しても発泡抑制効果は向上せず、洗浄
タンクの腐食を促進するため、経済的な面を考慮すると
アルカリ度３．５〜５．０％の金属洗浄剤に添加するの
がより好ましい。当該金属洗浄剤に配合される成分は、
通常（イ）アルカリ剤および（ロ）界面活性剤である。

【００１１】（イ）成分のアルカリ剤は、水溶性のアル
カリ剤であり、具体例としては、苛性ソーダ、苛性カ
リ；オルソ珪酸ソーダ、メタ珪酸ソーダ、一号珪酸ソー
ダ、二号珪酸ソーダ、三号珪酸ソーダ等の珪酸ソーダ
類；トリポリリン酸ソーダ、オルソリン酸ソーダやメタ
リン酸ソーダ等のリン酸ソーダ類等が挙げられる。これ
らのアルカリ剤の最終洗浄剤に対する配合量は、洗浄液
のpHを１０以上にする量であり、通常０．１〜５０％が
好ましい。

【００１２】また、（ロ）成分の界面活性剤としては、
アニオン性界面活性剤、前記（ｂ）以外の非イオン型界
面活性剤、カチオン型界面活性剤および両性型界面活性
剤が挙げられる。

【００１３】このうち、アニオン型界面活性剤の具体例
としては、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫
酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、
ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、アルキルナ
フタレンスルフォン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコ
ハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、β−ナフタレン
スルフォン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩等が挙げ
られる。

【００１４】また、前記（ｂ）以外の非イオン型界面活
性剤としては、ポリオキシエチレン直鎖アルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレン直鎖アルキルアリールエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、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、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、
グリセリン脂肪酸モノ−、ジ−エステルなどが挙げられ
る。就中、次の一般式（３） R³-O-(C₂H₄O)_q(C₃H₆O)_rH （３）〔式中、Ｒ³は水素原子、炭素数１〜１８の直鎖脂肪族
炭化水素基またはアルキル基の炭素数が１〜１２の直鎖
アルキルフェニル基を示し、ｑは０〜６０、ｒは０〜６
０で且つｑ＋ｒは１より大きい数を示す〕で表わされる
ものが好ましい。これらの具体例としては、例えば、ポ
リオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレ
ンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテ
ル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンパルミチルエーテル、ポリオキシエチレンミリ
スチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシ
エチレントリルエーテル、ポリオキシエチレンキシレニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエー
テル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレンデシルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピ
レン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンコポリ
マー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンオクチ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプ
ロピレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレンデシルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンポリオキシプロピレンドデシルフェニルエ
ーテル、ポリオキシプロピレンオクチルフェニルエーテ
ル、ポリオキシプロピレンノニルフェニルエーテル、ポ
リオキシプロピレンデシルフェニルエーテル、ポリオキ
シプロピレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシプ
ロピレンブチルエーテル等が挙げられる。

【００１５】更に、カチオン型界面活性剤としては、ア
ルキルアミンアセテート、アルキルアミン塩酸塩、第４
級アンモニウム塩等が；両性型界面活性剤としては、ア
ルキルジメチルアミンオキサイド、アルキルカルボキシ
メチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等が挙
げられる。これら（ロ）成分の最終洗浄剤組成物に対す
る配合量は、０．０１〜３０％が好ましい。

【００１６】更に、本発明の金属洗浄剤組成物において
はより一層の洗浄効果等を向上させる目的で、有機キレ
ート型ビルダーを配合することも可能である。かかるも
のとしては、例えばグリシン、ニトリロ三酢酸、エチレ
ンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチ
レンジアミン二酢酸、イミノ二酢酸、トリエチレンテト
ラミン六酢酸、メタフェニレンジアミン四酢酸、ヒドロ
キシエチルエチレンジアミン三酢酸、ノルロイシンアミ
ノ酪酸等のアルカリ金属塩もしくは低級アミン塩などの
アミノカルボン酸類；リンゴ酸、クエン酸、グルコン
酸、グルコヘプトン酸、粘液酸等のアルカリ金属塩もし
くは低級アミン塩などのオキシカルボン酸型キレートビ
ルダーが挙げられる。

【００１７】本発明の金属洗浄剤組成物は、上記成分を
配合して常法により製造され、冷延鋼板、表面処理鋼板
等の金属加工製品の洗浄に使用される。

【００１８】

【発明の効果】本発明の金属洗浄剤組成物は、高い洗浄
力を保持しつつ、優れた発泡抑制効果を有し、かつコス
トが低いため、これを用いれば、冷延鋼板、表面処理鋼
板等の種々の金属加工製品の品質の向上、生産性の向上
等を達成することができる。

【００１９】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。

【００２０】実施例１下記表１に示す添加剤を洗浄液中に０．０５、０．５、
１．０、１０．０または３０．０％となるように添加
し、洗浄性および発泡の抑制効果（抑泡性）の評価を行
った。

【００２１】〔洗浄条件および評価方法〕（１）使用金属洗浄剤苛性ソーダ、無機リン酸ソーダ、有機キレート剤（エチ
レンジアミン四酢酸二ナトリウム）および非イオン界面
活性剤（ポリオキシエチレン（９）ｎ−ラウリルエーテ
ル）を含有する市販金属用洗浄剤を使用。

【００２２】（２）洗浄液の調整圧延油（パーム油）を洗浄液〔（１）の洗浄剤の３％水
溶液，pH１３，Ｎａ₂Ｏ％：１．５％〕中に１．０％添
加し、６０℃で１２時間攪拌し、圧延油を充分加水分解
させ、更に鹸化した。

【００２３】（３）洗浄性（脱脂性）の評価（洗浄テストピース）冷間圧延後の鋼板（縦×横×厚
さ；１００mm×５０mm×０．５mm）圧延油：パーム油エマルション（ダイレクト圧延）（評価方法）洗浄液中にテストピースを浸漬洗浄した
後、水道水により水洗し、テストピース表面の水漏れ性
を評価した（全表面が漏れた場合を１００％とし、全表
面に対する漏れ面積率で表した。）。（処理条件）洗浄液温度；６０℃ 洗浄液量；５００ml 浸漬時間；１０秒

【００２４】（４）抑泡性の評価循環式発泡試験機を用いて洗浄液を循環落下させること
により泡を発生させ、試験機底部からの泡高さにより評
価した。（評価条件）洗浄液温度；６０℃ 洗浄液量；３ｌ液循環量；６ｌ／min 循環試験機容器高さ；４００mm 測定時間；循環開始後１分測定値への最低スケール；５mm

【００２５】

【表１】

【００２６】〔評価結果〕その結果、表２に示すように
本発明添加剤を添加した洗浄剤組成物は洗浄性、抑泡性
ともに良好であった。なお成分（ａ）および（ｂ）の添
加量が０．０５％の場合は、抑泡性が充分でなく、３０
％の場合は洗浄性が充分でなかった。また、添加剤Ｎ
ｏ．４においては抑泡性の効果が著しくよく、他の添加
剤より添加量を軽減できることが予想される。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】実施例２表９に示す組成の添加剤を実施例１の洗浄液中に１．０
％添加し、実施例１と同様にして洗浄性および抑泡性を
評価した。その結果を表１０に示す。

【００３８】

【表９】

【００３９】

【表１０】

【００４０】実施例３実施例１の洗浄液に水酸化ナトリウムを添加し、Ｎａ_２
Ｏ％としてそれぞれ２．０、２．５、３．０、３．５、
４．０、４．５、５．０及び５．５％の洗浄液を調製
し、実施例２で用いた添加剤Ｎｏ．３３を１．０％添加
し、実施例１と同様にして抑泡性を評価した。その結果
を表１１に示す。

【００４１】

【表１１】

【００４２】実施例４実機連続焼鈍ラインにおいて、本発明品を使用して実生
産を行い、洗浄剤の原単位（処理鋼帯量１トン当りに消
費される洗浄剤コスト）を、従来品を使用した場合と比
較調査した。本発明品としては、下記の金属洗浄剤
（Ａ）に本発明添加剤を１．０％添加したものを使用
し、従来品としては下記の組成を有する市販の金属洗浄
剤（Ｂ）を使用した。

【００４３】

【表１２】（Ａ）：ＮａＯＨ５．０％無機リン酸１．０％有機キレート剤１．０％水９３．０％（Ｂ）：ＮａＯＨ２．０％無機リン酸１．０％有機キレート剤１．０％界面活性剤０．５％水９５．５％なお原単位比は次式に従って求めた。

【００４４】

【数１】

【００４５】その結果、図１に示すように、本発明品の
原単位比は、従来品の値に比べ洗浄スピード１２００ｍ
／分で約３分の１になることがわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続焼鈍ラインにおける本発明および従来品の
鋼帯の洗浄スピードと原単位比の関係を示す図面であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田弘之和歌山県海南市小野田1636−118 (72)発明者下山雄二千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者大野浩伸千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (56)参考文献特開平１−301799（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】次の成分（ａ）および（ｂ）：（ａ）次の一般式（１）Ｒ^１ＣＯＯＭ（１）〔式中、Ｒ^１は炭素数１〜１２の分岐鎖を有し、全炭素
数が１６〜２０である分岐度７〜９の分岐脂肪族炭化水
素基を示し、Ｍは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土
類金属、炭素数１〜４の脂肪族アミン、アンモニア、ま
たはモノ、ジもしくはトリアルカノールアミンを示す〕
で表わされる分岐カルボン酸またはその塩、（ｂ）次の一般式（２）Ｒ^２−Ｏ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｍ（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｎＨ（２）〔式中、Ｒ^２は炭素数１〜１０の分岐鎖を有し、全炭素
数が１０〜１６の飽和または不飽和の炭化水素基を示
し、ｍは５〜１５の数を、ｎは３〜７の数を示す〕で表
わされるポリオキシアルキレン分岐エーテル類を含有
し、（ａ）：（ｂ）の添加重量比が７０：３０〜９９：
１であり、アルカリ度（Ｎａ_２Ｏ％）３．５〜５．０％
の使用洗浄液中の（ａ）と（ｂ）の添加濃度の和が０．
５〜１０重量％であることを特徴とする金属洗浄剤用添
加剤。
【請求項２】冷延鋼板洗浄剤に用いるものである請求
項１記載の金属洗浄剤用添加剤。