JPH06210340A

JPH06210340A - 脱脂液中の石鹸分の除去方法

Info

Publication number: JPH06210340A
Application number: JP10707792A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Hamai; 利正濱井; Koichi Yanagida; 康一柳田; Hiroyuki Matsuda; 弘之松田
Original assignee: Kao Corp; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Kao Corp
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】脱脂液中に溶解する油脂類、特に溶解脂肪酸
石鹸分を効果的に除去することのできる脱脂液中の石鹸
分の除去方法を提供すること。【構成】本発明に係る脱脂液中の石鹸分の除去方法
は、圧延鋼板の洗浄において脱脂液中に混入し溶解する
脂肪酸石鹸分を、脱脂液中のアルカリ度を少なくとも
３．０％以上にコントロールすることにより塩析させ、
脱脂液中から塩析された脂肪酸石鹸を除去することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離及び塩析効果
を利用し、脱脂液中に溶解する脂肪酸石鹸分を除去する
方法に関する。

【０００２】

【従来技術】圧延鋼板及び金属パイプ等の金属素材は、
一般的にその加工または保存の目的で、圧延油等の加工
油または防錆油が付着している。これらの金属素材が次
工程に移る際、アルカリ脱脂液により付着油脂を除去す
る必要がある。脱脂液により鋼板表面等から除去された
油脂類は液中に蓄積する。その際、油脂の成分が鉱物油
等のアルカリと反応しないものの場合、油の蓄積と共に
脱脂力が減退する結果となる。一方、油脂成分が牛脂や
パーム油の様なエステルもしくは、脂肪酸等で、アルカ
リと反応し石鹸を生成して脱脂液中に溶解するものの場
合、生成した石鹸の蓄積と共に脱脂液の激しい発泡が起
こり、多量の脱脂液が系外に流失するため、安定な操業
ができなくなるという問題が生じている。

【０００３】近年、この問題点に対応するため、生産コ
ストの軽減、環境問題の見地からの排水処理水のＣＯＤ
値の低下、更には作業性もしくは作業環境の改善等も含
んだ目的より、油脂類が蓄積した脱脂液（以下、老化脱
脂液と称する。）中より油脂類（アルカリと反応し生成
される石鹸も含む。）を脱脂液の性能を損なわない方法
で簡易に除去する方法が検討されている。例えば、油脂
類の蓄積濃度が一定になった時点で脱脂液を全量もしく
は半量ダンピングし、脱脂液を再生又は更新する方法を
従来から実施している。脱脂液の再生のために油脂類の
除去方法が完成すれば、消耗成分を補給するだけで脱脂
液の長期使用及び、液発泡の防止が可能となるため、経
済的かつ環境的にも好ましく、上記目的が達成できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、諸々の検討結果
より、アルカリと反応しない油脂類の、老化脱脂液から
の除去については多くの先行技術が紹介されている。し
かし、それらの殆どがウルトラフィルターもしくは遠心
分離機等の機器による物理的な除去方法である。これは
油脂が脱脂液中で乳化・分散による油脂状態で存在する
ため、上記機器を用いることにより比較的簡単に除去す
ることができるからである。しかし、アルカリと反応す
る油脂類、特にエステルや脂肪酸は脂肪酸のナトリウム
塩が生成され、脱脂液中に溶解されてしまうため、上記
機器等だけで除去するのは非常に困難である。実際、こ
れら脱脂液中に溶解する油脂の除去を行っている所は皆
無であるのが現状である。従って、本発明の目的は、脱
脂液中に溶解する油脂類、特に溶解脂肪酸石鹸分を効果
的に除去することのできる脱脂液中の石鹸分の除去方法
を提供することにある。

【０００５】

【上記課題を解決するための手段】本発明者らは、脱脂
液中に溶解する油脂類、主に脂肪酸ナトリウム又は脂肪
エステル類等が石鹸化したもの（以下、脂肪酸石鹸分と
称す。）の脱脂液からの除去方法について、鋭意検討を
重ねた結果、老化脱脂液にアルカリビルダーを添加し、
老化脱脂液のアルカリ度を脂肪酸石鹸の塩析領域にする
ことにより、溶解していた脂肪酸石鹸を析出させ、老化
脱脂液から脱脂液石鹸を分離除去することを見い出した
ものである。即ち、本発明は、圧延鋼板の洗浄において
脱脂液中に混入し溶解する脂肪酸石鹸分を、脱脂液中の
アルカリ度を少なくとも３．０％以上にコントロールす
ることにより塩析させ、脱脂液中から塩析された脂肪酸
石鹸を除去することを特徴とする石鹸分除去方法を提供
することにより上記目的を達成したものである。ここ
で、溶解脂肪酸石鹸分とは、脂肪酸エステル、脂肪酸の
ケン化物、又は脂肪酸金属等を広く含むものであって脱
脂液中に溶解するものである。また、この分離除去方法
に遠心分離を併用することにより、分離除去時間が非常
に短縮され、かつ除去率も高く出来ることを見出し本発
明を完成するに至った。

【０００６】

【作用】本発明の脱脂液中の石鹸分の除去方法によれ
ば、老化脱脂液（主に、油脂類含有濃度０．１wt％以上
のもの。）に、アルカリ度のコントロールのため、アル
カリビルダーを添加し、アルカリ度（Ｎａ₂Ｏ％：フェ
ノールフタレイン指示薬による中和滴定値）を３wt％以
上にした後、その脱脂液を静置することにより脱脂液中
からパーム油のようなエステル或いは脂肪酸等の溶解脂
肪酸石鹸分を脂肪酸石鹸として浮上分離させ、上層の脂
肪酸石鹸層を除去するものである。この際、アルカリと
反応しない油脂類も同時に除去される。また、静置分離
以外にも濾過分離等、種々の分離法により除去可能であ
るが、除去時間、除去性をめざましく向上させる目的で
遠心分離を使用することができる。

【０００７】

【好ましい実施の態様及び実施例】以下、本発明に係る
脱脂液中の石鹸分の除去方法の一例を示し、その例を図
面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る脱脂液中
の石鹸分の除去方法が用いられる圧延材の脱脂工程の説
明図である。図１に示す如く、圧延鋼板１は案内ロール
２、２、２を介して脱脂槽３の脱脂液４中に移送され、
その表面の脱脂がされる。脱脂処理工程で生じた老化脱
脂液はライン５を介して循環槽６に送られ、更にライン
７を介してアルカリ度調整槽８に送られる。アルカリ度
調整槽８の老化脱脂液４Ａには、ライン９を介してアル
カリビルダーが添加されアルカリ度が３wt％以上に調整
される。

【０００８】調整した老化脱脂液４Ａは、そのままアル
カリ度調整槽８で静置して上層の塩析石鹸を除去しても
よいが、図１に示すように遠心分離を行ってもよい。即
ち、老化脱脂液４Ａは、供給ポンプ１０を介して遠心分
離機１１に送られ、遠心分離機１１によって遠心された
上層の塩析石鹸成分４Ｂは廃油タンク１３へと送られ、
清浄化された脱脂液４Ｃは循環ポンプ１２を介して循環
槽６に送られる。尚、遠心分離の際に反応老化脱脂液４
Ａの粘度が高く、微細な気泡を多く巻き込み、取扱いが
困難となる場合は、アルカリビルダーと共に気泡などを
除去することを目的として後述する分岐脂肪酸からなる
添加剤の添加がされる。また、循環槽６の一部の脱脂液
はライン１４を介して再び脱脂槽３に送られ、これによ
り、脱脂槽６の脱脂液４は一定の状態で活性が維持され
ることになる。

【０００９】上記脱脂液４は、アルカリビルダー、キレ
ートビルダー及び界面活性剤を主成分とする水溶液であ
り、アルカリビルダーとしては、苛性ソーダ、ケイ酸ソ
ーダ、リン酸ソーダ等のナトリウム塩が挙げられる。こ
れらは通常単品で使用されているが、２種以上を併用し
てもよい。また、キレートビルダーとしては、ニトリロ
三酢酸、エチレンジアミン四酢酸等のアミノカルボン酸
類や、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸類、
またはそれらの金属塩もしくは低級アミン塩等が挙げら
れる。界面活性剤としては、アニオン型、非イオン型、
カチオン型及び両性型の界面活性剤のほぼ全域にわた
り、その種類、濃度には制限されない。また、キレート
ビルダー及び界面活性剤は脱脂液の脱脂力を高める目的
で添加されているものであり、本発明の効果に何ら影響
するものではない。

【００１０】上記老化脱脂液４Ａは主に油脂類含有濃度
０．１wt％以上のときにアルカリ度調整される。老化脱
脂液４Ａに添加されるアルカリビルダーは、上記に挙げ
たビルダーでもよく、特に制限はされないが、好ましく
は上記脱脂液４に用いたと同様のアルカリビルダーを使
用することが、液管理の作業性の面から好ましい。アル
カリビルダーの添加によるアルカリ度（Ｎａ₂Ｏ％：フ
ェノールフタレイン指示薬による中和滴定値）は３．０
wt％以上、特に３．５乃至７．０wt％とすることが望ま
しい。

【００１１】遠心分離機１１の遠心条件は、５０Ｇ〜５
００００Ｇ、好ましくは１０００Ｇ〜２００００Ｇが良
い。５０Ｇ以下では遠心分離の効果が十分発揮されず、
５００００Ｇ以上では機械強度上あるいは保守上問題が
多い。具体的に用いることのできる遠心分離機１１とし
ては、月島ハードデカンタ遠心分離機（月島機械（株）
製）、シャープレススーパーデカンタ（巴工業（株）
製）、横型連続遠心分離機（（株）田辺鉄工所製）、ス
クリューデカンタ型連続遠心分離機（石川島播磨重工業
（株）製）、スクリューデカンタ型連続遠心分離機
（（株）関西遠心分離機製作所製）、ケムコフンボルト
デカンター（コトブキ技研工業（株）製）、超遠心分離
機（ハイテン（株）製）、ノズルセパレーター（（株）
アサヒ製作所製）、ディスク型遠心分離機（アルファラ
バル（株）製）、ディスクセパレーター（三菱化工機
（株）製）、ＫＳ型超高速遠心分離機（（株）関西遠心
分離機製作所）、ソリッドボウルセパレーター（斉藤遠
心機工業（株）製）、サイトウオートマチックディスラ
ッシャー（斉藤遠心機工業（株）製）等が挙げられる。
また、例示した遠心分離機等の内、液／液／固の三相分
離型機種を使用すれば、老化脱脂液中のスラッヂ、金属
粉等も、塩析脂肪酸石鹸と同時に除去できる。

【００１２】分岐脂肪酸は前述の通り、塩析された脂肪
酸石鹸の種類によって粘性が非常に高く微細な気泡を多
く巻き込み、取扱いが困難となる場合が多いときに添加
される。除去物の取扱い性、除去性を向上させる目的で
用いられるこのような分岐脂肪酸は、次の一般式〔化
１〕で示されるものである。

【化１】〔式中、Ｒ₁、Ｒ₂は、炭素数２〜１６の炭素鎖を有す
る直鎖もしくは分岐または飽和もしくは不飽和の脂肪族
炭化水素基を示し、Ｒ₁とＲ₂の合計炭素数は５〜１９
であり、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。〕

【００１３】具体例としては、２−エチルヘキサン酸、
イソノナン酸、イソデカン酸、イソパルミチン酸、イソ
ミリスチン酸、イソステアリン酸等が挙げられる。就
中、一般式〔化１〕において全炭素数が１４〜２０であ
り、かつＲ₁、Ｒ₂がそれぞれ６〜１０の脂肪族炭化水
素基を示すものが特に好ましい。その具体例としては、
２−ヘキシルオクタン酸、２−オクチルデカン酸、２−
オクチルオクタン酸、２−１’−メチル−３’，３’−
ジメチルブチル−５−メチル−７，７−ジメチルヘキサ
ン酸等が挙げられる。また、これらの分岐脂肪酸の添加
量は、除去する脂肪酸石鹸に対し、２０重量％以上添加
することが好ましい。２０重量％以下では粘性を低下さ
せる効果は小さい。

【００１４】以上の如く本発明に係る脱脂液中の石鹸分
の除去方法が用いられた圧延工程では、脱脂液４が老化
しても、アルカリ度調整槽８、場合によっては遠心分離
機１１によって活性が取り戻される。即ち、老化脱脂液
４Ａを静置することにより脱脂液中からパーム油などの
ようなエステル或いは脂肪酸等のいわゆる溶解性脂肪酸
石鹸分を塩析して浮上分離させ、上層の油脂層（脂肪酸
石鹸層）を除去することができる。この際、アルカリと
反応しない油脂類も同時に除去される。また、静置分離
以外に、濾過分離等、種々の分離法により除去可能であ
るが、上記の遠心分離機１１を用いると、除去時間、除
去性をめざましく向上させ、更には粘度の高い脂肪酸石
鹸層も分岐脂肪酸系添加剤によって効率よく処理するこ
とができる。このため、脱脂液４が脱脂槽３、循環槽
６、アルカリ度調整槽８、遠心分離機１１、循環槽６、
脱脂槽３と順次処理されることによって、一定の油脂類
含有濃度が保たれ、圧延鋼板１の表面の脱脂を行うこと
ができる。

【００１５】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例により制約を受ける
ものではない。尚、実施例中の％は、重量％を意味す
る。

【実施例１】苛性ソーダ２．６％（アルカリ度（Ｎａ₂
Ｏ％）：２．０％）水溶液１リットルに牛脂２％を添加
し、６０℃以上に加温しながら攪拌し、（牛脂がアルカ
リと反応して）均一に溶解させる。そこに苛性ソーダを
種々アルカリ度（２．０、３．０、４．０、及び５．０
％）に添加攪拌した後、８０℃で２時間静置する。その
後、溶液低部より１００ml液を抜き取り、液中の脂肪酸
石鹸の濃度を測定した。その結果を表１に示す。アルカ
リ度２．０％の液は静置の前後で液状態の変化は見られ
ず、均一透明液体であったが、アルカリ度３．０％以上
の液は、静置後上層に脂肪酸石鹸が浮上した。その結果
を表１に示す。尚、比較試料も示した。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【実施例２】市販の金属洗浄剤（苛性ソーダ２０％、エ
チレンジアミン四酢酸ナトリウム塩５％、界面活性剤
（ノニルフェノールエチレンオキサイド６モル付加物３
％、ラウリルスルホン酸ソーダ３％、その他微量成分）
を、イオン交換水で１０倍希釈したものを５０リットル
調製し、牛脂ベースの市販圧延油を５％添加し、実施例
１と同様に６０℃以上に加温しながら攪拌し、圧延油を
均一溶解する。さらに、平均粒子径１μ以下の金属摩耗
粉を、Ｆｅイオンに換算して１０００ｐｐｍになる様に
添加する。この溶液を均一攪拌しながら前記の市販洗浄
剤を添加し、アルカリ度２．０、３．０、及び４．０％
の溶液を調製する。それら各々の溶液を８０℃で４時間
静置させた後の下層の脂肪酸石鹸の濃度を測定した。一
方、これと同様の液を均一攪拌しながら三層分離型デカ
ンタ（（株）田辺鉄工所製）に通し（遠心効果：２００
０Ｇ、液流量＝１５リットル／ｍｉｎ）、溶液を三層
〔軽液（脂肪酸石鹸）、重液（アルカリ液）、固体（摩
耗粉）〕に分離し、重液層の脂肪酸石鹸濃度を測定し
た。その結果を表２に示す。尚、比較試料も示した。

【００１８】

【表２】

【００１９】

【実施例３】実施例２のアルカリ度４．０％の溶液を調
製し、三層分離デカンタ（液流量：１５リットル／ｍｉ
ｎ）を用いて、遠心分離効果を３００、５００、２００
０、３０００Ｇに変えた時の、各相の脂肪酸石鹸、摩耗
粉及びその他成分（殆どが水分）の比を調査した。その
結果を表３に示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】

【実施例４】オルソ珪酸ソーダによりアルカリ度２．０
％溶液を１００リットル調製し、ステアリン酸を５％及
び表４に示す分岐脂肪酸を各々５％添加し、実施例２と
同様に均一透明な溶液を作る。溶液を攪拌しながら、さ
らにオルソ珪酸ソーダを添加しアルカリ度４．５％まで
上げる。この溶液を静置（４時間）もしくは遠心分離
（２０００Ｇ、１５リットル／ｍｉｎ）により分離した
際の下相もしくは重液のステアリン酸石鹸濃度を測定し
た。その結果を表５に示す。尚、比較試料も示した。

【００２２】

【表４】

【００２３】

【表５】

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る脱脂液中の石鹸分の除去方
法は、金属鋼板等の脱脂液中に溶解する石鹸分を効果的
に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る脱脂液中の石鹸分の除去方法が用
いられる圧延材の脱脂工程の説明図である。

【符号の説明】

１圧延鋼板、３脱脂槽、４脱脂液、６循環槽、
８アルカリ度調整槽、１１遠心分離機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延鋼板の洗浄において脱脂液中に混入
し溶解する脂肪酸石鹸分を、脱脂液中のアルカリ度を少
なくとも３．０％以上にコントロールすることにより塩
析させ、脱脂液中から塩析された脂肪酸石鹸を除去する
ことを特徴とする脱脂液中の石鹸分の除去方法。
【請求項２】請求項１において、遠心分離を用いて脱
脂液中から塩析された脂肪酸石鹸を除去することを特徴
とする脱脂液中の石鹸分の除去方法。