JP4866275B2 - 金属製品用洗浄剤及び金属製品用洗浄剤水溶液 - Google Patents
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このような理由から,各方面において用途が拡大してきている。身近なところでは眼鏡のフレーム,腕時計金具や人工歯骨等に,高耐食性を活用した工業材料として,熱交換器,バルブ,配管および合成塔等に,また,比強度・耐熱性の高さを利用した航空・宇宙分野にも広く使用されている。
上記のようなチタン或いはチタン合金を含む金属用洗浄剤としては,スルファミン酸−オキシカルボン酸系洗浄剤が知られている。例えば特許文献1に記載された洗浄剤は,他の従来公知の無機酸,無機アルカリを用いた洗浄剤と比べて,従来の無機酸,無機アルカリを用いなければ除去できなかった石灰質化した歯石・排水管内壁に付着したスケール等の除去に有効であるとともに,取扱いおよび環境にやさしい洗浄剤であって安全に使用できるという長所があり,洗浄対象物であるカルシウム化合物等が付着した金属製品を洗浄する際に,高い洗浄力を有しつつ,金属の水素脆化及び金属溶出を抑止する能力にある程度優れた特性を発揮することが出来る点で,優れた洗浄剤であると言える。
従って,本発明の主たる目的は,上記従来の洗浄剤を基礎として,これを改良し,洗浄対象物であるカルシウム化合物等が付着したチタン製品を洗浄する際に,高い洗浄力を提供しつつ,金属の水素脆性及び金属溶出を抑止する能力に優れたスルファミン酸−オキシカルボン酸系洗浄剤を提供することにある。
本発明のさらなる特徴及びそれがもたらす効果は,以下に詳述する発明を実施するための最良の形態に基づいて,より明確に理解されよう。
以下に述べる試験例などによって,具体的内容が理解される。
以下に,本発明の効果を証明する試験例及びその結果を記す。まず最初に,試験に用いた洗浄液の成分表を表1に記す。
なお,上記のうち,酢酸ナトリウムを添加した溶液Fからは環境に影響のある臭気を発する酢酸が,硫化ナトリウムを添加した溶液Gは毒性ガスである硫化水素が,溶液調製時および下記試験中に発生した。
従って,環境保護の観点から,上記酢酸ナトリウムを添加した溶液F及び硫化ナトリウムを添加した溶液Gについては,洗浄剤としては採用されない。
上記A〜Gの洗浄剤によるチタンの溶出試験を行った。結果は下の表2に示される。
30mm×50mm×0.5mmのチタン板(材質:純度99.85%,TP270C)をA〜Gの各溶液100g中に,浴温度353K(80℃),浸漬時間24hの条件で浸漬させ,チタンの溶出量をICP発光分析法により測定し,各溶液に対するチタンの溶出試験を行った。
下表2中のFEX.1は,溶液Aの溶出量結果を1.000としたときの各溶液の溶出量の比率,FEX.2は,溶液Aの引掻き硬度を1.000としたときの各溶液の引掻き硬度の比率を示す。なお,処理前後のpH変化の測定結果を参考までに示す。
これにより,前記従来の洗浄剤におけるクエン酸とリンゴ酸配合量の一部に替わって表1のB〜Gのアルカリ性炭酸塩の試薬をそれぞれ添加することによって,いずれもチタン溶出量が大幅に抑制されていることが分かった。
表1のA〜Gの洗浄剤の貝殻に対する溶解能力試験を行った。
これは海水を給排水する際に付着する貝殻5gをA〜Gの各溶液100g中に,浴温度298K(25℃),浸漬時間30minの条件で浸漬させ,カルシウムイオンの溶出量をICP発光分析法により測定し,各溶液の溶解洗浄能力の比較を行った。
これより,下表3の結果が得られた。FEX.3は,溶液Aの貝殻溶出量の結果を1.000としたときの各溶液の溶出量の比率を表したものである。
上記試験1および2から,チタン溶出量と貝殻の溶出量から判断した洗浄能力とを総合的に比較するために,溶液Aのデータを1.000としたときの各洗浄剤のデータを求め,F2=(洗浄能力/溶出量)で算出し,表4に示した。
特に洗浄剤Bについては,総合評価において高度に満足できる結果であった。
水素脆化の程度を直接的に判断する材料として,洗浄対象である洗浄後のチタン材料の引張応力試験を行った。
表5に示すように,試験は,JISZ2241「金属材料引張試験方法」により,洗浄剤によるチタン板の引っ張り試験を行い,溶液Aへの浸漬後,溶液Bへの浸漬後および浸漬前の引っ張り応力試験結果を表6に示す。
次に,洗浄剤によるチタン板表面へのキャラクタリゼーションについて述べる。浸漬前のSEM写真を図1,溶液Aへの浸漬後のTi表面のSEM写真を図2に,溶液Bへの浸漬後のSEM写真を図3に示す。
浸漬前後の溶液A,溶液B共に表面状態に差が認められたが,浸漬後の溶液Aと溶液Bとのチタン板表面にも溶解による差もわずかに観察された。
いずれの試験片も引張応力により中央部が変形し,破断したことが分かる。試験3.で得られたデータからは,浸漬後の溶液A,溶液B共に浸漬前より破断伸びが抑制されていたが,その差は約2〜3%と小さく,目視では確認できなかった。
図7の浸漬前のチタン板中には全く水素が含有していない。特に,市販のチタン板は水素脆化に関して厳格に管理されている結果である。ところが,洗浄液Aの浸漬後は約40umの水素脆化が起こっているのに対し,洗浄液Bの浸漬後は約1/5の8umに抑制されることがわかった。しかも,洗浄液B中に含有する水素濃度は洗浄液Aに比較して1/6以下に減少することも判明した。
Claims (6)
- スルファミン酸,クエン酸,リンゴ酸及びアルカリ性炭酸塩の混合溶液からなり,上記スルファミン酸:クエン酸:リンゴ酸及びアルカリ性炭酸塩の配合比率(重量比)が,79〜91:7〜3:7〜3:7〜3であることを特徴とする金属製品用洗浄剤。
- スルファミン酸,クエン酸,リンゴ酸及びアルカリ性炭酸塩の混合溶液からなり,上記スルファミン酸:クエン酸:リンゴ酸及びアルカリ性炭酸塩の配合比率(重量比)が,85:5:5:5であることを特徴とする金属製品用洗浄剤。
- 上記アルカリ性炭酸塩が,炭酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,炭酸アンモニウム,炭酸カリウムのうちのいずれか1或いは複数の組み合わせである請求項1或いは2のいずれかに記載の金属製品用洗浄剤。
- 上記アルカリ性炭酸塩が,炭酸ナトリウムである請求項3に記載の金属製品用洗浄剤。
- 請求項1〜4に記載の金属製品用洗浄剤を水に希釈して得られる金属製品用洗浄剤水溶液。
- 請求項1〜4に記載の金属製品用洗浄剤を10%水溶液として水に希釈して得られる金属製品用洗浄剤水溶液。
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