JPH073478A - 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）アルカリ剤 （ロ）ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤０．０
１〜１５重量％ （ハ）ＨＬＢ８以上１８以下の非イオン界面活性剤０．
０１〜３０重量％ （ニ）下記一般式（I）で表されるジカルボン酸０．０
１〜３０重量％、及び （ホ）水 とを主成分とすることを特徴とする前記組成物。 【化１】 （式中、ｍ＋ｎ＝１２、ｍ、ｎは正の整数、Ｍは水素、
アルカリ金属及び／又はアンモニアを示す。） 【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一
液である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、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は一般式（II）に
示したホスホン酸誘導体を、特公平３−４６０３８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２】 （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）

【００１２】しかし、これらの成分を可溶化剤として用
いた場合、非イオン界面活性剤の種類に、特にＨＬＢが
３〜８未満の非イオン界面活性剤とＨＬＢ８以上１８以
下の非イオン界面活性剤とを同時に可溶化しようとする
と、ＨＬＢが３〜８未満の水溶性が低く、水中で白濁分
散あるいは分離浮上してしまうような非イオン界面活性
剤を含んでいるため可溶化剤によっては可溶化できない
場合もあり、添加量も多くなる傾向があった。

【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、ＨＬＢが３以上８未満
の水溶性が低く、水中で白濁分散あるいは分離浮上して
しまうような非イオン界面活性剤と、ＨＬＢ８以上１８
以下の非イオン界面活性剤とを同時に可溶化し、液安定
性も良好な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、特定の構
造をもつジカルボン酸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、特にＨＬＢが３以上８未満
の水溶性が低く、水中で白濁分散あるいは分離浮上して
しまうような非イオン界面活性剤を可溶化できることを
見いだした。さらにその可溶化剤が非イオン界面活性剤
の浸透性、洗浄性を向上させる効果を有するため、非イ
オン界面活性剤の添加量を低減させることが可能であ
り、その結果可溶化剤と非イオン界面活性剤の合計添加
量を低減させることができることを見いだして、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）アルカリ剤 （ロ）ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤０．０
１〜１５重量％ （ハ）ＨＬＢ８以上１８以下の非イオン界面活性剤０．
０１〜３０重量％ （ニ）下記一般式（I）で表されるジカルボン酸０．０
１〜３０重量％、及び （ホ）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。

【化３】 （式中、ｍ＋ｎ＝１２、ｍ、ｎは正の整数、Ｍは水素、
アルカリ金属及び／又はアンモニアを示す。）

【００１６】以下本発明の構成を詳細に説明する。本発
明において用いられる成分（イ）の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。二種以上の水溶性アルカリ剤を組み合わせても良
い。本発明組成物に対する成分（イ）のアルカリ剤の配
合量は、２〜５０重量％、組成物の取り扱い、安定性の
面から５〜３５重量％がより好ましい。なお、アルカリ
剤の選定並びに配合においては洗浄性の面からｐＨが１
０以上となるようにするのが望ましい。

【００１７】本発明において用いられる成分（ロ）のＨ
ＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤は、ソルビタン
脂肪酸モノエステル、ソルビタン脂肪酸トリエステル、
ノニルフェノールのエチレンオキサイド低モル付加物、
ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンコポリマーの
エチレンオキサイド低モル付加物、ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレン多価アルコールエーテルのエチレ
ンオキサイド低モル付加物等、水溶性が低く、水中で白
濁分散あるいは分離する非イオン界面活性剤であり、一
般に消泡剤として広く用いられているものが挙げられ
る。２種以上の非イオン界面活性剤を組み合わせても良
い。本発明組成物に対する成分（ロ）のＨＬＢ３以上８
未満の非イオン界面活性剤の配合量は、０．０１〜１５
重量％、より好ましくは０．０５〜５重量％である。
０．０１重量％未満では成分（ロ）の洗浄性に対する添
加効果が発現せず、１５重量％以上ではその効果が飽和
してしまうので不経済である。

【００１８】本発明において洗浄性の有効成分または洗
浄性向上成分として用いられる成分（ハ）の非イオン界
面活性剤としては、ＨＬＢ８以上１８以下のものであれ
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アルキルア
リルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミノエー
テル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
これらの具体例を挙げれば、例えば、ポリオキシエチレ
ンヘキシルエーテル、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、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンデシルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合
体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンノニルフ
ェニルエーテルなどが挙げられる。２種以上の非イオン
界面活性剤を組み合わせても良い。本発明組成物に対す
る成分（ハ）のＨＬＢ８以上１８以下の非イオン界面活
性剤の配合量は、０．０１〜３０重量％、より好ましく
は０．０５〜１０重量％である。０．０１重量％未満で
は洗浄性が劣り、３０重量％を超えて添加しても洗浄性
能は飽和し、経済的に無駄である。

【００１９】本発明において可溶化剤として用いられる
成分（ニ）のジカルボン酸は、上記一般式（I）で示さ
れるジカルボン酸又はその塩である。式中、Ｍで表され
た部分は水素、アルカリ金属及び／又はアンモニアなど
のイオンであり、具体例としては、例えばナトリウム、
カリウム、アンモニア等のイオンが挙げられる。なお、
一般式（I）でｍ，ｎは正の整数であり、ｍ＋ｎ＝１２
の条件を満たすものであれば、いずれも使用可能であ
る。２種以上のジカルボン酸又はその塩を組み合わせて
用いても良い。本発明組成物に対する成分（ニ）の一般
式（I）で表されるジカルボン酸の配合量は成分
（イ）、（ロ）、（ハ）等の種類、配合量により決定さ
れるが、０．０１〜３０重量％、より好ましくは０．０
５〜１０重量％である。なお、本発明者らは、ジカルボ
ン酸に関しコハク酸、アジピン酸、スペリン酸等の直鎖
の飽和ジカルボン酸についても研究を行ってきたが、本
発明の目的を満足する物はなく、特に前記化学式（I）
で示されるジカルボン酸に効果が認められた。

【００２０】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またはポリカルボン酸
型ビルダーを配合することも可能である。例えばニトリ
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、グルコン酸、ペブトグルコン酸等
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やポリアクリル酸、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等が
挙げられる。

【００２１】本発明の組成物は、水中に（イ）、
（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）及び（へ）の各成分を
含有する水溶液型の組成物である。

【００２２】

【実施例】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
いて使用した薬剤及び可溶化の試験方法は以下の通りで
ある。 １．薬剤及び可溶化剤 （１）（イ）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） オルソ珪酸ナトリウム（日本化学工業（株）製、粒状９
０％以上） （２）（ロ）ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤
： ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体 ＨＬＢ＝４．５ （３）（ハ）ＨＬＢ８以上１８以下の非イオン界面活性
剤 ： （ｉ）ノニルフェニルエチレンオキサイド９モル付加物 ＨＬＢ＝１２ （ｉｉ）ラウリルアルコールエチレンオキサイド５モル
付加物 ＨＬＢ＝１０ （４）（ニ）可溶化剤 ： （ａ）前記一般式（I）に示した化合物でｍ＝５、ｎ＝
７でＭ＝Ｈのもの （ｂ）前記一般式（I）に示した化合物でｍ＝４、ｎ＝
８でＭ＝Ｎａのもの （ｃ）オクタンホスホン酸（特開昭５１−３７９０２で
使用のもの） （ｄ）オクテニルコハク酸（特公平３−４６０３８で使
用のもの） （５）（ヘ）キレート型ビルダー ： グルコン酸ナトリウム

【００２３】２．可溶化試験の方法 １）低ＨＬＢ界面活性剤に対する可溶化性評価試験 下記組成について可溶化性を検討した。 （イ）アルカリ剤（水酸化ナトリウム） ２０重量％ （ロ）ＨＬＢ３以上８未満の ０．５重量％ 非イオン界面活性剤 （ニ）可溶化剤 ０．１重量％ずつ添加量を 増加させ最低の可溶化剤量を 検討した。 （ホ）水 残量 合計 １００重量％ 上記組成物を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。さらにこの可溶化剤量で可溶化させた洗浄液
組成物を３０℃で９０日放置し、分離、濁り、沈殿の発
生を確認し、最終的な最低必要可溶化剤量とした。なお
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。

【００２４】２）洗浄剤組成物の可溶化性検討試験 下記の洗浄剤組成物について可溶化性を検討した。 （イ）アルカリ剤 ２０又は２７重量％ （ロ）ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤 ０．２、０．２７又 は０．４重量％ （ハ）ＨＬＢ８以上１８以下の非イオン界面活性剤 ０．３、０．４１又 は０．５重量％ （ニ）可溶化剤 ０．１重量％ずつ添 加量を増加させ最低 の可溶化剤量を検討 した。 （ヘ）キレート型ビルダー ０又は１重量％ （ホ）水 残量 合計 １００重量％ 上記洗浄液組成物を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。さらにこの可溶化剤量で可溶化させた
洗浄液組成物を３０℃で９０日放置し、分離、濁り、沈
殿の発生を確認し最終的な最低必要可溶化剤量とした。
なお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。

【００２５】３．洗浄性試験の方法 金属用アルカリ性液体洗浄剤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、その中に市販防錆油を２ｇ／ｍ²塗布した
３枚の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アルカリ性液体洗浄剤組成物を洗
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、脱脂性能を評価した。 例：１００・・・完全水漏れ （脱脂性 優） ５０・・・５０％水漏れ（脱脂性 劣）

【００２６】表１に示した本発明の可溶化剤と従来の可
溶化剤を用い、水中での白濁分散あるいは分離浮上が問
題となる（ロ）のＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活
性剤（具体的には、上記（２）．（ロ）の非イオン界面
活性剤）について上記２．１）の方法で可溶化性評価試
験を行った。その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果より次のことが言える。 ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤（ロ）に対
して本発明の可溶化剤（ａ）又は（ｂ）を用いた場合は
少ない添加量で可溶化が可能である。 比較品（ｃ）を用いた場合は可溶化できなかった。 また比較品（ｄ）を用いた場合は可溶化は可能である
が添加量が本発明の可溶化剤より多かった。 この結果、ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤
（ロ）に対して本発明の可溶化剤（ａ）及び（ｂ）は従
来の可溶化剤（ｃ）及び（ｄ）より優れ、添加量も少な
くて済む。

【００２９】表２に示したアルカリ剤、非イオン界面活
性剤、可溶化剤を含む組成物について可溶化試験を行っ
た。その結果を表２に示した。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２の結果より次のことが言える。 表２の実施例１〜９に示すように、本発明の可溶化剤
（ａ）又は（ｂ）を用いることにより洗浄剤各成分の可
溶化が十分可能であり、洗浄性に優れた一液型高濃度水
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。 実施例２及び４において、（ロ）及び（ハ）の非イオ
ン界面活性剤の添加量を各々実施例１及び３よりも半減
させた場合においても、公知の可溶化剤（ｃ）及び
（ｄ）を用いる比較例１〜５よりも洗浄性が優れてい
る。また実施例２及び４において最低必要な可溶化剤量
も比較例２及び３よりも少なかった。 比較例１に示すように従来の公知の可溶化剤（ｃ）を
用いた場合、一液の高濃度洗浄剤が得られなかった。 比較例４及び５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。 比較例２及び３は、従来の公知の可溶化剤（ｄ）を用
いたケースであり、比較例２はキレートビルダーを添加
しないケース、比較例３はキレート型ビルダー添加した
ケースである。比較例２及び３共に実施例１〜９のいず
れのケースよりも洗浄性が劣る。

【００３２】

【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
度が高く液安定性が良好である。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。

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）アルカリ剤 （ロ）ＨＬＢ３以上８未満の非イオン界面活性剤０．０
   １〜１５重量％ （ハ）ＨＬＢ８以上１８以下の非イオン界面活性剤０．
   ０１〜３０重量％ （ニ）下記一般式（I）で表されるジカルボン酸０．０
   １〜３０重量％、及び （ホ）水 とを主成分とすることを特徴とする前記組成物。 【化１】 （式中、ｍ＋ｎ＝１２、ｍ、ｎは正の整数、Ｍは水素、
   アルカリ金属及び／又はアンモニアを示す。）
2. 【請求項２】前記（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）及び
   （ホ）の他に、さらに（ヘ）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。