JPH0781195B2

JPH0781195B2 - 酸洗いの酸液用添加剤

Info

Publication number: JPH0781195B2
Application number: JP63040798A
Authority: JP
Inventors: 信典武井; 和夫杉藤
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH01215993A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、酸洗いの酸液用添加剤に関し、詳しくは酸洗
いの酸液における金属の溶解を抑制する添加剤に関し、
さらに詳しくは、金属製品の酸洗いの酸液において金属
の表面に発生した金属塩または金属の酸化物のスケール
および錆を除去するが、金属そのものの溶解を抑制する
酸洗いの酸液用添加剤に関する。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤は、金属製品の表面処理
のための酸洗いの酸液に対する添加物として利用するこ
とができ、また本発明の酸洗いの酸液用添加剤を使用し
た酸洗いの酸液は、金属製品またはその材料の塗装、ホ
ウロウ掛け、メッキ、リン酸塩処理または冷間圧延処理
などの金属の表面処理における金属表面の清浄化処理に
利用することができる。

〔技術の背景および従来技術の説明〕

金属の表面処理において、金属表面の研磨や成形を、薬
液による金属の化学溶解を利用して行なうことは、金属
表面の化学研磨として古くから知られており、アルミニ
ウム、鉄、銅、亜鉛またはカドミウムなどの金属を、リ
ン酸、硝酸、クロム酸、塩酸、フッ酸または硫酸を基本
浴成分とする薬液に浸漬して、その表面を清浄化するこ
とが知られている。（「化学便覧」丸善株式会社発行第
1150頁〜「金属表面処理」）これらの金属の表面処理において、薬液中の酸は、金属
表面のスケールおよび錆を溶解し、除去するが、清浄化
された表面の金属をさらに溶解して、金属表面を浸食、
溶解するだけでなく、金属の溶解により生成した金属塩
濃度の増加により薬液の使用寿命を短縮する。この金属
表面の浸食、溶解を抑制するための添加物を薬液に加え
ることが知られている。塩酸による鉄または鋼の表面処
理において、塩酸にアルキルアミン、ベンジルキノリニ
ウム、アルキルベンジルキノリニウムハライド、ｎ−ア
ルキルトリメチルアンモニウム、ｎ−アルキルピリジニ
ウム、ｎ−アルキルキノリニウム、ヘキサメチレンテト
ラミン（ウロトロピン）などの含窒素化合物、ヒドロキ
シアセチレン、プロパルギルアルコール、プロパルギル
エーテル、プロパルギルチオエーテル、メルカプタン、
スルホニウム化合物、スルホキシド、チオシアネート、
チオ尿素およびチアソールに属する化合物を加えて、鉄
や鋼の浸食、溶解を抑制することが提案され、またこれ
らの抑制剤の中には、アルミニウム、その合金、ニッケ
ル、チタンまたはその合金などの浸食および溶解の抑制
に有効なもののあることも知られており、さらに硫酸、
硝酸、フッ酸およびリン酸による金属の溶解および浸食
の抑制に有効な抑制物質のあることも知られている。
〔ジー・シュミット：抑制剤に対する浸食作業部会のヨ
ーロッパ会議のために作成された報告（Ｇ・Schmidt:Re
port prepared for the European Federation of Corro
sion Working Rarty on Inhibitor）、酸浴のための抑
制剤の適用（Application of Inhibtor for Acid Medi
a）〕さらに金属表面のスケールやサビを除去するための酸洗
いの酸液に第４級アンモニウム化合物、またはアンモニ
ウム化合物および第４級アンモニウム化合物以外の有機
窒素化合物を添加し、それによって脱スケール効果、腐
食抑制効果および水素脆性抑制効果を向上し、また酸洗
い液の濁り、沈デン物、油状物質の生成および廃酸処理
における泡立ちを抑制することが提案されている。（特
開昭61−37988号公報）また、金属製品の脱スケールに用いる酸浴（塩酸）中に
ポリエチレンイミンを添加し、金属成分の溶解を減少さ
せることが提案された（特開昭49−106440号公報）。

本発明者らは、前記酸浴に用いられる金属溶解の抑制作
用が、ポリエチレンイミン単独よりも、これにヘキサメ
チレンテトラミン（ウロトロピン、ヘキサミン）および
ポリビニルアルコールのいずれかまたは混合物を加える
と、その鉄の溶解量がさらに減少することを見出し、こ
れらの知見にもとづいて本発明に到達した。

〔発明の目的および発明の要約〕

本発明の目的は、酸洗いの酸液における金属の溶解を抑
制する添加剤を提供することにあり、詳しくは酸洗いの
酸液において、金属の表面に発生した金属塩または金属
酸化物のスケールおよび錆を除去するが、金属そのもの
の溶解を抑制する酸洗いの酸液における添加剤を提供す
ることにある。

本発明のもう一つの目的は、金属の表面処理において、
金属表面のスケールおよび錆を除去するが、金属そのも
のの浸食および溶解をすることなく、金属表面を清浄化
することができる酸洗いの酸液を提供することにある。

本発明は、ポリエチレンイミンからなることを特徴とす
る酸洗いの酸液用添加剤である。

本発明のポリエチレンイミンからなる酸洗いの酸液用添
加剤において、ヘキサメチレンテトラミン、ドデシルト
リメチルアンモニウムクロライド、およびポリビニル
アルコールのいずれか、またはその混合を加えて、金属
の溶解、浸食の抑制効果を向上し、金属表面におけるス
ケールおよび錆の除去効果をさらに向上することができ
る。また、ポリエチレンイミンにポリビニルアルコール
及びジエチレングリコールを配合した混合物を使用して
も同様の効果を得ることができる。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤におけるポリエチレンイ
ミンは、エチレンイミンの重合度が380〜470のものを使
用するのが好ましい。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤は、塩酸、硫酸、リン
酸、フッ化水素酸などの金属の表面処理における酸洗い
において通常使用する酸液に対する添加物として使用す
ることができるが、塩酸とリン酸、および硫酸とリン酸
の混合酸に使用すると、その錆落しおよびスケール除去
の効果を向上し、金属の表面処理において金属の溶解を
抑制するとともにきれいで清浄化された金属表面を造出
することができる。

〔発明の具体的な説明〕

本発明の酸洗いの酸液用添加剤におけるポリエチレンイ
ミンは、エチレンイミンの重合度とかかわりなく、どの
ような重合度のものであっても、これを使用することが
できるが、エチレンイミンの重合度が380〜470の範囲の
ものを使用するのが好ましく、それによって金属の錆ま
たはスケールの除去効果を低下することなく、金属の溶
解、浸食の抑制効果を向上することができる。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤におけるポリエチレンイ
ミンに、ポリビニルアルコールを添加し、それによって
スケールおよび錆の除去効果を低下することなく、金属
の溶解、浸食の抑制効果を向上することができるが、ポ
リビニルアルコールは、水に可溶であれば、どのような
重合度のものであっても、これを使用することができ
る。

本発明の酸洗いの酸液溶添加剤において、ポリエチレン
イミンにポリビニルアルコールを配合する場合は、ポリ
エチレンイミン100重量部に対して4000〜20000重量部
（好ましくは4000〜10000重量部）のポリビニルアルコ
ールを配合する。またポリエチレンイミンにポリビニル
アルコールおよびジエチレングリコールを配合する場合
は、ポリエチレンイミン100重量部に対して4000〜20000
重量部（好ましくは4000〜10000重量部）のポリビニル
アルコールおよび2000〜20000重量部（好ましくは2000
〜10000重量部）のジエチレングリコールを配合する。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤におけるポリエチレンイ
ミンおよびポリビニルアルコールは、単体の状態または
水溶液の状態などのどのような形態のものであっても、
これを配合することができるが、水溶液の状態において
配合するのが好ましい。水溶液の状態における配合は、
酸洗いの酸液に添加したときに良好な溶解状態を保持す
ることができる利点、効果をもたらす。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤におけるポリエチレンイ
ミンおよびポリビニルアルコールの配合は、それぞれの
水溶液を酸洗いの酸液に加えて行なうこともできる。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤は、酸液100重量部に対
して0.005〜0.2重量部（好ましくは0.05〜0.1重量部）
のポリエチレンイミンの量となる量において酸洗いの酸
液に添加される。この添加において、酸洗いの酸液にお
けるポリエチレンイミンおよびポリビニルアルコールの
各成分は、良好な溶解状態を維持することを必要とす
る。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤のポリエチレンイミン
に、ヘキサメチレンテトラミン（ウロトロピン、ヘキサ
ミン）を配合し、それによってスケールおよび錆の除去
効果を低下することなく、金属の溶解、浸食の抑制効果
を向上して、きれいな金属表面を造出することができ
る。ポリエチレンイミンにヘキサメチレンテトラミンを
配合する場合は、ポリエチレンイミン100重量部に対し
てヘキサメチレンテトラミン50〜500重量部（好ましく
は50〜200重量部）を配合する。

本発明の酸洗いの酸液用添加剤は、酸酸、硫酸、リン
酸、フッ化水素酸またはその他の酸洗いに通常用いられ
る酸液に添加することができるが、塩酸およびリン酸の
混合酸液、または硫酸とリン酸の混合物に添加すること
もできる。これらの混合酸液に本発明の酸洗いの酸液用
添加剤を添加することによって、酸洗いにおける金属表
面におけるスケールおよび錆の除去を促進し、仕上りの
きれいな金属表面を造出することができる。

次に実施例に代りうる試験例により、本発明をさらに詳
しく説明する。

試験例１塩酸による鉄の溶解に対するポリエチレンイミンおよび
ポリエチレンイミンとヘキサメチレンテトラミン（ウロ
トロピン、ヘキサミン）の影響について試験を行なっ
た。

（１）試験溶液の調製（１−１）試験溶液（対照） 20.0mlの4M塩酸に、20.0mlの水を混合して、試験溶液
（対照）を調製した。

（１−２）試験溶液１（HEXA） 20.0mlの4M塩酸に、1.0mlの2.0％ヘキサメチレンテトラ
ミン水溶液および19.0mlの水を加えて、試験溶液１を調
製した。

（１−３）試験溶液２（PEI） 20.0mlの4M塩酸に、1.0mlの0.5％ポリエチレンイミン水
溶液および19.0mlの水を加えて、試験溶液２を調製し
た。

（１−４）試験溶液３（PEI−HEXA） 20.0mlの4M塩酸に、0.2mlの0.5％ポリエチレンイミン水
溶液および1.0mlの２％ヘキサメチレンテトラミン水溶
液を加え、さらに水を加えて、総量を40.0mlにして、試
験溶液３を調製した。

（１−５）試験溶液４（PEI−HEXA） 20.0mlの4M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン水
溶液および1.0mlの２％ヘキサメチレンテトラミン水溶
液を加え、さらに水を加えて、総量を40.0mlにして、試
験溶液４を調製した。

（１−６）試験溶液５（PEI−HEXA） 20.0mlの4M塩酸に、1.0mlの0.5％ポリエチレンイミン水
溶液および1.0mlの２％ヘキサメチレンテトラミン水溶
液を加え、さらに水を加えて、総量を40.0mlにして、試
験溶液５を調製した。

（１−７）試験溶液６（PEI−HEXA） 20.0mlの4M塩酸に、1.0mlの0.5％ポリエチレンイミン水
溶液および0.5mlの２％ヘキサメチレンテトラミン水溶
液を加え、さらに水を加えて、総量を40.0mlにして、試
験溶液６を調製した。

（１−８）試験溶液７（PEI−HEXA） 20.0mlの4M塩酸に、1.0mlの0.5％ポリエチレンイミン水
溶液および1.0mlの２％ヘキサメチレンテトラミン水溶
液を加え、さらに水を加えて、総量を40.0mlにして、試
験溶液７を調製した。

（２）試験方法鉄片（10mm×10mm×1mm）の重量を精秤し、この鉄片を
試験溶液に浸漬し、常温において２時間放置した後、鉄
片を試験溶液から取り出し、充分に水洗した。風乾後、
鉄片の重量を精秤し、浸漬中の重量損失からなる試験溶
液による鉄片の溶解量（mg/cm²）を算出した。

（３）試験の結果結果は第１表に示すとおりであった。

（４）所見および考察試験溶液１（HEXA）および試験溶液２（PEI）のいずれ
の場合も、鉄片の表面はきれいになった。

塩酸に極く少量のポリエチレンイミンを加えることによ
り、鉄片の溶解量は大きく減少するが、これにヘキサメ
チレンテトラミンを加えることにより、鉄片の溶解量は
さらに減少するから、ポリエチレンイミンは鉄の溶解、
浸食を抑制する効果があり、ヘキサメチレンテトラミン
は、ポリエチレンイミンの鉄の溶解、浸食を抑制する効
果をさらに大きくすることがわかる。

試験例２ポリエチレンイミンの塩酸による鉄の溶解を抑制する効
果に対するリン酸およびポリビニルアルコールの影響に
ついて試験を行なった。

（１）試験溶液の調製（１−１）試験溶液（対照） 20.0mlの6M塩酸に、20.0mlの水を混合して、試験溶液
（対照）を調製した。

（１−２）試験溶液１（PEI） 20.0mlの6M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン
（重合度:430）水溶液および19.5mlの水を加えて、試験
溶液１を調製した。

（１−３）試験溶液２（PEI−リン酸） 20.0mlの6M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン
（重合度:430）水溶液、1mlのリン酸（1:2）および18.5
mlの水を加えて、試験溶液２を調製した。

（１−４）試験溶液３（PEI−リン酸） 20.0mlの6M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン
（重合度:430）水溶液、3mlのリン酸（1:2）および16.5
mlの水を加えて、試験溶液３を調製した。

（１−５）試験溶液４（PEI−PVA） 20.0mlの6M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン
（重合度:430）水溶液、5.0mlの２％ポリビニルアルコ
ール（重合度:500）水溶液および14.5mlの水を加えて、
試験溶液４を調製した。

（１−６）試験溶液５（PEI−リン酸−PVA） 20.0mlの6M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン
（重合度:430）水溶液、1.0mlのリン酸（1:2）、5.0ml
の２％ポリビニルアルコール（重合度:500）水溶液およ
び13.5mlの水を加えて、試験溶液５を調製した。

（１−７）試験溶液６（PEI−リン酸−PVA） 20.0mlの6M塩酸に、0.5mlの0.5％ポリエチレンイミン
（重合度:430）水溶液、3.0mlのリン酸（1:2）、5.0ml
の２％ポリビニルアルコール（重合度:500）水溶液およ
び11.5mlの水を加えて試験溶液６を調製した。

（２）試験方法試験例１と同様にして行なった。

（３）試験の結果第２表に示すとおりであった。

（４）所見および考察ポリエチレンイミンおよびリン酸を加えた試験溶液２お
よび試験溶液３の場合、鉄錆の溶解は、試験溶液（対
照）の場合より早かった。

ポリエチレンイミンを加えた塩酸にリン酸を加えること
によって、ポイエチレンイミンの鉄の溶解抑制効果を損
なうことなく、鉄錆の除去を促進することがわかる。ま
たポリエチレンイミンによる鉄の溶解の抑制効果は、塩
酸濃度の高い領域でも、同様に起ることがわかる。

ポリエチレンイミンを添加した塩酸にリン酸を添加した
時も、ポリビニルアルコールの添加は、ポリエチレンイ
ミンによる鉄の溶解の抑制効果を高めることがわかる。

試験例３塩酸による鉄の溶解のポリエチレンイミンによる抑制に
対するポリビニルアルコールの影響について試験を行な
った。

同時に、ポリエチレンイミンにポリビニルアルコールと
ジエチレングリコールの両方を配合して試験を行なっ
た。

また併せて、比較例として、塩酸による鉄の溶解のポリ
エチレンイミンによる抑制に対するジエチレングルコー
ルのみの影響について試験を行なった。

（１）試験溶液の調製 20.0mlの4M塩酸に、0.5％ポリエチレンイミン（重合度:
430）水溶液0.5mlを加え、これに第３表に示す量の２％
ポリビニルアルコール（重合度:500）水溶液および２％
ジエチレングリコール水溶液を加え、さらに水を加え
て、総量を40.0mlにして、試験溶液を調製した。

（２）試験方法試験例１と同様にして行なった。

（３）試験の結果第３表に示すとおりであった。

（４）所見および考察ポリエチレンイミンの鉄の溶解抑制効果は、ポリビニル
アルコールの添加によって増大するが、比較例であるジ
エチレングリコールのみの添加では、ほとんど増大しな
い。

ポリエチレンイミンの鉄の溶解抑制効果は、ポリビニル
アルコールおよびジエチレングリコールの両者の添加に
より増大し、鉄片の表面の黒色の脱色の速度の速いこと
が観察された。このことによって、ポリエチレンイミン
にポリビニルアルコールおよびジエチレングリコールの
両者を添加すると、鉄の酸化物（錆）の除去の速度が速
くなる、と考えられる。

〔発明の効果〕

金属の表面処理における酸洗いにおいて、金属の溶解、
浸食を抑制することができる。

金属の表面処理における酸洗いにおいて、表面のスケー
ルおよび錆の除去が完全に行なわれ、仕上りのきれいな
金属表面を造出することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレンイミンからなる酸洗いの酸液
用添加剤において、ヘキサメチレンテトラミン、ポリビ
ニルアルコールならびにこれらの混合物からなる群より
選択されたものを配合したことを特徴とする酸洗いの酸
液用添加剤。