JP3590897B2

JP3590897B2 - 金属洗浄用組成物、及びそれを水で希釈してなる金属用洗浄剤

Info

Publication number: JP3590897B2
Application number: JP27737495A
Authority: JP
Inventors: 繁気賀澤; 武司河野; 淳美小菅
Original assignee: DKS CO. LTD.
Current assignee: DKS CO. LTD.
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2015-10-25
Also published as: JPH09118900A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属洗浄用組成物、及び金属用洗浄剤に関し、詳しくは、鉄系金属部品および非鉄系金属部品に付着する加工油、切り粉、指紋、塵芥などの除去に用いる、防錆機能を併せ持つ水リンス（水すすぎ）不要の洗浄用組成物およびそれを水で希釈した金属用洗浄剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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で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。
【０００３】
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、当該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た。
【０００４】
従来、これらの洗浄には、
▲１▼ＣＦＣ−１１３や１，１，１−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類▲２▼石油系炭化水素類等の溶剤
▲３▼水系洗浄剤
などの洗浄剤が用いられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した洗浄剤▲１▼〜▲３▼の使用には次のような問題があった。
【０００６】
▲１▼ハロゲン化炭化水素類は、オゾン層を破壊する物質として使用削減あるいは全廃される予定にある。
【０００７】
▲２▼石油系炭化水素類等の溶剤にあっては引火点を有するために取扱いに多大の配慮が必要であった。
【０００８】
▲３▼水系洗浄剤にあっては、鉄系金属を洗浄処理する場合、非鉄系金属を洗浄処理する場合、の各々に洗浄ラインを設ける必要性があり、設備の設置場所の問題や設備価格がかかり過ぎるという問題があった。
【０００９】
また、いずれの場合も水のすすぎが必要であり、新たに排水処理設備を設けたり、水のリサイクル処理システムの導入が求められ、すすぎ液排水の処理に多大のコストがかかるという問題があった。
【００１０】
さらに、鉄系金属の洗浄においては、脱脂洗浄の後に防錆成分を含むすすぎ液で洗浄剤成分を除去すると共に防錆処理が行なわれてきたが、脱脂洗浄工程及び防錆処理における２種類以上の薬剤の混入という点で、浴液管理が難しいという問題等もあった。
【００１１】
［発明の目的］
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オゾン層を破壊する化合物を含まず、優れた洗浄性能を有し、かつ引火点を有さず、鉄系金属を洗浄処理する場合でも非鉄系金属を洗浄処理する場合でも同じ洗浄ラインを使用することができ、しかも水のすすぎが不必要で、また、防錆を目的とした薬剤を別途配合することなく錆の発生を防ぐことができる、金属洗浄用組成物、及び金属用洗浄剤を提供するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属洗浄用組成物は、下記（Ａ）〜（Ｆ）成分よりなる金属洗浄用組成物である。
【００１３】
（Ａ）ドデカン２酸：１〜１５重量％（以下、単に「％」という）、
（Ｂ）炭素数が２〜４の脂肪族アルコールのエチレンオキシド２モル付加物：３３〜７０％、
（Ｃ）非イオン界面活性剤：０．５〜５％、
（Ｄ）ニトリロトリ酢酸またはその中和塩、あるいはエチレンジアミンテトラ酢酸またはその中和塩：０．５〜３％、
（Ｅ）アルカノールアミン：０．５〜６０％、但し前記（Ａ）成分の使用量の５０％以上であって４００％を超えない範囲、
（Ｆ）水：残部、但し５％以上。
【００１４】
本発明の金属用洗浄剤は、請求項１に記載の金属洗浄用組成物を水で０．５〜１５％に希釈し、ｐＨを７．０〜８．５としてなるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［手段を構成する要件］
（Ａ）成分
（Ａ）成分としては、炭素数が１２の脂肪族ジカルボン酸であるドデカン２酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ_２）_１０−ＣＯＯＨ）に限定される。
【００１６】
配合量は１〜１５％であり、より好ましくは５〜１０％である。配合量が１％未満であれば、鉄系素材に対する防錆性能が発揮しにくくなり、充分な防錆性能を出すには高濃度で使用しなければならず不経済となる。また、１５％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。炭素数が１０以下のジカルボン酸、例えばセバシン酸、スベリン酸、アジピン酸、テレフタル酸、あるいはモノカルボン酸のオクチル酸等はいずれの場合も、水溶液のｐＨが７．０〜８．５の領域の場合でも、鋳物等の鉄系金属に対して充分な防錆性能が得られないことや、防錆性能を得るためには高濃度で使用しなくてはならず、仕上り性に悪影響を与えたり、その使用が不経済となるなど、適当ではない。
【００１７】
（Ｂ）成分
（Ｂ）成分の炭素数２〜４の脂肪族アルコールエチレンオキシド２モル付加物としては、ジ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プロピルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルエーテル、ジ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イソブチルエーテルが挙げられる。
【００１８】
配合量は３３〜７０％であり、３３％未満であれば、充分な洗浄性能が得られず、また、各金属部品に付着する加工油等の汚染物質を洗浄した際に除去された汚染物質の分離性が悪くなり、洗浄剤の寿命が短くなって経済的でない。また、７０％を超えると、洗浄後の仕上り性が悪くなり、やはり好ましくない。
【００１９】
なお、炭素数２〜４の脂肪族アルコールエチレンオキシド１モル付加物は人体に対する悪影響が懸念され、３モル以上の付加物は洗浄効果が劣り、かつ洗浄後において染みとなって現れやすく外観性の点で適当でない。
【００２０】
（Ｃ）成分
（Ｃ）成分の非イオン界面活性剤としては、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ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーなどが挙げられる。
【００２１】
用いる非イオン界面活性剤のＨＬＢは８〜１５が好ましい。
【００２２】
配合量は０．５〜５％であり、０．５％未満であれば、充分な洗浄性能が得られず、５％を超す場合、汚染物質と乳化しやすくなり、油水分離性能が悪くなり、洗浄剤の寿命が短くなることや、洗浄後のしみとなって現れやすくなり、適当でない。
【００２３】
一方、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのようなその構造にベンゼン環を有する非イオン界面活性剤を用いた場合、油水分離性能が悪くなり、また、生分解性も悪いためあまり好ましくない。
【００２４】
（Ｄ）成分
（Ｄ）成分であるニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）またはその中和塩、あるいはエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）あるいはその中和塩は、キレート剤として加えられる。
【００２５】
配合量は０．１〜３．０％であり、０．１％未満であれば、工業用水や井水等の硬水で本洗浄用組成物を希釈した場合や、カルシウム等の無機成分を含んだ汚染物質が混入した場合、水不溶性の沈殿物が生成し、設備にトラブル等を起こさせたり、洗浄不良となる可能性があり好ましくない。また、３％を超える場合には洗浄後の仕上り性が悪くなるため好ましくない。
【００２６】
（Ｅ）成分
（Ｅ）成分のアルカノールアミンとしては、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などが挙げられる。配合量は０．５〜６０％であり、（Ａ）成分であるドデカン２酸の使用量の５０％以上で４００％を超えない範囲である。洗浄用組成物のｐＨが水で０．５〜１５．０％に希釈した場合に、７．０〜８．５の範疇に入るようにドデカン２酸のｐＨ調整剤的な役割として、ドデカン２酸の量と連動して添加される。原液はｐＨを問わない。
【００２７】
洗浄剤のｐＨが７．０以下であればドデカン２酸は水溶液中に析出したり、鉄系金属に対して充分な防錆性能が得られなかったり、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り好ましくない。
【００２８】
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。
【００２９】
（Ｆ）成分
水は本組成物を均一な液体製品とするため、残部として５％以上添加される。５％未満であれば、引火性が発現し、消防法第４類第３石油類に該当する液体となり、取扱安全性に問題があり適当でない。
【００３０】
なお、その添加量は前述の本洗浄用組成物の有効成分および後述の添加剤の量と水の総量が１００部となるように加えられる。
【００３１】
その他
本洗浄用組成物を実際の洗浄工程で用いる場合は、水により０．５〜１５％に希釈して使用する。
【００３２】
洗浄工程は、洗浄槽（２槽）、液切り槽、乾燥槽が基本構成であり、洗浄１槽目は５〜１５％の濃度設定を行い、２槽目は１槽目より稀薄な濃度設定を行い、超音波方式、噴霧方式、バブリング方式、バレル方式、浸漬揺動方式等の物理的操作を加えて洗浄が行われる。液切り槽では、エアブロー方式、遠心分離方式、引上げ方式等の物理的操作が加えられ、乾燥槽では、熱風方式、減圧方式、真空方式等の操作が行われる。
【００３３】
なお、洗浄対象素材や被洗浄汚染物質等の条件により洗浄工程は適時調整され、場合によっては、洗浄槽の後に水によるすすぎの工程が入ることや、洗浄槽が１槽に短縮されたり、３槽以上の多層に増やされることもある。
【００３４】
本洗浄用組成物は前述の構成成分の他に、ベンゾトリアゾール類やフェニルテトラゾール類等の腐食抑制剤やアニオン界面活性剤や両性界面活性剤を適時配合して用いることも可能である。
【００３５】
本発明組成物において炭素数１２の脂肪族ジカルボン酸（ドデカン２酸）を選定することにより、ｐＨ７．０〜８．５の領域で鉄系金属に対し優れた防錆性能が得られ、炭素数２〜４の脂肪族アルコールのエチレンオキシド２モル付加物を選定することにより、洗浄性能と油水分離性に優れた性能を得ることができる。非イオン界面活性剤を加えることにより、優れた洗浄性能が得られ、ニトリロトリ酢酸やエチレンジアミンテトラ酢酸を選定することにより、硬水や混入してくる無機金属に対して優れた耐性を示すことができる。
【００３６】
また、水を添加することにより組成物の引火性を消失させることができる。
【００３７】
【実施例】
実施例１〜１０、及び比較例１〜１５
下記［表１］〜［表３］に記載した組成物成分を、同表に併記した割合（％）で以て配合し、洗浄用組成物を得た。
【００３８】
【表１】

。
【００３９】
【表２】

。
【００４０】
【表３】

。
【００４１】
得られた洗浄用組成物に関し、下記▲１▼〜▲７▼の点について調べた。
【００４２】
▲１▼素材に与える影響（試験−１）
▲２▼仕上がり性（試験−２）
▲３▼防錆性（試験−３）
▲４▼安全性（試験−４）
▲５▼洗浄性（試験−５）
▲６▼油水分離性（試験−６）
▲７▼耐硬水性（試験−７）
結果を［表４］［表５］及び［表６］に示す。
【００４３】
試験−１
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用組成物を、水を用いて１０％濃度（ｗ／ｖ）に希釈し、これにより洗浄剤を得た。
【００４４】
得られた洗浄剤を５０℃に加温し、この溶液に一定処理を行った標準的アルミニウム板（ＪＩＳＨ４０００２０２４Ｐ）を１時間浸漬させた。
【００４５】
所定時間後、この板を取出し、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。
【００４６】
［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。
【００４７】
試験−２
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用組成物を、水を用いて１％濃度（ｗ／ｖ）に希釈し、これにより洗浄剤を得た。
【００４８】
得られた洗浄剤を５０℃に加温し、この溶液に一定処理を行った標準的鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＢ）を１分間浸漬させた。
【００４９】
所定時間後、この板を取出し、８０℃で熱風乾燥を行った後、表面の仕上り状態について以下の基準にて比較した。
【００５０】
［基準］
○：仕上り状態が良い
△：仕上り状態が少し悪い
×：仕上り性悪い。
【００５１】
試験−３
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用組成物を、水を用いて１％濃度（ｗ／ｖ）に希釈し、これにより洗浄剤を得た。
【００５２】
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。
【００５３】
［基準］
◎：発錆なし
○：発錆５％未満
△：発錆５％以上〜２５％未満
×：発錆２５％以上。
【００５４】
試験−４
上記において得られた洗浄用組成物の安全性を以下の基準にて比較した。
［基準］
○：標準的取扱いが可能
（消防法や労働安全衛生法等の法令により制限を受けない）
×：取扱いに充分な配慮が必要とされる
（消防法や労働安全衛生法等の法令により制限を受ける）。
【００５５】
試験−５
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する。
【００５６】
上記において得られた洗浄用組成物を、水を用いて１０％濃度（ｗ／ｖ）に希釈し、これにより洗浄剤を得た。
【００５７】
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に１％濃度（ｗ／ｖ）に希釈したものを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。
【００５８】
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。
【００５９】
［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。
【００６０】
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用組成物を、水を用いて１０％濃度（ｗ／ｖ）に希釈し、これにより洗浄剤を得た。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
［基準］
○：分離率８０％以上
△：分離率５０％以上８０％未満
×：分離率５０％未満。
【００６４】
試験−７
耐硬水性を以下の方法で比較した。
上記において得られた洗浄用組成物を、京都市の水道水を用いて１０％濃度（ｗ／ｖ）に希釈し、これにより洗浄剤を得た。
【００６５】
得られた洗浄剤１００ｍｌを５０℃、３０分放置し、その後の液状態を確認し、以下の基準にて洗浄剤の耐硬水性の評価を行った。
【００６６】
［基準］
○：３０分後無色透明液体のままである
×：３０分後白色沈殿が生成する。
【００６７】
【表４】

【表５】

【表６】

【００６８】
【発明の効果】
本発明により、オゾン層を破壊する心配がなく、優れた洗浄性能を有し、かつ引火点を有さず、鉄系金属を洗浄処理する場合でも非鉄系金属を洗浄処理する場合でも同じ洗浄ラインを使用することができ、しかも水のすすぎが不必要で、また、防錆を目的とした薬剤を別途配合することなく錆の発生を防ぐことができる水希釈型の金属洗浄用組成物、及び水で希釈されてなる金属用洗浄剤を提供することができた。

Claims

下記（Ａ）〜（Ｆ）成分よりなる金属洗浄用組成物。
（Ａ）ドデカン２酸：１〜１５重量％、
（Ｂ）炭素数が２〜４の脂肪族アルコールのエチレンオキシド２モル付加物：３３〜７０重量％、
（Ｃ）非イオン界面活性剤：０．５〜５重量％、
（Ｄ）ニトリロトリ酢酸またはその中和塩、あるいはエチレンジアミンテトラ酢酸またはその中和塩：０．５〜３重量％、
（Ｅ）アルカノールアミン：０．５〜６０重量％、但し前記（Ａ）成分の使用量の５０重量％以上であって４００重量％を超えない範囲、
（Ｆ）水：残部、但し５重量％以上
請求項１記載の金属洗浄用組成物を水で０．５〜１５重量％に希釈し、ｐＨを７．０〜８．５とした金属用洗浄剤。