JPH06240480A - 金属用アルカリ性液体洗浄剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属用アルカリ性液体洗浄剤組成物におい
て、 （イ）ＨＬＢ５〜２０の非イオン界面活性剤０．０１〜
３０重量％、 （ロ）下記一般式（I）で表されるアニオン界面活性剤
０．０１〜３０重量％、 （ハ）アルカリ剤、及び （ニ）水とを主成分とすることを特徴とする前記組成
物。 Ｒ−Ｘ−（ＯＣ₂Ｈ₄）ｎＯＣＨ₂ＣＯＯＭ （I） （式中、Ｒは炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和の脂
肪族炭化水素基を示し、Ｘは−（ＣＨ₂）−又は−（Ｏ
Ｃ₃Ｈ₆）ｍ−を示し、Ｍは水素、アルカリ金属、炭素数
１〜４の脂肪族アミン、アンモニア、又はアルカノール
アミンを示す。ｎは１〜６の整数を、ｍは１〜４の整数
を示す。） 【効果】 工業用金属材料の洗浄剤として可溶化性及び
洗浄性共に優れ且つ有効成分濃度が高く液安定性に良好
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可溶化性及び金属表面
への洗浄性共に優れ、かつ洗浄剤有効成分濃度が高い金
属用アルカリ性液体洗浄剤組成物に関する。なお、本明
細書でいう可溶化性とは、高濃度アルカリ水溶液に非イ
オン界面活性剤を溶解させて、該溶液から非イオン界面
活性剤が分離することなく安定化させる機能をいう。

【０００２】

【従来技術】一般に工業用金属材料表面には、グリー
ス、鉱物油、圧延油、切削油、プレス油、伸線剤、その
他の油脂性物質等の汚れが付着しており、更に金属粉な
どがその汚れに混入している場合がある。これらの汚れ
は、その後の工程、例えば焼鈍工程、塗装前処理工程、
塗装工程等において除去される必要があり、このような
金属材料表面の洗浄は、通常、水溶性のアルカリ剤と非
イオン界面活性剤を含有する金属用水性洗浄液が金属の
表面洗浄用に用いられていることが多い。

【０００３】水溶性のアルカリ剤としては、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、オルソ珪酸ソーダ、メタ珪酸
ソーダ等があり、動物油、植物油の可ケン化油のケン化
反応等種々の用途に用いられている。また、界面活性剤
は浸透性、乳化性、分散性、起泡性を有し、各種金属洗
浄剤の洗浄性向上剤として非常に有用なものである。そ
こで、水溶性のアルカリ剤と界面活性剤とを組み合わせ
て使用される。実際、水溶性のアルカリ剤と界面活性剤
の組合わせにより得られる金属用洗浄剤組成物は、アル
カリ剤と界面活性剤の相互作用によりそれぞれ単独使用
の場合と比較して、金属表面に付着した油脂性物質の脱
落を容易にし、且つ鉱物油のようなケン化しにくい油脂
性物質を洗浄剤中に安定に乳化分散させる等の効果が認
められており、金属表面の洗浄剤として広く工業的に利
用されている。

【０００４】古くは、界面活性剤としてはアニオン性の
界面活性剤が用いられていたが、アニオン性界面活性剤
は洗浄性に優れている反面、起泡性が強いため泡立ちが
激しいこと、カルシウムイオン、マグネシウムイオンに
より不溶性の塩を作る場合があること、及び洗浄後の水
洗において除去され難くすすぎ性が悪い等の欠点があっ
た。このため洗浄性ではやや劣るが、ｐＨや各種イオン
の影響を受けにくく、低起泡性かつすすぎ性の良好な非
イオン性の界面活性剤が現在広く用いられている。

【０００５】しかし、アルカリ剤と非イオン界面活性剤
を用いて高濃度の一液性の水溶液を得ようとする場合に
は、高濃度のアルカリ剤による塩析作用により、非イオ
ン界面活性剤が分離する。これを避けるため、粉末又は
フレーク状の固体品として供給するか、アルカリ剤と非
イオン界面活性剤を二液又は固体品と液体に分けた状態
（例えば二梱包）で供給する方法が取られてきた。

【０００６】近年の作業環境改善を考慮した場合、粉末
又はフレーク状の強アルカリ剤を取り扱うことは、空気
中へ飛散したミストや溶解した溶液の皮膚への付着等の
点で問題が多い、また、二梱包の場合は両成分の混合操
作がかなり面倒であり、成分の濃度管理も繁雑になる等
の欠点があった。

【０００７】アルカリ剤と非イオン界面活性剤を含有す
る高濃度の一液性水溶液を得る方法としては、特開昭５
１−３７９０２、特公平３−４６０３８及び特開昭６４
−４２２６に開示された、可溶化剤を添加し均一な液状
組成物を得る技術がある。これを以下に概説する。

【０００８】特開昭５１−３７０９２は下記の一般式
（II）に示したホスホン酸誘導体を、特公平３−４６０
３８は一般式（III）に示したカルボキシル基を１個又
は２個持つ化合物を、特開昭６４−４２２６は一般式
（IV）に示したモノカルボン酸を、それぞれ可溶化剤と
して用いている。

【０００９】

【化１】 （式中Ｒは８〜１０の炭素原子を有する直鎖状又は分岐
鎖状アルキル又はアルケニル残基を、Ｘ及びＹは水素、
アルカリ、アンモニウムイオン又はエタノールアミンイ
オンを意味する。）

【００１０】 Ｒ−Ｘ−（ＣＨ₂）ｐ−ＣＯＯＭ （III） （式中、ＸはＮＨ₂、Ｎ（ＣＨ₂）ｑＣＯＯＭ又はＣＨＣ
ＯＯＭを示し、Ｒは炭素数４〜１８の飽和もしくは不飽
和の脂肪族炭化水素基又はアリル基を、Ｍはアルカリ金
属、炭素数１〜４の脂肪族アミン、アンモニア又はアル
カノールアミンを示す。ｐ及びｑは各々１〜３の整数を
示す）

【００１１】ＲＣＯＯＭ （IV） （式中、Ｒは炭素数４〜１４の直鎖脂肪族炭化水素基又
は炭素数４〜１８の分岐鎖脂肪族炭化水素基を示し、Ｍ
は水素、アルカリ金属、炭素数１〜４の脂肪族アミン、
アンモニア又はアルカノールアミンを示す）しかし、こ
れらの成分は単に可溶化することを目的に添加された成
分であり、洗浄剤の本来の目的である洗浄性に対して
は、なんら寄与するものではない。

【００１２】また、高濃度一液の洗浄剤組成物は、高濃
度であるといえども固形状態で供給される場合よりは、
有効成分の濃度は低くなってしまう。まして、可溶化の
みを目的とした第三成分を添加することは、有効成分の
濃度を低下させるばかりでなく、コストを押し上げると
いう問題がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題点
を解決しようとしたものであり、可溶化剤として優れて
いるばかりでなく、洗浄性にも優れた特定のアニオン界
面活性剤を用いることにより、有効成分の濃度が高く、
液安定性も良好で洗浄性に優れた金属用アルカリ性液体
洗浄剤組成物を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な従来の問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、特定のア
ニオン界面活性剤であるエーテルカルボン酸又はその塩
を可溶化剤として使用することにより、非イオン界面活
性剤を可溶化し、かつ本発明の可溶化剤も洗浄に作用す
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【００１５】すなわち、本発明は、金属用アルカリ性液
体洗浄剤組成物において、 （イ）ＨＬＢ５〜２０の非イオン界面活性剤０．０１〜
３０重量％、 （ロ）下記一般式（I）で表されるアニオン界面活性剤
０．０１〜３０重量％、 （ハ）アルカリ剤、及び （ニ）水 とを主成分とすることを特徴とする前記組成物に関す
る。 Ｒ−Ｘ−（ＯＣ₂Ｈ₄）ｎＯＣＨ₂ＣＯＯＭ （I） （式中、Ｒは炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和の脂
肪族炭化水素基を示し、Ｘは−（ＣＨ₂）−又は−（Ｏ
Ｃ₃Ｈ₆）ｍ−を示し、Ｍは水素、アルカリ金属、炭素数
１〜４の脂肪族アミン、アンモニア、又はアルカノール
アミンを示す。ｎは１〜６の整数を、ｍは１〜４の整数
を示す。）

【００１６】以下本発明の構成を詳細に説明する。本発
明において洗浄性の有効成分又は洗浄性向上成分として
用いられる成分（イ）の非イオン界面活性剤としては、
ＨＬＢ５〜２０のものであれば、いずれのものも使用で
き、例えば、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アルキルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルフェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エス
テル、ソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。２種
以上の非イオン界面活性剤を組み合わせてもよい。組成
物に対する成分（イ）の配合量は、０．０１〜３０重量
％、より好ましくは０．０５〜１０重量％である。

【００１７】本発明において可溶化剤として用いられて
いる成分（ロ）のアニオン界面活性剤は、上記一般式
（I）で示されるエーテルカルボン酸又はその塩であ
る。式中Ｒで表された部分は、例えばブチル基、ペンチ
ル基、オクチル基等のアルキル基あるいは、オクテニル
基、ヘキサニル基等のアルケニル基が挙げられる。ま
た、これらの塩を構成する式（I）中におけるＭはアル
カリ金属、炭素数１〜４の脂肪族アミン、アンモニア又
は炭素数２〜１０のアルカノールアミンのイオンであ
り、具体例としては、例えばメチルアミン、プロピルア
ミン、アンモニア、モノエタノールアミン、カリウム、
ナトリウム等のイオンが挙げられる。ただし、エーテル
カルボン酸型アニオン界面活性剤の中で一般式（I）の
Ｒが炭素数１２以上であるか、ｎ＝７以上、ｍ＝５以上
の化合物については、洗浄性に効果は認められるが可溶
化性に劣るために本発明の組成物に用いることができな
い。本発明組成物に対する成分（ロ）の配合量は０．０
１〜３０重量％、より好ましくは０．１〜２０重量％で
ある。なお、２種以上のアニオン界面活性剤を組み合わ
せてもよい。本発明において重要な点は、上記一般式
（I）で示されるエーテルカルボン酸又はその塩を含有
することである。種々のアニオン界面活性剤の中で特に
（I）式のものが可溶化性に優れかつ洗浄性に優れてい
ることを見い出したものである。

【００１８】本発明において用いられるアルカリ剤とし
ては水溶性のアルカリ剤であればいずれのものも使用で
きる。具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、オルト珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム等の
珪酸ナトリウム類、オルソ珪酸カリウム、メタ珪酸カリ
ウム等の珪酸カリウム類、オルソリン酸ナトリウム、ト
リポリリン酸ナトリウム等のリン酸ナトリウム類、オル
ソリン酸カリウム、トリポリリン酸カリウム等のリン酸
カリウム類、炭酸ナトリウム、アンモニア水等が挙げら
れる。２種以上のアルカリ剤を適当に組み合わせてもよ
い。本発明組成物に対する配合量は、２〜５０重量％、
組成物の取扱い、安定性の面から５〜３５重量％より好
ましい。なお、アルカリビルダーの選定並びに配合にお
いては洗浄性の面からｐＨが１０以上となるようにする
のが望ましい。

【００１９】更に、本発明においては洗浄効果等を向上
させる目的でキレート型ビルダーを配合することも可能
である。例えば、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸等の
アルカリ金属塩もしくは低級アミン塩やニトリロトリ酢
酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン二酢
酸、トリエチレンテトラミン六酢酸等のアルカリ金属塩
もしくは低級アミン塩等のアミノカルボン酸類やリンゴ
酸、クエン酸、グリコン酸、グルコヘプトン酸等のアル
カリ金属塩もしくは低級アミン塩等のオキシカルボン酸
型キレート型ビルダー等が挙げられる。また、ポリカル
ボン酸型のビルダーの添加も拒むものではない。

【００２０】本発明の組成物は、水中に（イ）、（ロ）
及び（ハ）の各成分を含有する水溶液型の組成物であ
る。本発明の金属用液体洗浄剤組成物のｐＨは１０以上
であることが望ましい。ｐＨ１０未満では洗浄性の面か
ら好ましくない。

【００２１】以下、本発明の実施例を比較例とともに挙
げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施
例により限定されるものではない。なお、本実施例にお
いて使用した薬剤、可溶化の試験方法及び洗浄剤試験方
法は以下の通りである。 １．薬剤 （１）（イ）非イオン界面活性剤 ： （i） ノニルフェノールエーテルエチレンオキサイ
ド９．５モル付加物ＨＬＢ＝１２ （ii） ノニルフェノールエーテルエチレンオキサイド
３．８モル付加物ＨＬＢ＝８ （iii）ソルビタンオレイン酸モノエステル ＨＬＢ＝
４．３ （２）（ロ）アニオン界面活性剤（以下可溶化剤と略称
する） （ａ）カルボキシル化ブチルエーテルエチレンオキサイ
ド２モル付加物（Ｒ＝Ｃ₃Ｈ₇ Ｘ＝ＣＨ₂ ｎ＝２ Ｍ
＝Ｎａ） （ｂ）カルボキシル化ブチルエーテルエチレンオキサイ
ド５モル付加物（Ｒ＝Ｃ₃Ｈ₇ Ｘ＝ＣＨ₂ ｎ＝５ Ｍ
＝Ｎａ） （ｃ）カルボキシル化ヘキシルエーテルエチレンオキサ
イド５モル付加物（Ｒ＝Ｃ₅Ｈ₁₁ Ｘ＝ＣＨ₂ ｎ＝５
Ｍ＝Ｎａ） （ｄ）カルボキシル化ヘキシルエーテルエチレンオキサ
イド２モル付加物（Ｒ＝Ｃ₅Ｈ₁₁ Ｘ＝ＣＨ₂ ｎ＝２
Ｍ＝Ｎａ） （ｅ）ペンタン酸（特開昭６４−４２２６で使用のも
の） （ｆ）オクテニルコハク酸（特公平３−４６０３８で使
用のもの） （ｇ）カルボキシル化トリデシルエーテルエチレンオキ
サイド３モル 付加物 （Ｒ＝Ｃ₁₂Ｈ₂₅ Ｘ＝ＣＨ₂ ｎ＝３ Ｍ＝Ｎ
ａ） なお、Ｒ、Ｘ、ｎ、Ｍは一般式（I）に記載の記号に相
当するものである。 （３）（ハ）アルカリ剤 ： 下記のものより選択す
る。 水酸化ナトリウム（９５％、試薬一級） 炭酸ナトリウム （９９％、試薬一級） オルソ珪酸ナトリウム （日本化学工業（株）製、粒状
９０％以上） （４）（ホ）キレート型ビルダー ：グルコン酸ナトリ
ウム

【００２２】２．可溶化試験の方法 下記の洗浄剤組成物について可溶化性を検討した。 （イ）非イオン界面活性剤 ０．５又は１重量％ （ロ）可溶化剤 ０．１重量％づつ添加量
を増加させ最低の可溶化剤量を検討 （ハ）アルカリ剤 ２０重量％ （ホ）キレート型ビルダー ０又は１重量％ （ニ）水 残量 合計 １００重量％ 上記洗浄剤組成物を３０℃で３０分撹拌し、目視により
濁り、沈殿のないことを確認した後、更に２４時間放置
後、分離、濁り、沈殿のないことを確認して最低の可溶
化剤量を求めた。最低の可溶化剤量とは可溶化が可能と
なったときの可溶化剤の最低添加量である。

【００２３】３．洗浄性試験方法 金属用液体洗浄組成物中のアルカリ剤の濃度が２重量％
になるように水で希釈し、６０℃±１℃に加熱保持し、
その中に３枚の市販プレス油を２ｇ／ｍ²塗布した冷延
鋼板を互いに接触しないようにして２分間浸漬し、次い
で３０秒間スプレー水洗して試験板の表面に付着した余
剰の金属用液体洗浄組成物を洗い流した後、試験板を垂
直にして６０秒間室内放置した後、直ちに３枚の試験板
の水漏れ面積（％）を目視で判定し、脱脂性能として評
価した。 例：１００・・・完全水漏れ （脱脂性 優） ５０・・・５０％水漏れ（脱脂性 劣）

【００２４】第１表に示したアルカリ剤、非イオン界面
活性剤、可溶化剤の組成について可溶化試験を行い、さ
らに可溶化が可能であった組成について洗浄性試験を行
った。なお、可溶化剤を添加しない比較例８〜１０につ
いても洗浄性試験を実施した。

【００２５】

【表１】

【００２６】 第１表の実施例１〜１２に示したよう
に、本発明の可溶化剤ａ〜ｄを用いることにより清浄剤
各成分の可溶化が十分可能であり、一液型高濃度水溶液
からなる金属用アルカリ性液体洗浄剤組成物を得ること
ができた。また、実施例１〜１２の本発明の金属用アル
カリ性液体洗浄剤組成物は、洗浄性についても良好であ
り、全ての水準において９５％以上の優れた水濡れ性が
得られた。また実施例２と５に示すように、洗浄剤中の
非イオン界面活性剤（i）の量を半減した場合について
も十分な洗浄性が得られた。 比較例１〜５は本発明の可溶化剤と異なる公知の可
溶化剤ｅ及びｆを使用することにより一液型高濃度水溶
液が得られたが洗浄性が水濡れ性で５０〜７０％と劣っ
ていた。 比較例６示すように、可溶化剤ｇは、本発明の
（ロ）のアニオン界面活性剤の一般式（I）に示した構
造と類似しているが、一般式（I）の式中の置換基の範
囲の条件から外れた構造であり、この場合には可溶化で
きなかった。 比較例７に示すように、ＨＬＢ５未満の非イオン界
面活性剤（iii）を用いた場合は、本発明の可溶化剤ａ
を添加した場合でも可溶化できず、アルカリ剤と非イオ
ン界面活性剤が分離してしまった。 比較例８〜１０に示すように、可溶化剤を全く添加
しない場合には、アルカリ剤と非イオン界面活性剤が分
離してしまい、一液型高濃度水溶液とはならなかった。

【００２７】

【発明の効果】本発明の組成物は、工業用金属材料の洗
浄剤として可溶化性及び洗浄性共に優れ且つ有効成分濃
度が高く液安定性に良好である。すなわち本発明によれ
ばアルカリ剤と界面活性剤を一液性の高濃度水溶液とし
て供給することが出来るので、使用の際に操作が簡単且
つ安全であり、両成分の濃度制御も容易である。すなわ
ち、一液性の高濃度組成物であるためその取り扱いはバ
ルブ操作だけで可能となり、ポンプ輸送も可能となり、
危険な作業を無くし、又、労働作業環境の改善にも役立
つものである。また、洗浄性を有するアニオン界面活性
剤を可溶化剤として用いることにより非イオン界面活性
剤単独の場合よりも洗浄性が優れ、逆に同等の洗浄性を
得る場合には界面活性剤の濃度を低く抑えることがで
き、安価な金属洗浄剤組成物を得ることが可能となっ
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属用アルカリ性液体洗浄剤組成物におい
   て、 （イ）ＨＬＢ５〜２０の非イオン界面活性剤０．０１〜
   ３０重量％、 （ロ）下記一般式（I）で表されるアニオン界面活性剤
   ０．０１〜３０重量％、 （ハ）アルカリ剤、及び （ニ）水 とを主成分とすることを特徴とする前記組成物。 Ｒ−Ｘ−（ＯＣ₂Ｈ₄）ｎＯＣＨ₂ＣＯＯＭ （I） （式中、Ｒは炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和の脂
   肪族炭化水素基を示し、Ｘは−（ＣＨ₂）−又は−（Ｏ
   Ｃ₃Ｈ₆）ｍ−を示し、Ｍは水素、アルカリ金属、炭素数
   １〜４の脂肪族アミン、アンモニア、又はアルカノール
   アミンを示す。ｎは１〜６の整数を、ｍは１〜４の整数
   を示す。）
2. 【請求項２】前記（イ）、（ロ）、（ハ）及び（ニ）の
   他に、さらに（ホ）キレート型ビルダーを含有すること
   を特徴とする請求項１記載の金属用アルカリ性液体洗浄
   剤組成物。