JP5638057B2 - 金属用洗浄剤 - Google Patents

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Description

本発明は、鉄等の金属を洗浄するための金属用洗浄剤に関する。
本願は、2010年2月23日に、日本に出願された特願2010−37286号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
一般に、金属を切削・研磨加工する際には、加工時に生じる摩擦熱を除去するために切削油が使用されている。
金属加工して得た金属部品には、上記潤滑油や切削油のほか、切削屑、研磨屑が付着しているが、これらを付着させたまま使用すると、得られる金属製品の性能や品質の低下を招くことがある。そのため、通常、加工後に、洗浄剤を用いて金属部品を洗浄する工程を有している。
金属用洗浄剤には、金属に対する防錆性を有することが求められる。防錆性を有する金属用の洗浄剤としては、例えば、特許文献1に、カルボン酸とアルカノールアミンとジアミンとを含有する洗浄剤が開示されている。また、特許文献2に、アルキレンオキサイドと脂肪族カルボン酸とアルカノールアミンとを含有する洗浄剤が開示されている。
しかしながら、特許文献1,2に記載の洗浄剤では、排水処理による除去が容易ではないという問題を有していた。近年の環境問題への意識の高まりから、洗浄剤の排水処理性向上は重要な課題になっている。また、洗浄剤を容易に排水処理できれば、排水処理に要するコストを削減できる。
排水処理性に優れた洗浄剤としては、例えば、特許文献3に、ノニオン性界面活性剤とフェノール性水酸基を有する有機物を含有する洗浄剤が提案されている。特許文献4に、ノニオン系界面活性剤とカルボン酸塩と無機又は有機アルカリビルダとを含有する洗浄剤が提案されている。しかしながら、特許文献3,4に記載の洗浄剤は、防錆性が不充分であった。
特許第2923410号公報 特許第4204091号公報 特開平7−258690号公報 特開平5−222397号公報
上記のように、特許文献1〜4に記載の洗浄剤は、防錆性と排水処理性とを両立させることができなかった。また、洗浄性についてはより一層優れたものが要求されており、従来の洗浄剤ではその要求を満たせないことがあった。
加えて、実際には、同一の洗浄液で多くの部品を洗浄するため、洗浄液は切削油と金属粉の混入により徐々に汚れ、洗浄液を高圧スプレーで噴霧洗浄する場合では、切削油の混入により汚れた洗浄剤は起泡することがあるため、操業可能な抑泡性が求められている。また、洗浄剤の洗浄性と防錆性の劣化が認められた場合、その洗浄液は洗浄廃液として扱われるため、排水処理性に優れた洗浄剤が求められている。更に、大量の洗浄剤を貯蔵しておく場所の問題、洗浄剤の取り扱い性向上などの観点からは濃縮タイプの洗浄剤が求められていた。
そこで、本発明は、金属に対して高い洗浄性を有する上に、防錆性、排水処理性、抑泡性、及び、液安定性が優れる金属用洗浄剤を提供することを目的とする。
さらには、スプレー洗浄において低泡であり、洗浄性、防錆性、及び排水処理性に優れ、かつ濃縮タイプの洗浄剤でありながら液安定性に優れる金属用洗浄剤を提供することを目的とする。
ここで、洗浄性、防錆性、排水処理性、抑泡性、液安定性に優れるとは、以下の定義に基づいて記載している。
洗浄性:金属切削加工後の金属部品に付着残留する金属屑(鉄粉等)を除去できる度合いが高い洗浄液を、洗浄性に優れると定義した。
防錆性:鉄粉(或いはアルミピース)を洗浄組成物に浸漬させる処理をしても、発錆を防止或いは抑止できる洗浄液を、防錆性に優れると定義した。
排水処理性:1質量%に希釈した洗浄組成物をJISK0102、規格17の排水処理試験法により測定し、COD値が1800ppm以下に抑えられる洗浄剤組成物を、排水処理性が優れると定義した。
抑泡性:洗浄組成物に水溶性切削油を一定量共存させて振盪しても、泡立ち性を抑止できる洗浄液を、抑泡性に優れると定義した。
液安定性:洗浄剤組成物をマイナス5℃の条件下で保存しても、回復しない沈殿や白濁が発生しない組成物を、液安定性に優れると定義した。
本発明の金属用洗浄剤は、下記(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分、洗浄剤を1質量%水溶液に希釈して25℃で測定したときのpHが9以上であることを特徴とする;
(A)成分:下記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)、及び下記一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のノニオン界面活性剤;
Figure 0005638057
(式中、Rは炭素数8〜11のアルキル基、又はアルケニル基を表し;EOはエチレンオキシ基を表し;POはプロピレンオキシ基を表し;n1はEOの平均付加モル数を表し、1〜10の整数であり;m1はPOの平均付加モル数を表し、0〜5の整数である。)
Figure 0005638057

(式中、Rは炭素8〜18のアルキル基、又はアルケニル基を表し;X及びYはエチレンオキシ基の平均付加モル数を示し、XとYの和は3〜10の整数である。)
(B)成分:下記一般式(III)で表されるアミン化合物(B1)、重量平均分子量が5000〜50000のアリルアミン系重合体(B6)、及び重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IV)で表される構成単位を有するポリエチレンイミン(B5)からなる群から選ばれる少なくとも1種の含窒素有機化合物;
Figure 0005638057
(式中、Rは、炭素数7〜14のアルキル基、又はアルケニル基であり;Zは−O−、又は−NH−である。)
Figure 0005638057
(C)成分:全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、及び全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)からなる群から選択されるカルボン酸又はその塩;及び
(D)成分:下記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び下記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルカノールアミン化合物。
Figure 0005638057
(式中、R,R,及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数2〜4の直鎖のアルカノール基を表し;R,R,及びRのすべてが同時に水素原子であることはない。)
Figure 0005638057
(式中、R,R,及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数3〜6の分岐のアルカノール基を表し;R,R,及びRのすべてが同時に水素原子であることはない。)
本発明の第一の態様における金属用洗浄剤は、前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)であることが好ましい。
本発明の第一の態様における金属用洗浄剤は、前記(B)成分が、前記アミン化合物(B1)であることが好ましい。
本発明の第一の態様における金属用洗浄剤は、前記(C)成分が、前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であることが好ましい。
本発明の第一の態様における金属用洗浄剤は、前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)であることが好ましい。
本発明の第二の態様における金属用洗浄剤は、前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)であり;前記(B)成分が、前記アリルアミン系重合体(B6)、及び前記ポリエチレンイミン(B5)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の第二の態様における金属用洗浄剤は、前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)であることが好ましい。
本発明の第二の態様における金属用洗浄剤は、前記アリルアミン系重合体(B6)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0005638057
本発明の第二の態様における金属用洗浄剤は、前記ジアリルアミン系重合体(B7)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)であることが好ましい。
Figure 0005638057
Figure 0005638057
本発明の第三の態様における金属用洗浄剤は、前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)であることが好ましい。
本発明の第三の態様における金属用洗浄剤は、前記(B)成分が、前記アミン化合物(B1)であることが好ましい。
本発明の第三の態様における金属用洗浄剤は、前記(D)成分が、前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)であることが好ましい。
本発明の第三の態様における金属用洗浄剤は、前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)であることが好ましい。
本発明の第四の態様における金属用洗浄剤は、前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)であり;前記(B)成分が、前記アリルアミン系重合体(B6)、及び前記ポリエチレンイミン(B5)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の第四の態様における金属用洗浄剤は、前記(D)成分が、前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)であることが好ましい。
本発明の第四の態様における金属用洗浄剤は、前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)であることが好ましい。
本発明の第四の態様における金属用洗浄剤は、前記アリルアミン系重合体(B6)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
Figure 0005638057
本発明の第四の態様における金属用洗浄剤は、前記ジアリルアミン系重合体(B7)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)であることが好ましい。
Figure 0005638057
Figure 0005638057
本発明の第一の態様〜第四の態様における金属用洗浄剤は、さらに珪酸ナトリウムを含有することが好ましい。
本発明の第一の態様〜第四の態様における金属用洗浄剤は、前記(A)成分の含有量、前記(B)成分の含有量、前記(C)成分の含有量、及び前記(D)成分の含有量の合計が、洗浄剤全体を100質量%とした際の20質量%以上である。また、濃縮タイプの洗浄剤としては50質量%以上で且つ、前記(A)成分の含有量、前記(B)成分の含有量、前記(C)成分の含有量、及び前記(D)成分の含有量が、下記の式を満たすことが優れた液安定性を発現するために好ましい。尚、ここでA、B、C、D成分以外は大半が水(E成分)である。
{(A)成分の含有量+(B)成分の含有量}/{(C)成分の含有量+(D)成分の含有量}≦0.6
本発明の金属用洗浄剤は、金属に対して高い洗浄性を有する上に、防錆性、排水処理性、抑泡性、及び液安定性が優れる。
さらに、本発明の金属用洗浄剤は、スプレー洗浄において低泡であり、洗浄性、防錆性、及び排水処理性に優れ、かつ濃縮タイプの洗浄剤として組成物を作成しても液安定性に優れる。
本発明の金属用洗浄剤(以下、「洗浄剤」と略す。)は、(A)成分:ノニオン界面活性剤と、(B)成分:含窒素有機化合物と、(C)成分:カルボン酸又はその塩と、(D)成分:アルカノールアミン化合物とを含有する。
[(A)成分:ノニオン界面活性剤]
(A)成分のノニオン界面活性剤は、下記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)、及び下記一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のノニオン界面活性剤である。
Figure 0005638057
(式中、Rは炭素数8〜11のアルキル基、又はアルケニル基を表し;EOはエチレンオキシ基を表し;POはプロピレンオキシ基を表し;n1はEOの平均付加モル数を表し、n1=1〜10の整数であり;m1はPOの平均付加モル数を表し、m1=0〜5の整数である。)
Figure 0005638057
(式中、Rは炭素8〜18のアルキル基、又はアルケニル基を表し;X及びYはエチレンオキシ基の平均付加モル数を示し、XとYの和は3〜10の整数である。)
(A)成分は、抑泡性を有しつつ洗浄性を付与するものである。
一般式(I)中、Rは、炭素数8〜11、好ましくは炭素数8〜10のアルキル基、又はアルケニル基である。Rの炭素数が8〜11の範囲にあることにより、洗浄性が優れたものとなる。
一般式(I)におけるEOはエチレンオキシ基、POはプロピレンオキシ基である。エチレンオキシ基、及びプロピレンオキシ基は、それぞれエチレンオキシド、及びプロピレンオキシドの付加重合構造単位である。EO及びPOの付加形態は、ブロックであってもよいし、ランダムであってもよい。
EOは洗浄性を高め、POは洗浄時の抑泡性を高める効果を有する。
n1はEOの平均付加モル数で、1〜10、好ましくは3〜6であり、より好ましくは4〜6である。n1が1以上であることにより、洗浄性が優れたものとなり、10以下であることにより、洗浄時の抑泡性が優れたものとなり、洗浄剤として適したものとなる。
m1はPOの平均付加モル数で、0〜5、好ましくは0〜2である。m1が0以上であることにより、洗浄時の抑泡性が優れ、洗浄剤として適したものとなり、5以下であることにより、洗浄性が優れたものとなる。
上記平均付加モル数はn1及びm1は、n1=3〜6かつm1=0〜2であることが好ましく、n1=4〜5かつm1=0であることがより好ましい。
前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノ2−エチルヘキシルエーテル(EOの平均付加モル数が4である。)(例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:ニューコール1004)、ポリオキシエチレンデシルエーテル(EOの平均付加モル数が4である。)(例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:ノイゲンXL−40)、ポリオキシエチレンデシルエーテル(EOの平均付加モル数が5である。)(例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:ノイゲンXL−50)、ポリオキシエチレンデシルエーテル(EOの平均付加モル数が6である。)(例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:ノイゲンXL−60)、ポリオキシエチレンデシルエーテル(EOの平均付加モル数が6である。)にアルカリ触媒下、POを2モルブロック付加したもの、などが挙げられる。
前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)の含有量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の1〜30質量%であることが好ましく、5〜25質量%であることがより好ましく、10〜20質量%であることがさらに好ましく、7〜15質量%であることが特に好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)の含有量が1質量%以上であれば、洗浄性がより高くなり、30質量%以下であれば、充分な液安定性を確保でき、洗浄剤として適したものになる。
一般式(II)中、Rは、炭素数8〜18であることが好ましく、炭素数12〜18であることがより好ましく、炭素数14〜18であることが特に好ましい。下限以上であることにより洗浄性が優れたものとなり、上限以下であることにより洗浄性が優れたものとなる。
エチレンオキシ基の平均付加モル数XとYの和は、3〜10であることが好ましく、5〜10がより好ましく、さらに3〜6であることが好ましく、3〜5が特に好ましい。下限以上であることにより洗浄性が優れたものとなり、上限以下であることにより抑泡性が優れたものとなる。
ポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)の具体例としては、ポリオキシエチレンドデシルアミン(EOの平均付加モル数が5である(ライオンアクゾ(株)製、商品名:エソミンC/15))、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン(EOの平均付加モル数が5である(ライオンアクゾ(株)製、商品名:エソミンT/15))、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン(EOの平均付加モル数が10である(ライオンアクゾ(株)製、商品名:エソミンT/20))などが挙げられる。
これらの(A)成分は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
ポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)の含有量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の1〜30質量%であることが好ましく、3〜15質量%であることがより好ましく、5〜10質量%であることがさらに好ましく、5〜7質量%であることが特に好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルアミンの含有量が1質量%以上であれば、洗浄性がより高くなり、30質量%以下であれば、充分な液安定性を確保でき、洗浄剤として適したものになる。
(A)成分のなかでも、ポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)が、洗浄性、起泡性、及び防錆性に優れるため、より好ましい。
[(B)成分:含窒素有機化合物]
(B)成分の含窒素有機化合物は、下記一般式(III)で表されるアミン化合物(B1)、重量平均分子量が5000〜50000のアリルアミン系重合体(B6)、及び、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VI)で表される構成単位を有するポリエチレンイミン(B5)からなる群から選ばれる少なくとも1種の含窒素有機化合物である。
(B)成分は、防錆性、及び抑泡性を向上させるものである。
Figure 0005638057
(式中、Rは、炭素数7〜14のアルキル基、又はアルケニル基であり、Zは−O−、又は−NH−である。)
Figure 0005638057
前記アリルアミン系重合体(B6)としては、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)等が挙げられる。
Figure 0005638057
ここで、含窒素有機化合物とは、窒素原子を有する有機化合物を意味する。アリルアミン系重合体とは、アリルアミン類をモノマーとして重合させたポリマーを意味し、モノアリルアミン系重合体、又はジアリルアミン系重合体であってもよい。モノアリルアミン系重合体とは、モノアリルアミンをモノマーとして重合させたポリマーを意味する。また、ジアリルアミン系重合体とは、ジアリルアミンをモノマーとして重合させたポリマーを意味する。モノアリルアミン、及びジアリルアミンの窒素原子は、アルキル基等の置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。
前記ジアリルアミン系重合体(B7)としては、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)が挙げられる。
Figure 0005638057
Figure 0005638057
前記一般式(III)で表されるアミン化合物(B1)は、具体的には、アルキルジアミン、アルキルオキソアミンである。
ここでアルキルオキソアミンとは、前記一般式(III)中、Zが−O−の場合であって、アルコキシアルキル基を有するアミンを意味する。前記一般式(III)中、Zが−O−の場合、Rは、炭素数7〜14、好ましくは炭素数9〜11のアルキル基である。また、アルキルジアミンとは、前記一般式(III)中、Zが−NH−の場合であって、Rは、炭素数7〜14、好ましくは炭素数12〜14のアルキル基である。(B)成分のRの炭素数が下限値以上であることにより、防錆性が高くなる。一方、(B)成分のRの炭素数が上限値以下であることにより、抑泡性が高くなり、洗浄剤として適したものとなる。
前記一般式(III)におけるZは−O−、又は−NH−であるが、防錆性がより高くなる点では、−O−が好ましい。
前記アミン化合物(B1)の具体例としては、例えば、アルキルジアミン:C2n+1NHCNH(n=12〜14)(ライオンアクゾ(株)製、商品名:デュオミンCD)、アルキルオキソアミン:C2n+1OCNH(n=9〜11)(日油(株)製、商品名:アミンM14)などが挙げられる。
本願の第一の態様において、成分(A)は前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)であり、成分(B)はアミン化合物(B1)である。なかでも、一般式(III)中、Zが−O−(酸素原子)であることが低泡性であるためより好ましい。
前記アリルアミン系重合体(B6)の具体例としては、特許第2962816号、特許第4140453号、及び特開2007−204597に記載の高分子化合物が挙げられる。これらの重合体のなかでも、モノアリルアミン系重合体(B2)、ポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、及びポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)が好ましい。具体的には、モノアリルアミン系重合体(B2)としては、日東紡(株)製、商品名:PAA15C、重量平均分子量15000がより好ましい。ポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)としては、日東紡(株)製、商品名:PAS−M1、重量平均分子量20000がより好ましい。ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)としては、日東紡(株)製、商品名:PAS−H5L、重量平均分子量40000がより好ましい。
ポリエチレンイミン(B5)としては、日本触媒(株)製、商品名:エポミンSP−200、Mw10000がより好ましい。
これらの(B)成分は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記モノアリルアミン系重合体(B2)、前記ポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、前記ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)、及び前記ポリエチレンイミン(B5)としては、重量平均分子量5000〜50000のものが好ましい。さらには液安定性の点から重量平均分子量5000〜40000のものが好ましい。
なかでも、前記式(VI)、(VII)、(VIII)、又は(IX)で表される構成単位を有する各化合物の重量平均分子量は、5000〜50000であり、液安定性の点から5000〜40000がより好ましい。
なお、ここで重量平均分子量とは、特許第4140453号、及び特開2007−204597に記載の方法により、下記の方法に従い測定することができる。
[重合体の重量平均分子量の測定方法]
重合体の重量平均分子量(Mw)は、日立L−6000型高速液体クロマトグラフを使用し、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。溶離液流路ポンプは日立L−6000、検出器はショーデックスRI SE−61示差屈折率検出器、カラムはアサヒパックの水系ゲル濾過タイプのGS−220HQ(排除限界分子量3,000)とGS−620HQ(排除限界分子量200万)とをダブルに接続したものを用いた。サンプルは溶離液で0.5g/100mlの濃度に調整し、20μlを用いた。溶離液には、0.4mol/lの塩化ナトリウム水溶液を使用した。カラム温度は30℃で、流速は1.0ml/分で実施した。標準サンプルとして分子量106、194、440、600、1470、4100、7100、10300、12600、23000などのポリエチレングリコールを用いて較正曲線を求め、その較正曲線を基に共重合体の重量平均分子量(Mw)を求めた。
本願の第一の態様〜第四の態様において、(B)成分の含有量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の1〜10質量%であることが好ましく、2〜8質量%であることがより好ましく、3〜7質量%であることがさらに好ましく、3〜5質量%であることが特に好ましい。(B)成分の含有量が1質量%以上であることにより、防錆性及び抑泡性が高くなる。また、(B)成分の含有量が10質量%以下であることにより、液安定性が高くなり、洗浄剤として適したものとなる。
[(C)成分:カルボン酸又はその塩]
(C)成分のカルボン酸又はその塩は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、又は、全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)である。
(C)成分は金属に防錆性を付与し、洗浄剤に液安定性を付与するものである。 脂肪族カルボン酸の全炭素数が4〜12であり、より好ましくは8〜12である。4以上であることにより、防錆性が高くなり、全炭素数が12以下であれば、抑泡性が高くなり、洗浄剤として適したものとなる。
芳香族カルボン酸の全炭素数が7〜12であり、より好ましくは8〜12である。7以上であることにより、防錆性が高くなり、全炭素数が12以下であれば、抑泡性が高くなり、洗浄剤として適したものとなる。
カルボン酸はモノカルボン酸であってもよいし、ジカルボン酸であってもよい。具体的には、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、又は芳香族ジカルボン酸であってもよい。
脂肪族カルボン酸としては、例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸等の脂肪族モノカルボン酸;及び、ブタン二酸(コハク酸)、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸等が挙げられる。なかでも、脂肪族モノカルボン酸としては、オクタン酸、又はデカン酸が好ましく、脂肪族ジカルボン酸としては、ドデカン二酸が好ましい。
芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、ブチル安息香酸等の芳香族モノカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。
これらのカルボン酸は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
防錆性及び液安定性の点から、脂肪族カルボン酸が好ましく、オクタン酸、デカン酸、及びドデカン二酸がより好ましく、ドデカン二酸が防錆性に優れるため、特に好ましい。
塩を形成する場合の塩基としては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機塩基;アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、(イソ)プロピルアミン、ジ(イソ)プロピルアミン、モノエタノールアミン、N−メチルモノエタノールアミン、N−エチル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、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなどの有機塩基が挙げられる。カルボン酸塩は、あらかじめカルボン酸塩としたものを洗浄剤調製時に添加してもよいし、洗浄剤調製時にカルボン酸と塩基とを別々に添加してもよい。
本発明の第一の態様〜第四の態様において、(C)成分のカルボン酸又はその塩の含有量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の1〜40質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましく、10〜25質量%であることがさらに好ましく、10〜20質量%であることが特に好ましい。(C)成分の含有量が1質量%以上であれば、防錆性が優れ、40質量%以下であれば、液安定性が優れたものとなる。
[(D)成分:アルカノールアミン化合物]
(D)成分のアルカノールアミン化合物は、下記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び下記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種である。
Figure 0005638057
(式中、R,R,及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数2〜4の直鎖のアルカノール基を表し;R,R,及びRのすべてが同時に水素原子であることはない。)
Figure 0005638057
(式中、R,R,及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数3〜6の分岐のアルカノール基を表し;R,R,及びRのすべてが同時に水素原子であることはない。)
ここでアルカノール基とは、ヒドロキシアルキル基を意味する。直鎖のアルカノール基とは、直鎖状アルキル基の末端のメチル基上の水素原子が、ヒドロキシル基で置換された基を意味する。
一般式(V)中、直鎖のアルカノール基の炭素数は、2〜4であり、より好ましくは2〜3である。炭素数が上記数値範囲内であると、洗浄中のpHを維持し、防錆性、及び排水処理性に優れるため好ましい。
直鎖のアルカノール基の具体例としては、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシ−n−プロピル基、4−ヒドロキシ−n−ブチル基等が挙げられる。なかでも2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシ−n−プロピル基が好ましい。
直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物の具体例としては、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、モノ−n−プロパノールアミン、及びジ−n−プロパノールアミン等が挙げられる。なかでも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、及びモノ−n−プロパノールアミンが好ましい。
分岐のアルカノール基とは、直鎖状又は分岐状アルキル基において、メチレン基上の水素原子、又はメチン基上の水素原子が、ヒドロキシル基で置換された基、又は分岐状アルキル基のメチル基上の水素原子が、ヒドロキシル基で置換された基を意味する。
一般式(VI)中、分岐のアルカノール基の炭素数は、3〜6であり、より好ましくは3〜4である。炭素数が上記数値範囲内であると、洗浄中のpHを維持し、防錆性に優れ、より優れた排水処理性を有するため好ましい。
分岐のアルカノール基の具体的としては、2−ヒドロキシ−n−プロピル基(−CH−CHOH−CH)、2−ヒドロキシ−1−メチルエチル基、2−ヒドロキシ−n−ブチル基、3−ヒドロキシ−n−ブチル基、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、3−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、ヒドロキシ−t−ブチル基、2−ヒドロキシ−n−ペンチル基、3−ヒドロキシ−n−ペンチル基、4−ヒドロキシ−n−ペンチル基、2−ヒドロキシ−2−メチルブチル基、3−ヒドロキシ−2−メチルブチル基、4−ヒドロキシ−2−メチルブチル基、2−ヒドロキシ−3−メチルブチル基、3−ヒドロキシ−3−メチルブチル基、4−ヒドロキシ−3−メチルブチル基、2−ヒドロキシ−n−ヘキシル基、3−ヒドロキシ−n−ヘキシル基、4−ヒドロキシ−n−ヘキシル基、5−ヒドロキシ−n−ヘキシル基等が挙げられる。なかでも2−ヒドロキシ−n−プロピル基が好ましい。
分岐のアルカノール基を有するアミン化合物の具体例としては、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等が挙げられる。なかでもモノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンが好ましい。
また、本発明の第一の態様〜第四の態様において、アルカノールアミン化合物(D)としては、防錆性、及び排水処理性が優れるため、分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)が好ましい。なかでも、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンがより好ましい。
これらの(D)成分は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
本願の第一の態様〜第四の態様において、(D)成分の含有量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の1〜50質量%であることが好ましく、2〜40質量%であることがより好ましく、2〜35がさらに好ましく、2〜32質量%であることが特に好ましい。(D)成分の含有量が1質量%以上であれば、防錆性及び排水処理性がより高くなり、50質量%以下であれば、液安定性が高くなる。
本発明の一つの側面は、(A)成分が、前記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)であり、(B)成分が、前記一般式(III)で表されるアミン化合物(B1)であり、(C)成分が、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、及び全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)からなる群から選択されるカルボン酸又はその塩であり、及び(D)成分が、前記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び前記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルカノールアミン化合物である、金属用洗浄剤である。
前記側面においては、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、前記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、洗浄性、防錆性、排水処理性、抑泡性、及び液安定性に優れるため好ましい。
前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)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、及びモノ−n−プロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。
前記側面においては、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、前記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、洗浄性、防錆性、抑泡性、及び液安定性に優れ、特に優れた排水処理性を有するため好ましい。
前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)は、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩が好ましい。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。
前記側面における金属用洗浄剤は、メタ珪酸ナトリウムを含んでいてもよい。
本発明の別の側面は、(A)成分が、前記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)であり、(B)成分が、重量平均分子量が5000〜50000のアリルアミン系重合体(B6)、及び重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(IV)で表される構成単位を有するポリエチレンイミン(B5)からなる群から選択される少なくとも1種であり、(C)成分が、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、及び全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)からなる群から選択されるカルボン酸又はその塩であり、及び(D)成分が、前記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び前記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルカノールアミン化合物である金属用洗浄剤である。
前記アリルアミン系重合体(B6)は、重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。
前記ジアリルアミン系重合体(B7)は、重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)とすることができる。
前記(B)成分は、前記モノアリルアミン系重合体(B2)、又は前記ポリエチレンイミン(B5)とすることができる。
前記側面において、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、洗浄性、防錆性、排水処理性、抑泡性、及び液安定性に優れるため好ましい。
前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)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、及びモノ−n−プロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。前記側面において、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、洗浄性、防錆性、抑泡性、及び液安定性に優れ、特に優れた排水処理性を有するため好ましい。
前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)は、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩が好ましい。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。
前記側面における金属用洗浄剤は、メタ珪酸ナトリウムを含んでいてもよい。
本発明の別の側面は、(A)成分が、前記一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)であり、(B)成分が、前記一般式(III)で表されるアミン化合物(B1)であり、(C)成分が、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、及び全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)からなる群から選択されるカルボン酸又はその塩であり、及び(D)成分が、前記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び前記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルカノールアミン化合物である金属用洗浄剤である。
前記側面において、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、排水処理性、及び液安定性に優れ、特に優れた洗浄性、防錆性、及び抑泡性を有するため好ましい。
前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)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、及びモノ−n−プロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。前記側面において、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、液安定性に優れ、特に優れた洗浄性、防錆性、排水処理性、及び抑泡性を有するため好ましい。
前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)は、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩が好ましい。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。
前記側面における金属用洗浄剤は、メタ珪酸ナトリウムを含んでいてもよい。
本発明の別の側面は、(A)成分が前記一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)であり、(B)成分が、重量平均分子量が5000〜50000であるアリルアミン系重合体(B6)、及び重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(IV)で表される構成単位を有するポリエチレンイミン(B5)からなる群から選択される少なくとも1種であり、(C)成分が、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、及び全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)からなる群から選択されるカルボン酸又はその塩であり、及び(D)成分が、前記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び前記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルカノールアミン化合物である。
前記アリルアミン系重合体(B6)は、重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。
前記ジアリルアミン系重合体(B7)は、重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は重量平均分子量が5000〜50000であって、前記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)とすることができる。
前記(B)成分は、前記モノアリルアミン系重合体(B2)、又は前記ポリエチレンイミン(B5)とすることができる。
前記側面において、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ(D)成分は、直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、排水処理性、及び液安定性に優れ、特に優れた洗浄性、防錆性、及び抑泡性を有するため好ましい。
前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)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、及びモノ−n−プロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。
前記側面において、前記(C)成分は、全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)であり、かつ前記(D)成分は、分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)とすることができる。これにより、洗浄中のpHを維持し、液安定性に優れ、特に優れた洗浄性、防錆性、排水処理性、及び抑泡性を有するため好ましい。
前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)は、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミンとすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族モノカルボン酸又はその塩は、オクタン酸、又はデカン酸とすることができる。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)は、全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩が好ましい。
前記全炭素数が4〜12の脂肪族ジカルボン酸又はその塩は、ドデカン二酸とすることができる。
前記側面における金属用洗浄剤は、メタ珪酸ナトリウムを含んでいてもよい。
[(E)成分:水]
本発明の洗浄剤は、(E)成分として水を含有してもよい。水としては、イオン交換水が好ましい。
[pH]
水を含んだ洗浄剤を1質量%水溶液に希釈したときの25℃におけるpHは9以上であり、9〜11であることが好ましい。洗浄剤のpHが9以上であることにより、洗浄性及び防錆性が高くなり、pHが11以下であれば、取り扱い性が良好になる。
上記pHの調製には無機アルカリ剤、無機酸を用いることができる。
[アルカリ剤]
アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、等の無機アルカリ剤、酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸が挙げられる。これらの成分は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
[珪酸ナトリウム]
本発明の金属用洗浄剤は、珪酸ナトリウムを含有してもよい。なかでもメタ珪酸ナトリウムが好ましい。メタ珪酸ナトリウムは、防錆性を発揮し、アルミを洗浄する場合に特に良好な防錆性を発揮する。
本願の第一の態様〜第四の態様において、メタ珪酸ナトリウムの含有量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の0.5〜3質量%であることが好ましく、0.8〜2質量%であることがより好ましく、1〜1.5質量%であることがさらに好ましい。
[(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の含有量]
本発明の第一の態様〜第四の態様における金属用洗浄剤は、前記(A)成分、前記(B)成分、前記(C)成分、及び前記(D)成分の含有量(質量%)の合計が、洗浄剤組成物の総質量に対し20質量%以上であり、好ましくは26〜90質量%、さらに好ましくは36〜80質量%であり、64〜72質量%が特に好ましい。また、50質量%以上とすることにより、洗浄剤を濃縮タイプにすることができるため、洗浄剤量を低減し、流通コストを低減することができる。濃縮タイプの洗浄剤としては、好ましくは50〜90質量%、さらに好ましくは60〜80質量%であり、64〜72質量%が特に好ましい。
尚、ここで(A)、(B)、(C)、及び(D)成分以外は大半が水(E成分)である。勿論、適量の任意成分も加えることができる。
なお、本明細書において濃縮タイプの洗浄剤とは、洗浄剤に含まれる(A)成分、前記(B)成分、前記(C)成分、及び前記(D)成分の含有量(質量%)の合計が、洗浄剤組成物の総質量に対し50質量%以上である金属用洗浄剤を表す。
[成分の含有量比率]
本発明の第一の態様〜第四の態様において、洗浄剤を濃縮タイプで且つ、優れた液安定性を有する組成物とするには{(A)成分の含有量+(B)成分の含有量}/{(C)成分の含有量+(D)成分の含有量}は、0.6以下が好ましく、より好ましくは0.1〜0.5であり、さらに好ましくは0.2〜0.4である。0.6以下とすることにより、液安定性が保持でき、更に、洗浄剤を水で希釈しても、濁ることなく、速やかに均一透明な希釈液とすることができる。0.6超では、液安定性が低下する。
[その他の成分]
また、本発明の洗浄剤は、任意成分として、消泡剤、防腐剤、キレート剤などを含有してもよい。
[消泡剤]
消泡剤としては、例えば、炭素数12以上の炭化水素、高級アルコール、シリコーンなどが挙げられる。なかでも、トリデカノールが好ましい。消泡剤の添加量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の0.1〜8質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがより好ましく、1〜3質量%であることがさらに好ましい。消泡剤の含有量が0.1質量%以上であれば、充分に消泡でき、8質量%以下であれば、液安定性を向上させることができる。
[防腐剤]
防腐剤としては、例えば、メチルイソチアゾリノン、ベンズイソチアゾリノン、3−ヨード−2−プロピニルブチルカルバメートなどが挙げられる。防腐剤の添加量は、洗浄剤全体を100質量%とした際の0.01〜0.3質量%であることが好ましく、0.05〜0.2質量%であることがより好ましく、0.1〜0.2質量%であることがさらに好ましい。防腐剤の含有量が0.01質量%以上であれば、防腐性が充分に発揮され、0.3質量%以下であれば、コストを抑えることができる。
[キレート剤]
キレート剤としては、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)などのアミノカルボン酸系キレート剤、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(HEDP)などの有機ホスホン酸系キレート剤などが挙げられる。
[洗浄剤の希釈]
洗浄剤は、使用する前に、洗浄の対象物に応じて適宜希釈して使用してもよい。
洗浄の対象物が自動車用等金属部品である場合、0.3〜15質量%に希釈することが好ましく、0.5〜5.0質量%に希釈することがより好ましい。希釈濃度が0.3質量%以上であれば、充分な洗浄性、防錆性、及び抑泡性を得ることができ、15質量%超では濃度が濃すぎて洗浄剤使用量が必要以上になる。
希釈用の溶媒としては、取り扱い性に優れることから、水が好ましい。
[製造方法]
洗浄剤の製造方法としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(A)成分と(B)成分と(C)成分と(D)成分と、必要に応じてその他の成分と、溶媒とを混合することにより、製造することができる。より具体的には、例えば、溶媒中に、(A)成分と(B)成分と(C)成分と(D)成分と、必要に応じてその他の成分とを添加し、10〜30℃で攪拌することにより、製造できる。攪拌に用いる装置としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、攪拌子、攪拌羽根などを利用することができる。
溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、取り扱い性に優れることから、水が好ましい。
[作用効果]
上記のように、(A)〜(D)成分の4成分を上記範囲で含有し、且つ、水を含んだ洗浄剤を1質量%水溶液に希釈して25℃で測定したときのpHが9以上である本発明の洗浄剤は、金属に対する高い洗浄性を有する上に、防錆性、抑泡性、及び液安定性に優れる。
また、本発明の洗浄剤は、スプレー洗浄において低泡であり、洗浄性、防錆性、及び排水処理性に優れ、かつ濃縮タイプの洗浄剤にしても液安定性に優れる。本発明の洗浄剤は、切削屑や切削油の洗浄性にとりわけ優れるため、切削屑や切削油の付着が多い自動車用等金属部品の洗浄に好適に使用される。
表1に、実施例及び比較例にて使用した(A)成分(ノニオン界面活性剤)、(B)成分(アミン化合物)、(C)成分(カルボン酸)、(D)成分(アルカノールアミン化合物)を示す。表中、「C12〜14」は第2級アルキル基の炭素数を表し、「EO=」、及び「PO=」の後に記載された整数は、それぞれEOの平均付加モル数、及びPOの平均付加モル数を表す。
Figure 0005638057
(実施例1〜32、比較例1〜9)
表2,3,及び4に示す配合で各成分を混合して、各例の洗浄剤をそれぞれ調製した。なお、表2,3,及び4の配合量の単位は「質量%」であり、いずれの成分も純分換算量を示す。pHは、水を含んだ洗浄剤を1質量%水溶液に希釈し、25℃で測定したときのpHを示す。必要に応じてアルカリ剤として水酸化ナトリウム水溶液、または、酸として硫酸等の無機酸を添加してpH調整した。また、表中、水の配合量における「バランス」とは、各成分の配合量の合計が100質量%となるように水を加えたことを意味する。
得られた洗浄剤の、洗浄性、防錆性、排水処理性、抑泡性、及び液安定性を以下のように評価した。
Figure 0005638057
Figure 0005638057
Figure 0005638057
<洗浄性>
(試験方法)
鉄テストピース(TP技研(株)製 JIS G 3131 SPCC 2.5cm×7.5cm)に水溶性切削油(ユシロ化学工業(株)製 シンセティック#770)0.5mlを均一になるように塗布した。次いで、その塗布面に平均粒径が100μm〜200μmの鉄粉を0.1g塗り広げ、2時間100℃で加熱して、汚垢板を作製した。次いで、室温に冷却した汚垢板のテストピースを、1質量%に希釈した洗浄液80mlに1分間浸漬した。
その後、テストピースを洗浄液から取り出し、残留する鉄粉の量を目視により観察し、以下の基準で評価した。
5点…鉄粉を全く確認できない
4点…鉄粉をほぼ確認できない
3点…数個の鉄粉が残留
2点…数十個の鉄粉が残留
1点…数百個の鉄粉が残留
なお、3点以上であれば、実用的な洗浄性を有する。
<防錆性>
鉄防錆性
(試験方法)
シャーレの中にろ紙に配置し、そのろ紙に平均粒径が100μm〜200μmの鉄粉0.3mgを均一に載せ、1質量%に希釈した洗浄液2gを滴下し、密閉状態で、40℃の環境下、1日放置した。その後、鉄粉の錆び付き状態を目視により観察し、以下の基準で評価した。
5点…全く発錆なし
4点…ごく僅かに発錆が見られる
3点…やや発錆が見られる
2点…発錆が見られる
1点…かなり発錆が見られる
なお、3点以上であれば、実用的な防錆性を有する。
アルミ防錆性
(試験方法)
アルミテストピース(ADC−12、TP技研(株)製、商品名:A2017P、20mm×70mm×0.5mm)を液温50℃の1質量%に希釈した洗浄液100mL中に10分浸漬し、浸漬後のテストピース外観を以下の基準で評価した。
5点…全く発錆なし
4点…ほんの少し発錆が見られる
3点…やや発錆が見られる
2点…発錆が見られる
1点…かなり発錆が見られる
なお、3点以上であれば、実用的な防錆性を有する。
<排水処理性>:JISK0102、規格17に準拠
(1)凝集処理
1質量%に希釈した洗浄液500mlに、硫酸バンド(Al、8質量%)10mLを添加した後、攪拌しながら水酸化ナトリウム(NaOH)でpH7に調整した。次いで、攪拌を弱め、高分子凝集剤(栗田工業社製、クリフロック、0.1質量%)を2mL添加後、15分間攪拌して、凝集処理を行った。15分間静置後、凝集物をろ過により取り除き、ろ液を得た。
(2)COD(Chemical Oxygen Demand)測定
ろ液のCODを以下の手順で測定した。
[試薬]
・硫酸(1+2)(硫酸1に対し水が2の容量比率で希釈されたもの)
・硝酸銀溶液(200g/L)
・過マンガン酸カリウム(5mM)
・シュウ酸ナトリウム(12.5mM)
[測定]
ろ液を1g秤量し、精製水で希釈して100gにした(300mL三角フラスコ使用)。次いで、希釈したろ液に、硫酸10mL、硝酸銀溶液5mL、過マンガン酸カリウム10mLを添加した後、沸騰水浴中で30分間加熱した。次いで、シュウ酸ナトリウム10mLを添加し、脱色させ、過マンガン酸カリウムで滴定した。そして、下記の式により、CODを求めた。
CODMn (mgO/L)=(サンプル滴定量(mL)−ブランク滴定量(mL))×ファクター×1000/サンプル量(g)×0.2
[判定基準]
CODMnが1800以下で、実用的な排水処理性を有する。
<抑泡性>
(試験方法)
比色管(直径2.8cm×高さ25cm)に、1質量%に希釈した洗浄液30mlと水溶性切削油(ユシロ化学工業(株)製、商品名:ユシローケンGTS−100)3mlの混合液を入れて30回振盪し起泡させた。起泡させた直後の泡高(mm)を測定した。
尚、7mm以下であれば実用的な抑泡性を有する。
<液安定性>
(試験方法)
表2,3,及び4に示す配合で各成分を混合した洗浄剤を、−5℃の条件下に保存し、液安定性を評価した。洗浄剤の状態を目視により観察し、以下の基準で評価した。
◎・・均一透明液体
○・・白濁するが、25℃静置で回復する。
△・・白濁、分離し、25℃静置しても回復しない。
×・・固化し、25℃静置しても回復しない。
尚、回復可能であれば実用性があると判断した。
<pH測定>
表2,3、及び4に示す配合で水を含んだ洗浄剤を1質量%に希釈し、その溶液の25℃でのpHを、(株)堀場製作所製 pHメーター D−21で測定した。
(A)成分として、一般式(I)におけるRの炭素数が8〜11のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを使用した実施例1〜16の洗浄剤は、洗浄性、鉄に対する防錆性、及びアルミに対する防錆性のいずれもが優れていた。
(A)成分として、一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミンを使用した実施例17〜32の洗浄剤は、洗浄性、鉄に対する防錆性、及びアルミに対する防錆性のいずれもがより優れたものとなった。これに(B)成分として、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリメチルジアリルアミン塩酸塩、又はポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドを組み合わせて使用した実施例17、21〜29、及び31〜32の洗浄剤は、抑泡性が特に優れていた。
(C)成分として、脂肪族ジカルボン酸を使用した実施例13、14、29、及び31の洗浄剤は、鉄に対する防錆性が特に優れていた。
(D)成分として、分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を使用した実施例1〜14、17〜27、29、31及び32の洗浄剤は、前記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物を使用した実施例15〜16、28、30より排水処理性が優れていた。特に(A)成分として、一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミンを使用した実施例17〜27、29、31及び32の洗浄剤は、一般式(I)におけるRの炭素数が8〜11のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いた実施例1〜14の洗浄剤よりも、排水処理性が向上した。
(A)成分の含有量、前記(B)成分の含有量、前記(C)成分の含有量、及び前記(D)成分の含有量の合計が、洗浄剤全体を100質量%とした際の50質量%以上の関係を満たし、かつ、以下の式、{(A)成分の含有量+(B)成分の含有量}/{(C)成分の含有量+(D)成分の含有量}≦0.6の関係を満たす実施例1〜7、9〜16、及び18〜31の濃縮タイプの洗浄剤は、液安定性が優れていた。
メタ珪酸ナトリウムを含有する実施例17の洗浄剤は、アルミに対する防錆性が特に優れていた。
これに対し、アミン化合物、脂肪族カルボン酸、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、(A)成分を含有しない比較例1の洗浄剤は、洗浄性が低かった。
アミン化合物、脂肪族カルボン酸、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、一般式(I)のRの炭素数が8未満のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを使用した比較例2の洗浄剤は、洗浄性が低かった。
アミン化合物、脂肪族カルボン酸、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、一般式(I)のRの炭素数が11超のポリオキシアルキレンアルキルエーテルを使用した比較例3の洗浄剤は、洗浄性、抑泡性がともに低かった。
一般式(I)のRの炭素数が8〜11のポリオキシアルキレンアルキルエーテル、脂肪族カルボン酸、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、(B)成分を含有しない比較例4の洗浄剤は、鉄に対する防錆性、抑泡性がともに低かった。
一般式(I)のRの炭素数が8〜11のポリオキシアルキレンアルキルエーテル、アミン化合物、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、(C)成分を含有しない比較例5の洗浄剤は、鉄に対する防錆性が低かった。
一般式(I)のRの炭素数が8〜11のポリオキシアルキレンアルキルエーテル、アミン化合物、及び脂肪族カルボン酸を含有するが、(D)成分を含有しない比較例6の洗浄剤は、鉄に対する防錆性が低かった。
pHが10未満であった比較例7の洗浄剤は、洗浄性、鉄に対する防錆性がともに低かった。
アミン化合物、脂肪族カルボン酸、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、一般式(II)のエチレンオキシ基の平均付加モル数が2であるポリオキシアルキレンアルキルアミンを使用した比較例8の洗浄剤は、洗浄性が低かった。
ポリアリルアミン、脂肪族カルボン酸、及び分岐のアルカノール基を有するアミン化合物を含有するが、一般式(II)のエチレンオキシ基の平均付加モル数が15であるポリオキシアルキレンアルキルアミンを使用した比較例9の洗浄剤は、抑泡性が低かった。
また、(A)成分の含有量、前記(B)成分の含有量、前記(C)成分の含有量、及び前記(D)成分の含有量の合計が、洗浄剤全体を100質量%とした際の50質量%以上であるが、各成分の含有量が以下の式、{(A)成分の含有量+(B)成分の含有量}/{(C)成分の含有量+(D)成分の含有量}≦0.6の関係を満たさない比較例5の洗浄剤は、液安定性が低かった。
本発明の金属用洗浄剤は、金属に対して高い洗浄性を有する上に、防錆性、排水処理性、抑泡性、及び液安定性に優れる。
また、本発明の金属用洗浄剤は、スプレー洗浄において低泡であり、洗浄性、防錆性、及び排水処理性に優れ、かつ濃縮タイプの洗浄剤として組成物を作成しても液安定性に優れる。

Claims (20)

  1. 下記(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分を含有し、
    水を含んだ洗浄剤を1質量%水溶液に希釈して25℃で測定したときのpHが9以上であることを特徴とする金属用洗浄剤;
    (A)成分:下記一般式(I)で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)、及び下記一般式(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のノニオン界面活性剤;
    Figure 0005638057
    (式中、Rは炭素数8〜11のアルキル基、又はアルケニル基を表し;EOはエチレンオキシ基を表し;POはプロピレンオキシ基を表し;n1はEOの平均付加モル数を表し、1〜10の整数であり;m1はPOの平均付加モル数を表し、0〜5の整数である。)
    Figure 0005638057
    (式中、Rは炭素8〜18のアルキル基、又はアルケニル基を表し;X及びYはエチレンオキシ基の平均付加モル数を示し、XとYの和は3〜10の整数である。)
    (B)成分:下記一般式(III)で表されるアミン化合物(B1)、重量平均分子量が5000〜50000のアリルアミン系重合体(B6)、及び重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IV)で表される構成単位を有するポリエチレンイミン(B5)からなる群から選ばれる少なくとも1種の含窒素有機化合物;
    Figure 0005638057
    (式中、Rは、炭素数7〜14のアルキル基、又はアルケニル基であり;Zは−O−、又は−NH−である。)
    Figure 0005638057
    (C)成分:全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)、及び全炭素数が7〜12の芳香族カルボン酸又はその塩(C2)からなる群から選択されるカルボン酸又はその塩;及び
    (D)成分:下記一般式(V)で表される直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)、及び下記一般式(VI)で表される分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)からなる群から選ばれる少なくとも1種のアルカノールアミン化合物。
    Figure 0005638057
    (式中、R,R,及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数2〜4の直鎖のアルカノール基を表し;R,R,及びRのすべてが同時に水素原子であることはない。)
    Figure 0005638057
    (式中、R,R,及びRはそれぞれ独立に、水素原子、又は炭素数3〜6の分岐のアルカノール基を表し;R,R,及びRのすべてが同時に水素原子であることはない。)
  2. 前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)である、請求項1に記載の金属用洗浄剤。
  3. 前記(B)成分が、前記アミン化合物(B1)である、請求項2に記載の金属用洗浄剤。
  4. 前記(C)成分が、前記全炭素数が4〜12の脂肪族カルボン酸又はその塩(C1)である、請求項3に記載の金属用洗浄剤。
  5. 前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)である、請求項2〜4のいずれか一項に記載の金属用洗浄剤。
  6. 前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A1)であり;
    前記(B)成分が、前記アリルアミン系重合体(B6)、及び前記ポリエチレンイミン(B5)からなる群から選択される少なくとも1種の含窒素有機化合物である、請求項1に記載の金属用洗浄剤。
  7. 前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)である、請求項6に記載の金属用洗浄剤。
  8. 前記アリルアミン系重合体(B6)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項6又は7に記載の金属用洗浄剤。
    Figure 0005638057
  9. 前記ジアリルアミン系重合体(B7)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)である、請求項8に記載の金属用洗浄剤。
    Figure 0005638057
    Figure 0005638057
  10. 前記(A)成分が、前記ポリオキシアルキレンアルキルアミン(A2)である、請求項1に記載の金属用洗浄剤。
  11. 前記(B)成分が、前記アミン化合物(B1)である、請求項10に記載の金属用洗浄剤。
  12. 前記(D)成分が、前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)である、請求項10、又は11に記載の金属用洗浄剤。
  13. 前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)である、請求項10、又は11に記載の金属用洗浄剤。
  14. 前記(B)成分が、前記アリルアミン系重合体(B6)、及び前記ポリエチレンイミン(B5)からなる群から選択される少なくとも1種の含窒素有機化合物である、請求項10に記載の金属用洗浄剤。
  15. 前記(D)成分が、前記直鎖のアルカノール基を有するアミン化合物(D1)である、請求項10、又は14に記載の金属用洗浄剤。
  16. 前記(D)成分が、前記分岐のアルカノール基を有するアミン化合物(D2)である、請求項10、又は14に記載の金属用洗浄剤。
  17. 前記アリルアミン系重合体(B6)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VII)で表される構成単位を有するモノアリルアミン系重合体(B2)、及びジアリルアミン系重合体(B7)からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項15又は16に記載の金属用洗浄剤。
    Figure 0005638057
  18. 前記ジアリルアミン系重合体(B7)が、重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(VIII)で表される構成単位を有するポリメチルジアリルアミン塩酸塩(B3)、又は重量平均分子量が5000〜50000であって、下記一般式(IX)で表される構成単位を有するポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(B4)である、請求項17に記載の金属用洗浄剤。
    Figure 0005638057
    Figure 0005638057
  19. さらに珪酸ナトリウムを含有する、請求項1〜18のいずれか一項に記載の金属用洗浄剤。
  20. 前記(A)成分の含有量、前記(B)成分の含有量、前記(C)成分の含有量、及び前記(D)成分の含有量の合計が、洗浄剤全体を100質量%とした際の50質量%以上であり、
    前記(A)成分の含有量、前記(B)成分の含有量、前記(C)成分の含有量、及び前記(D)成分の含有量が、下記の式を満たす、請求項1〜18のいずれか一項に記載の金属用洗浄剤。
    {(A)成分の含有量+(B)成分の含有量}/{(C)成分の含有量+(D)成分の含有量}≦0.6
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