JP4173090B2

JP4173090B2 - アルカリ洗浄剤

Info

Publication number: JP4173090B2
Application number: JP2003430265A
Authority: JP
Inventors: 章宏鈴木; 平行渡瀬; 光英村山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Chuo Kagaku Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Chuo Kagaku Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP2005187622A

Description

本発明は、鉄鋼製品の熱処理工程における洗浄に使用され、洗浄廃液の削減を図ると共に廃液処理時の環境への影響を軽減できるアルカリ洗浄剤に関する。

アルカリ洗浄剤は、洗浄力の大きなノニオン界面活性剤としてのポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルやポリオキシエチレンラウリルエーテル等と、水酸化ナトリウム、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリビルダー、及び洗浄をより効果的にするための錯化剤等を配合した水溶液で、鉄鋼製品の熱処理工程において使用される。通常は洗浄工程中に水洗工程が設けられており、そのため被洗浄物に付着残留した洗浄剤が乾燥することによって引き起こす「白粉を吹く」等の弊害についてはあまり配慮されていない。

一般に、洗浄に効果的な界面活性剤は、乳化液を生成し易く、被洗浄物に洗浄剤が付着残留し易い。そのため、乾燥後に、残留した洗浄剤のアルカリ分が空気中の二酸化炭素を吸収し、反応して炭酸塩となり、その結果「白粉を吹く」という現象が生じ、それが核となって発錆する等の不具合が発生し易い。それを防ぐために製造ラインは上記したように洗浄直後の水洗を経て次の工程に進むよう構成されており、現状の工程で作業する限りは被洗浄物に付着しているアルカリによる弊害についての対策を特に考慮する必要はない。

熱処理される鉄鋼製品は、熱処理前の加工工程において加工油等が付着しており、又、熱処理工程においても急冷油等が使用され、更に、焼き戻し後に実施されるショット・ブラスト処理によってショット粉塵やスチールボールが付着している場合があるので、次工程の前には油、及び共に付着している汚れ等を除去する必要がある。そのため、熱処理工程においては水系アルカリ洗浄剤による洗浄に加え、炭化水素系溶剤を用いる真空洗浄等が実施される。水系アルカリ洗浄液は、洗浄の回数に応じて除去した油と作用して乳化液が生成され、洗浄力が落ちると共に被洗浄物表面に残留し易くなるため、適宜、交換しなければならない。

このように洗浄工程が不可欠で、なおかつ洗浄液は適宜、交換する必要があるため、鉄鋼製品の熱処理工程における廃棄物のうち、水系アルカリ洗浄廃液が大半を占める。炭化水素系溶媒による真空洗浄は、水系アルカリ洗浄廃液の削減には効果的だが、その取り扱いについては設備コストがかかるため、必要最小限に抑えるべきである。従って、熱処理工程における洗浄廃液の削減を図るには洗浄液の交換頻度を少なくすることが必要である。

交換頻度を少なくしてアルカリ洗浄廃液量を減少させるには、（ａ）被洗浄物から除去した油と作用しにくく、乳化液を生成し難い界面活性剤を洗浄剤成分とする、（ｂ）乳化液が生成された場合には補足添加剤により乳化を破壊する、等の措置を講じて優れた洗浄力を維持する必要がある。

上記のように、被洗浄物に付着する残留アルカリによる弊害、例えば被洗浄物の表面に「白粉を吹いた」状態となり、それが核となって発錆する等についての対策としては、（ｃ）有機アルカリ剤をビルターとして使用する、（ｄ）二酸化炭素の影響を受け難い無機ビルダーを調合する、等の措置を講じて洗浄力の持続性を長くし、洗浄品質、液性能を向上する必要がある。

但し、上記の（ｃ）の措置は、残留アルカリが惹起する弊害を解決するためには有効な方法であるが、廃液の生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）や化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が増加する等のため、焼却処理が必要となる等、環境への影響に問題がある。又、界面活性剤との相互作用で洗浄力を向上せしめるビルダー作用が無機ビルダーより劣るため、洗浄力の持続性が長くないといった問題点がある。

本発明は係る従来の問題点に鑑み、課題を解決するべくなされたもので、廃液の凝集沈殿性が良く、排水処理が容易で、優れた洗浄力を持続でき、液交換の頻度を少なくして、環境影響の削減ができ、かつ洗浄液交換によって発生する操業ロスを低減することが可能な、熱処理工程用アルカリ洗浄剤を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、
（Ａ）一般式が下記の［化１］で示されるアルキルアミンオキシド、［化２］で示されるアルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシド、及び［化３］で示されるアルキルアラニンよりなる群より選ばれた一種以上の両性界面活性剤０．００５〜１重量％と、
（Ｂ）一般式が下記の［化４］で示されるアルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩０．００１〜１重量％と、
（Ｃ）一般式が下記の［化５］で示されるポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー、［化６］で示されるポリオキシエチレンオクチルエーテル、及び［化７］で示されるポリオキシエチレンデシルエーテルよりなる群より選ばれた一種以上のノニオン界面活性剤０．００２〜０．０５重量％と、
（Ｄ）アルカリビルダーとして、リン酸塩０．０５〜０．２重量％と、一般式が下記の［化８］で示される珪酸塩０．００２〜０．０３重量％と、
（Ｅ）残部の水
の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）を混合してなることが必要である。
［化１］
Ｒ_１
｜
Ｒ_２− Ｎ →Ｏ
｜
Ｒ_３
式中、Ｒ_１は炭素原子数８又は１０のアルキル基を示し、Ｒ_２、Ｒ_３は、
メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基のいずれかを示す。
［化２］
Ｒ_４
｜
Ｒ_５ＣＯＮＨ（ＣＨ_２）_３Ｎ →Ｏ
｜
Ｒ_６
式中、Ｒ₅はＣ_７Ｈ_１５−、又はＣ_９Ｈ_１９−のアルキル基を示し、
Ｒ_４、Ｒ_６は、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基のいずれかを示す。

［化３］
Ｒ_７ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ
式中、Ｒ_７はＣ_８Ｈ_１７−、又はＣ_１０Ｈ_２１−のアルキル基を示す。

［化４］

式中、Ｒ_９は炭素原子数８又は１０のアルキル基を示し、
Ｒ_８、Ｒ_１１は、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基のいずれかを示し、
Ｒ_１０は水酸基、メトキシ基、及び下記の［化４．１］で示される基を示す。
Ｘ⁻はカルボン酸イオンを示す。

［化４．１］
Ｒ_８
｜
Ｒ_９−Ｎ^＋−ＣＨ_２−ＣＨ−ＣＨ_２−（Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−
｜｜
Ｒ_１１ＯＨ
式中、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１１は上記の通り。

［化５］
ＨＯ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ−（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｍ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ−Ｈ
式中、ｍ、ｎは以下の範囲の整数を示す。
１５≦ｍ≦８０、２≦ｎ≦２００

［化６］
Ｃ_８Ｈ_１７Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ’Ｈ

［化７］
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ’Ｈ
［化６］〜［化７］の式中、ｎ’は以下の範囲の整数を示す。
１≦ｎ’≦１０

［化８］
ｘＭ_２Ｏ・ｙＳｉＯ_２
式中、Ｍはナトリウム又はカリウムを示す。
但し、０．５≦ｙ／ｘ≦３の条件を満たすこと。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキルアミンオキシドが、ジメチルカプリル（オクチル）アミンオキシド、及びジメチルデシルアミンオキシドから選ばれた一種又は二種であることが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシドが、カプリロイル（オクチロイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシド、及びカプロイル（デカノイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシドよりなる群より選ばれた一種又は二種であることが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキルアラニンが、カプリルアラニン、及びカプリン（デシル）アラニンから選ばれた一種又は二種であることが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩のアルキル第四級アンモニウムが、オクチルジメチル−２，３−ジヒドロキシプロピルアンモニウム、デシルジメチル−２，３−ジヒドロキシプロピルアンモニウム、オクチルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウム、デシルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウム、３，３’−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルオクチルアンモニウム、及び３，３'−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルデシルアンモニウムよりなる群より選ばれた一種又は二種であることが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩のカルボン酸イオンは、安息香酸、プロピオン酸、グリコール酸、クエン酸、及びグルコン酸よりなる群より選ばれた一種であることが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルカリビルダーが、ピロ燐酸カリウム、トリポリ燐酸カリウムから選ばれた一種又は二種と、一般式化８で示される珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムよりなることが好ましい。

更に、上記目的を達成するため、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩が、上記アルカリ洗浄剤の乳化を破壊するための補足添加剤として使用されることが好ましい。

本発明のアルカリ洗浄液は、
（Ａ）一般式が［化１］で示されるアルキルアミンオキシドと、［化２］で示されるアルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシドと、［化３］で示されるアルキルアラニンのいずれかから選ばれる一種以上の両性界面活性剤０．００５〜１重量％と、
（Ｂ）一般式が［化４］で示されるアルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩０．００１〜１重量％と、
（Ｃ）一般式が［化５］で示されるポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー、［化６］で示されるポリオキシエチレンオクチルエーテル、［化７］で示されるポリオキシエチレンデシルエーテルの中から選ばれる一種以上のノニオン界面活性剤０．００２〜０．０５重量％と、
（Ｄ）アルカリビルダーとして、リン酸塩０．０５〜０．２重量％と、一般式が［化８］で示される珪酸塩０．００２〜０．０３重量％と、
（Ｅ）残部の水
の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）を混合してなることを特徴としており、これによって効果的な洗浄力と防錆能力を長期間維持し、前述のショット粉塵及びスチールボール付着を防止でき、廃液の凝集沈殿性が良く、廃水処理が容易な洗浄剤を得ることができる。又、液交換の周期を長くすることが可能となり、廃液量を減少することができ、洗浄剤を交換する際の旧洗浄液の降温と、新洗浄液の昇温等に要する時間、エネルギー、その他の操業ロスを低減できる。更に、シャワー洗浄や振動洗浄の方法でアルカリ洗浄剤を２回以上変えて洗浄する多段階洗浄を行うことなどで従来よりも洗浄温度を下げることができるため、温度維持のためのエネルギーも低減できる。これらの効果により環境への影響が削減できる熱処理工程用アルカリ洗浄剤を提供することができる。

又、本発明のアルカリ洗浄液は、上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩が、上記アルカリ洗浄剤の乳化を破壊するための補足添加剤として使用されることを特徴としており、これによって油が可溶化、乳化するのを防止し、或いは乳化状態にあるアルカリ洗浄剤に作用して乳化を破壊し、アルカリ洗浄剤を正常に戻す効果を得ることができる。

本発明のアルカリ洗浄液は、（Ａ）両性界面活性剤と、（Ｂ）アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩と、（Ｃ）ノニオン界面活性剤と、（Ｄ）リン酸塩、珪酸塩と、（Ｅ）残部の水の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）を混合してなる、鉄鋼製品の熱処理工程で使用されるアルカリ洗浄剤である。

本発明のアルカリ洗浄液において、上記両性界面活性剤は、アルカリ洗浄中に０．００５〜１重量％含まれることが必要である。含有量が０．００５重量％未満の場合には、各種加工油類に対して湿潤性または浸透性が劣り、一方１重量％を超える場合には、コストアップし、廃液における生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の増加のおそれがあり、好ましくない。

上記両性界面活性剤のアルキルアミンオキシドは、ジメチルカプリル（オクチル）アミンオキシド、及びジメチルデシルアミンオキシドから選ばれた一種または二種を用いる。上記両面界面活性剤のアルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシドは、カプリロイル（オクチロイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシド、及びカプロイル（デカノイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシドから選ばれた一種または二種を用いる。アルキルアラニンは、カプリルアラニン、及びカプリン（デシル）アラニンから選ばれた一種または二種を用いることが好ましい。

本発明のアルカリ洗浄液において、上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩は、アルカリ洗浄剤中に０．００１〜１重量％含まれることが必要である。上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩は洗浄液が乳化した時に、乳化破壊のための補足添加剤として使用することが出来る。０．００１重量％以下の場合には乳化防止・破壊の効果が得られず、一方１重量％を超える場合には、コストアップし、更に廃液における生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の増加のおそれがあり、好ましくない。

上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩は、アルキル第四級アンモニウムとカルボン酸との塩からなる。アルキル第四級アンモニウムとしては、オクチルジメチル−２，３−ジヒドロキシプロピルアンモニウム、デシルジメチル−２，３−ジヒドロキシプロピルアンモニウム、オクチルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウム、デシルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウム、３，３’−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルオクチルアンモニウム、及び３，３’−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルデシルアンモニウムよりなる群より選ばれた一種または二種以上であることが好ましい。

上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩のカルボン酸イオンは、安息香酸、プロピオン酸、グリコール酸、クエン酸、グルコン酸から選ばれた一種であることが好ましい。

本発明のアルカリ洗浄液において、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー、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の中から一種以上選ばれる上記ノニオン界面活性剤はアルカリ洗浄剤中に０．００２〜０．０５重量％含まれることが必要である。含有量が０．００２重量％未満の場合には洗浄効果が劣り、一方０．０５重量％を超える場合には廃液における生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の増加のおそれがあり、好ましくない。

本発明のアルカリ洗浄液において、上記アルカリビルダーとして、ピロ燐酸カリウム、トリポリ燐酸カリウム等の燐酸塩がアルカリ洗浄剤中に０．０５〜０．２重量％含まれることが必要である。含有量が０．０５重量％未満の場合には、界面活性剤との相互作用による洗浄力向上、即ちビルダーとしての効果が劣り、防錆効果が不十分となる。一方０．２重量％を超える場合には、硫酸アルミニウムやポリ塩化アルミニウムを凝集剤として用いる通常の廃液処理における凝集沈殿性が悪化し、好ましくない。

本発明のアルカリ洗浄液において、上記アルカリビルダーの珪酸塩として、例えばメタ珪酸ナトリウム、オルソ珪酸ナトリウム、メタ珪酸カリウム、オルソ珪酸カリウムから選ばれた一種以上が０．００２〜０．０３重量％含まれることが必要である。珪酸塩は洗浄性と防錆性が共に優れたビルダーであるので、上記燐酸塩のアルカリ洗浄剤中への配合量を減少することが可能となる。含有量が０．００２重量％未満の場合には、洗浄性、防錆性が劣る。一方０．０３重量％を超える場合には、洗浄剤中に二酸化炭素を吸収してアルカリ度が落ちたり、蒸発残渣が増える等、アルカリ洗浄剤の組成が経時変化を受け易くなる。また被洗浄物への付着量が増えると乾燥後に付着している珪酸ナトリウムが空気中から二酸化炭素を吸収して「白粉を吹いた」状態になり易く、好ましくない。

本発明のアルカリ洗浄剤は、水（Ｅ）を入れた水槽に、上記した（Ａ）両性界面活性剤と、（Ｃ）ノニオン界面活性剤と、（Ｄ）リン酸塩、珪酸塩と、（Ｂ）アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩とをそれぞれ所定量投入し、混合して製造する。投入順序は上記のとおり、（Ｅ）に対して（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）を投入し、それに（Ｂ）を添加するのが好ましい。又、水を所定量より少なくして濃縮液を作成し、それを洗浄層内で希釈して所定の濃度にしても良い。このとき成分補強を行うことも可能で、これによって洗浄性能を維持し、洗浄液寿命を延ばすことが可能となる。こうして得られた本発明のアルカリ洗浄剤は、鉄鋼の熱処理時の工程において好適に使用される。

上記アルカリ洗浄剤は使用時に７０℃程度に加温して用いたり、あるいはシャワー洗浄や振動洗浄の方法でアルカリ洗浄剤を２回以上変えて洗浄する多段階洗浄を行うことが好ましい。これにより、洗浄性、防錆性が向上する上に処理温度、濃度を従来の洗浄剤より下げることができ、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）も減少し廃水処理が容易になる。尚、上記アルカリ洗浄剤は取引、運搬の便宜のため、通常濃縮液状態で保存し、使用時に上記配合量になるように希釈するのが好ましい。

本発明のアルカリ洗浄剤中の、アルキルアミン誘導体である両性界面活性剤は、アルカリ洗浄剤中に油分が可溶化、乳化し難く、シャワー洗浄や振動洗浄に適している。そのため、アルカリ洗浄剤は洗浄力を長期間持続し、洗浄液交換による操業ロスの低減を可能にする。

本発明のアルカリ洗浄剤中の上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩は、アルカリ洗浄剤に配合して油が可溶化、乳化するのを防止する。或いは、乳化状態にあるアルカリ洗浄剤に微量添加して乳化を破壊してアルカリ洗浄剤を正常に戻すことができる。加工油は例えば切削油の様に水とエマルジョンを形成しやすくするために多量のアニオン界面活性剤を含有している場合や、防錆その他の目的に合わせて石油スルホン酸のようなアニオン系の物資を含有している場合等、アニオン性を示す物が多くある。そのため、アニオン界面活性剤は洗浄剤に使用するとエマルジョン化を助長し、エマルジョン破壊が困難となり洗浄力を維持し難くなる。従って、これらの加工油を洗浄してエマルジョンの形成を防止するにはエマルジョンのコロイド粒子（油分）と相反するカチオン界面活性剤が有効である。

本発明のアルカリ洗浄剤中の上記ノニオン界面活性剤は、洗浄力を向上するのに有効である。界面活性剤は一般に数種のタイプのものを併用するのが好ましい。被洗浄物の汚れは油脂分を主とする複合体であり、これに対応するためには湿潤力に優る、浸透力、分散力がよい等の種々の性能が界面活性剤に要求される。本発明においては、カチオン界面活性剤のエマルジョン化を防止、破壊する性能については解明済みである。

本発明のアルカリ洗浄剤中の上記アルカリビルダーのトリポリ燐酸カリウムやピロ燐酸カリウムは、空気中の二酸化炭素を吸収しないため、アルカリ洗浄剤のアルカリ度に影響を及ぼすことがなく、被洗浄物に付着残留して乾燥した際にも二酸化炭素を吸収しないため、炭酸塩となって「白粉を吹く」といった不都合はない。一方、廃液処理において上記アルカリビルダーのトリポリ燐酸カリウムやピロ燐酸カリウムは、凝集沈殿性を著しく阻害する。従って、そのアルカリ洗浄剤への配合量は廃水処理との相関によって定める必要がある。

本発明のアルカリ洗浄剤中の上記アルカリビルダーのメタ珪酸ナトリウムやオルソ珪酸ナトリウムは、洗浄力、防錆力が優れたビルダーであり、併用すると洗浄力の維持に有効である。珪酸は炭酸より弱酸であるので、二酸化炭素の影響を受けやすくその影響が洗浄力や防錆力に反映されるが、上記燐酸塩との併用により双方の長所を生かすことが可能になる。本発明は優れた効果を有する各主成分をよく配合することにより長期間洗浄力を維持して、防錆性が優れたアルカリ洗浄剤を提供し、環境への影響を削減することができる。

以下、実施例にて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。評価は、次に示した（１）〜（６）の項目について、それぞれ判定基準を設けて◎、○、△、×の４段階（一項目のみ◎、×の２段階）で評価した。
（１）洗浄性（残油分量）；基準となる鉄鋼製自動車用部品（表面積；２〜３ｄｍ^２、重量；５００〜１０００ｇ）を用いて洗浄作業を行い、部品表面に残る油分量を測定し、以下に設定した評価基準に従って評価した。結果は表１に示した。
◎；１０ｍｇ未満
○；１０ｍｇ以上〜２０ｍｇ未満
△；２０ｍｇ以上〜４０ｍｇ未満
×；４０ｍｇ以上
次に示した（２）〜（６）の項目については鉄鋼製品の熱処理工程にて通常の洗浄作業を行い、液交換が必要になった時点での各項目について評価した。なお、（４）の洗浄温度は、使用期間中に、効率よく洗浄できるとして設定された温度である。
（２）防錆性（不純物濃度）；鉄鋼製品の熱処理工程にて通常の洗浄作業を行い、液交換が必要になった時点での廃液中のアルカリ残渣等の不純物濃度を測定し、以下に設定した評価基準に従って評価した。結果は表１に示した。
◎；１０ｐｐｍ未満
○；１０ｐｐｍ以上〜２０ｐｐｍ未満
△；２０ｐｐｍ以上〜４０ｐｐｍ未満
×；４０ｐｐｍ以上
（３）凝集沈殿性；鉄鋼製品の熱処理工程にて通常の洗浄作業を行い、液交換が必要になった時点で凝集剤として硫酸アルミニウムやポリ塩化アルミニウムを添加し、苛性ソーダで中和した後、更にポリアクリルアミド等の高分子凝集剤を添加して廃液中の不純物の凝集・沈殿ができるか否かを確認し、以下に設定した評価基準に従って評価した。結果は表１に示した。
◎；凝集・沈殿あり
×；凝集・沈殿なし
（４）洗浄温度（液温度）；鉄鋼製品の熱処理工程にて通常の洗浄作業を行い、使用期間中に、効率よく洗浄できるとして設定された温度について以下に設定した評価基準に従って評価した。結果は表１に示した。
◎；７１℃未満
○；７１℃以上〜８０℃未満
△；８０℃以上〜９０℃未満
×；９０℃以上
（５）化学的酸素要求量（ＣｈｅｍｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ）；鉄鋼製品の熱処理工程にて通常の洗浄作業を行い、液交換が必要になった時点での廃液のＣＯＤを、ＪＩＳＫ０１０２：１９９８１７．「１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯＤＭｎ）」に従って分析し、以下に設定した評価基準に従って評価した。結果は表１に示した。
◎；１００ｐｐｍ未満
○；１００ｐｐｍ以上〜２００ｐｐｍ未満
△；２００ｐｐｍ以上〜４００ｐｐｍ未満
×；４００ｐｐｍ以上
（６）液交換サイクル；鉄鋼製品の熱処理工程にて通常の洗浄作業を行い、洗浄水槽（１６ｔ）の液交換が必要になるまでの時間を、以下に設定した評価基準に従って評価した。結果は表１に示した
◎；６ヶ月以上
○；４ヶ月以上〜６ヶ月未満
△；２ヶ月以上〜４ヶ月未満
×；２ヶ月未満

［実施例１］
実施例１のアルカリ洗浄液は、ピロ燐酸カリウム０．０６〜０．１重量％と、亜硝酸ソーダ０．０２〜０．０３重量％と、メタ珪酸ナトリウム０．０２〜０．０３重量％と、両性界面活性剤としてのデシルジメチルアミンオキシド０．０１〜０．０１５重量％と、デシルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウムの安息香酸塩０．００５〜０．０１重量％と、ノニオン界面活性剤としてのポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー０．００６〜０．０１重量％と、水残部よりなる。上記亜硝酸ソーダは被洗浄物の防錆性を向上する。

［実施例２］
実施例２のアルカリ洗浄液は、トリポリ燐酸カリウム０．１〜０．１５重量％と、ｘＮａ_２Ｏ・ｙＳｉＯ_２で示されｙ／ｘ＝０．５であるオルソ珪酸ナトリウム０．０１〜０．０３重量％と、両性界面活性剤としてのカプリルアラニン０．０４〜０．０５重量％と、カチオン界面活性剤としての３，３'−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルオクチルアンモニウムのグリコール酸塩０．０１〜０．０５重量％と、ノニオン界面活性剤としてのポリオキシエチレンデシルエーテル０．００１〜０．００５重量％とポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー０．００５〜０．０１重量％と、水残部よりなる。

［実施例３］
実施例３のアルカリ洗浄液は、ピロ燐酸カリウム０．０６〜０．１重量％と、ｘＮａ_２Ｏ・ｙＳｉＯ_２で示されｙ／ｘ＝１であるオルソ珪酸ナトリウム０．０２〜０．０３重量％と、両性界面活性剤としてのカプロイル（デカノイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシド０．０１〜０．０１５重量％と、カチオン界面活性剤としての３，３'−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルデシルアンモニウムのグリコール酸塩０．０１〜０．０１５重量％と、ノニオン界面活性剤としてのポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー０．００６〜０．０１重量％と、水残部よりなる。

［比較例１］
比較例１の洗浄剤は、自動車部品としての鉄鋼製品を熱処理する際に、後洗浄として使用される、一般的な洗浄剤である。即ち、該洗浄剤は、２−アミノエタノール０．８〜１．７重量％と、両性界面活性剤としてのデシルジメチルアミンオキシド０．１〜０．２重量％と、ノニオン界面活性剤としてのポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー０．０７〜０．１５重量％と、硼酸０．０７〜０．１５重量％と、エチレンジアミン４酢酸０．０３〜０．０６重量％と、ベンゾトリアゾール０．０３〜０．０６重量％と、水残部とよりなる。上記２−アミノエタノールは、有機アルカリビルダーである。上記硼酸は２−アミノエタノールと共に被洗浄物が洗浄後に放置乾燥される間の防錆性を改善する。上記エチレンジアミン４酢酸は油汚れ中の金属酸化物や、金属表面の酸化物に作用して、該洗浄液に溶解することができる錯体を形成することにより洗浄力を向上する。上記ベンゾトリアゾ−ルは防錆力を向上し、特に洗浄機に銅及び銅合金の部品が用いられている場合には、それらの部品に対する該洗浄剤の腐食性を改善する。

［比較例２］
比較例２の洗浄剤は、ピロ燐酸カリウム０．０６〜０．１％と、亜硝酸ソーダ０．０３〜０．０５％と、両性界面活性剤としてのテシルジメチルアミンオキシド０．０１５〜０．０２％と、ノニオン界面活性剤としてのポリオキシエチレン・ポリオキシオキシプロピレングリコール（ブロックポリマー）０．０１〜０．０１５％と、水残部とよりなる。上記亜硝酸ソーダは被洗浄物の防錆性を向上する。

上記実施例１、比較例１、及び比較例２の洗浄剤は上述の通り実際に長期間使用し、上記した（１）〜（６）の項目それぞれについて評価した。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜３のアルカリ洗浄剤は、全ての評価項目において良好な結果を示した。比較例１の洗浄剤は、実施例１のアルカリ洗浄剤と比べて凝集・沈殿性と化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の項目で大きく劣り、洗浄温度、液交換サイクルにおいても劣るという結果であった。又、比較例２の洗浄剤は、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の項目については実施例に次ぐ、良好な結果を示したがその他の項目に関しては比較例１と同様であった。

本発明のアルカリ洗浄液は、
（Ａ）一般式が［化１］で示されるアルキルアミンオキシド、［化２］で示されるアルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシド、及び［化３］で示されるアルキルアラニンよりなる群より選ばれた一種以上の両性界面活性剤０．００５〜１重量％と、
（Ｂ）一般式が［化４］で示されるアルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩０．００１〜１重量％と、
（Ｃ）一般式が［化５］で示されるポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー、［化６］で示されるポリオキシエチレンオクチルエーテル、及び［化７］で示されるポリオキシエチレンデシルエーテルよりなる群より選ばれた一種以上のノニオン界面活性剤０．００２〜０．０５重量％と、
（Ｄ）アルカリビルダーとして、リン酸塩０．０５〜０．２重量％と、一般式が［化８］で示される珪酸塩０．００２〜０．０３重量％と、
（Ｅ）残部の水
の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）を混合してなることを特徴としており、これによって効果的な洗浄力と防錆能力を長期間維持し、ショット粉塵及びスチールボール付着を防止でき、廃液の凝集沈殿性が良く、廃水処理が容易な洗浄剤を得ることができる。又、液交換の周期を長くすることが可能となり、廃液量を減少することができ、洗浄剤を交換する際の旧洗浄液の降温と、新洗浄液の昇温等に要する時間、エネルギー、その他の操業ロスを低減できる。更に、シャワー洗浄や振動洗浄の方法でアルカリ洗浄剤を２回以上変えて洗浄する多段階洗浄を行うことなどで従来よりも洗浄温度を下げることができるため、温度維持のためのエネルギーも低減できる。これらの効果により環境への影響が軽減できる熱処理工程用アルカリ洗浄剤を提供することができる。

Claims

（Ａ）一般式が下記の［化１］で示されるアルキルアミンオキシド、［化２］で示されるアルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシド、及び［化３］で示されるアルキルアラニンよりなる群より選ばれた一種以上の両性界面活性剤０．００５〜１重量％と、
（Ｂ）一般式が下記の［化４］で示されるアルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩０．００１〜１重量％と、
（Ｃ）一般式が下記の［化５］で示されるポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコールのブロックコポリマー、［化６］で示されるポリオキシエチレンオクチルエーテル、及び［化７］で示されるポリオキシエチレンデシルエーテルよりなる群より選ばれた一種以上のノニオン界面活性剤０．００２〜０．０５重量％と、
（Ｄ）アルカリビルダーとして、リン酸塩０．０５〜０．２重量％と、一般式が下記の［化８］で示される珪酸塩０．００２〜０．０３重量％と、
（Ｅ）残部の水
の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）を混合してなることを特徴とするアルカリ洗浄剤。
［化１］
Ｒ_１
｜
Ｒ_２− Ｎ →Ｏ
｜
Ｒ_３
式中、Ｒ_１は炭素原子数８又は１０のアルキル基を示し、
Ｒ_２、Ｒ_３は、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基のいずれかを示す。

［化２］
Ｒ_４
｜
Ｒ_５ＣＯＮＨ（ＣＨ_２）_３Ｎ →Ｏ
｜
Ｒ_６
式中、Ｒ₅はＣ_７Ｈ_１５−、又はＣ_９Ｈ_１９−のアルキル基を示し、
Ｒ_４、Ｒ_６は、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基のいずれかを示す。

［化３］
Ｒ_７ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ
式中、Ｒ_７はＣ_８Ｈ_１７−、又はＣ_１０Ｈ_２１−のアルキル基を示す。

［化４］

式中、Ｒ_９は炭素原子数８又は１０のアルキル基を示し、
Ｒ_８、Ｒ_１１は、メチル基、エチル基、ヒドロキシエチル基のいずれかを示し、
Ｒ_１０は水酸基、メトキシ基、及び下記の［化４．１］で示される基を示す。
Ｘ⁻はカルボン酸イオンを示す。
［化４．１］
Ｒ_８
｜
Ｒ_９−Ｎ^＋−ＣＨ_２−ＣＨ−ＣＨ_２−（Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−
｜｜
Ｒ_１１ＯＨ
式中、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１１は上記の通り。

［化５］
ＨＯ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ−（Ｃ_３Ｈ_６Ｏ）_ｍ−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_ｎ−Ｈ
式中、ｍ、ｎは以下の範囲の整数を示す。
１５≦ｍ≦８０、２≦ｎ≦２００

［化６］
Ｃ_８Ｈ_１７Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ'Ｈ

［化７］
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎ'Ｈ
［化６］、［化７］の式中、ｎ’は以下の範囲の整数を示す。
１≦ｎ’≦１０
［化８］
ｘＭ_２Ｏ・ｙＳｉＯ_２
式中、Ｍはナトリウム又はカリウムを示す。
但し、０．５≦ｙ／ｘ≦３の条件を満たすこと。
上記アルキルアミンオキシドが、ジメチルカプリル（オクチル）アミンオキシド、及びジメチルデシルアミンオキシドから選ばれた一種又は二種であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。
上記アルキルアミドプロピルジメチルアミンオキシドが、カプリロイル（オクチロイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシド、及びカプロイル（デカノイル）アミドプロピルジメチルアミンオキシドよりなる群より選ばれた一種又は二種であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。
上記アルキルアラニンが、カプリルアラニン、及びカプリン（デシル）アラニンから選ばれた一種又は二種であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。
上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩のアルキル第四級アンモニウムが、オクチルジメチル−２，３−ジヒドロキシプロピルアンモニウム、デシルジメチル−２，３−ジヒドロキシプロピルアンモニウム、オクチルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウム、デシルジメチル−２−ヒドロキシ−３−メトキシプロピルアンモニウム、３，３'−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルオクチルアンモニウム、及び３，３'−（エチレンジオキシ）−ジ−２−ヒドロキシプロピルジメチルデシルアンモニウムよりなる群より選ばれた一種又は二種であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。
上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩のカルボン酸イオンは、安息香酸、プロピオン酸、グリコール酸、クエン酸、及びグルコン酸よりなる群より選ばれた一種であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。
上記アルカリビルダーが、ピロ燐酸カリウム、トリポリ燐酸カリウムから選ばれた一種又は二種と、一般式［化８］で示される珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムよりなることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。
上記アルキル第四級アンモニウムのカルボン酸塩が、上記アルカリ洗浄剤の乳化を破壊するための補足添加剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ洗浄剤。