JPH10219485A

JPH10219485A - 金属酸洗用組成物

Info

Publication number: JPH10219485A
Application number: JP2276597A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Fukumura; 和則福村; Yoshihito Fukumura; 嘉仁福村
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-18
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: JP2976280B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、金属素地の腐食を防ぎながら、酸
洗速度を著しく向上させる等の優れた効果を発揮し得る
金属酸洗用組成物を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の金属酸洗用組成物は、（ａ）
酸、並びに（ｂ）一般式【化１】［式中Ｒは、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基等を
示す。］で表される１−ヒドロキシベンゾトリアゾール
誘導体及びその塩から選ばれる少なくとも１種を有効成
分として含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属酸洗用組成
物、更に詳しくは熱延鋼板等の金属鋼板の表面に付着し
た酸化物皮膜を除去するための金属酸洗用組成物に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】通常、熱延鋼板等の金
属鋼板の表面には、ミルスケール等の黒色酸化物皮膜が
付着しており、該金属鋼板を防錆、メッキ等の次工程に
供するには、酸化物皮膜を除去する必要がある。

【０００３】酸化物皮膜の除去には、例えば、硫酸、塩
酸、リン酸、スルファミン酸、硝酸、フッ酸、シュウ
酸、クエン酸等の無機酸又は有機酸、これらの混酸等の
水溶液による洗浄、所謂酸洗が一般的に行われている。
しかしながら、酸化物皮膜は金属表面に極めて強固に付
着しているため、これを完全に除去するためにはかなり
長時間の酸洗を必要とする。

【０００４】また、酸洗を行うと、酸化物皮膜のみなら
ず金属素地をも溶解し腐食させるという問題が生ずる。
このような問題を解消するため、従来から、酸と共に例
えば、アセチレン系アルコール類（特公昭４４−１３２
４３号公報、特公昭４４−１３２４４号公報）、イミダ
ゾリン類（特公昭５２−４２５２８号公報）、チオ尿素
誘導体、第４級アンモニウム塩、有機アミン類等の腐食
抑制剤を用いることが提案されている。しかしながら、
これらの腐食抑制剤は酸洗速度を遅らせるという欠点を
有しているので、酸洗時間が更に長くなり、作業能率の
低下が避けられない。

【０００５】この様に、金属素地の腐食を抑えながら酸
洗を促進し、酸洗に要する時間を短縮することは工業的
に重要であり、種々の提案や検討がなされている。

【０００６】例えば、特開昭５７−１９８２７３号公報
には、酸に含フッ素系、炭化水素系等の各種界面活性剤
を添加する方法が記載されている。しかしながら、この
方法では、界面活性剤の添加により酸水溶液が泡立ち、
この泡立ちが原因となって酸洗後の金属鋼板表面に色ム
ラ等を生ずるという欠点がある。しかもその酸洗促進効
果は満足できるものではない。また、特開昭６３−２０
３７８０号公報によれば、酸に硝酸塩や亜硝酸塩等の酸
化剤とチオ尿素等の腐食防止剤とを添加する方法が提案
されているが、酸化剤が本来の機能である酸化効果を発
揮するのを避け得ず、腐食防止剤が存在していようと
も、金属素地の腐食が増加する。特開昭４７−３４１２
２号公報は、酸に亜硫酸塩、チオ硫酸塩等の無機還元
剤、アスコルビン酸、ヒドラジン等の有機還元剤等を添
加する方法を開示する。無機還元剤は、酸化物皮膜の溶
解促進作用があるものの、酸に添加すると亜硫酸ガスや
硫化水素ガス等の有毒ガスを発生し、作業環境を著しく
低下させるので好ましくない。加えて、腐食抑制剤の効
果を低減化し、腐食量を増大させるという欠点もある。
有機還元剤には十分な促進効果は認められない。更に、
特開平５−１９５２７０号公報には、酸洗促進剤とし
て、ポリエチレングリコール、完全ケン化ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子化合
物が開示されている。これら水溶性高分子化合物は、あ
る程度の酸洗促進効果を有するものの、界面活性剤の場
合と同様に、泡立ちにより酸洗後の金属鋼板表面に色ム
ラ等を生ずる。また、腐食抑制剤の性能低下が起こらな
い範囲内で酸濃度を高めたり、酸の液温を上げたりして
酸洗時間の短縮が図られているが、その効果は十分とは
言い難い。

【０００７】一方、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール
誘導体は、鉄鋼分野においては、鋼板の圧延時の調圧剤
として汎用されており、また金属の防錆剤（腐食防止
剤）としても有効であることも知られている（例えば、
特公昭５３−２８８６４号公報）。しかしながら、熱延
鋼板の酸洗時に、酸と併用された例はなく、酸との併用
により、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール誘導体が金
属素地の腐食を防止するだけでなく、酸洗速度を向上さ
せたり、酸洗後の鋼板表面の白色度を高めたりするとい
うことについての報告は全く見当たらない。

【０００８】而して、金属素地の腐食を抑えながら酸洗
を促進し、酸洗に要する時間を短縮できる技術の開発が
望まれている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記要望に合致する
新規な金属酸洗用組成物を得ることに成功し、ここに本
発明を完成するに至った。

【００１０】即ち、本発明は、（ａ）酸、並びに（ｂ）
一般式

【００１１】

【化２】

【００１２】［式中Ｒは、水素原子、炭素数１〜６のア
ルキル基、アミノ基、ニトロ基、水酸基又はメルカプト
基を示す。］で表される１−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール誘導体及びその塩から選ばれる少なくとも１種を有
効成分として含有する金属酸洗用組成物に係る。

【００１３】本発明によれば、金属素地の腐食を防ぎな
がら、酸洗速度を著しく向上させ、更に酸洗後の金属鋼
板表面の白色度及び平滑性を高めるという優れた効果を
発揮し得る金属酸洗用組成物が提供される。また、本発
明の金属酸洗用組成物は泡立つこともないので、酸洗後
の金属鋼板の表面には色ムラ等は生じない。更に、本発
明の金属酸洗用組成物は防錆処理等の次工程に悪影響を
与えず、且つ酸洗後の金属鋼板は良好な直接塗装性をも
有している。

【００１４】

【発明の実施の態様】本発明の金属酸洗用組成物は、
（ａ）酸、並びに（ｂ）上記一般式（１）で表される１
−ヒドロキシベンゾトリアゾール誘導体及びその塩から
選ばれる少なくとも１種を有効成分として含有するもの
である。

【００１５】上記一般式（１）において、Ｒで示される
炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、
ｎ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキ
シル基等を挙げることができる。

【００１６】本発明組成物において（ａ）成分として使
用する酸としては、従来から金属鋼板の酸洗に常用され
る公知の無機酸及び有機酸をいずれも使用でき、具体的
には、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、フッ化水素酸等の無
機酸、スルファミン酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、ギ
酸、酒石酸、リンゴ酸、ヒドロキシ酢酸、グルコン酸等
の有機酸等を挙げることができる。これらの中でも、硫
酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、スルファミン酸、
クエン酸、ヒドロキシ酢酸等の有機酸等が好ましく、硫
酸、塩酸等の無機酸が特に好ましい。これらの酸は１種
を単独で使用でき或いは２種以上を併用できる。

【００１７】本発明組成物における（ａ）成分の濃度と
しては、従来からの酸洗の場合と同程度でよく、酸洗し
ようとする金属鋼板の材質等に応じて適宜選択すればよ
いが、通常本発明組成物中１〜２０重量％程度、好まし
くは５〜１０重量％程度とすればよい。

【００１８】本発明組成物における（ｂ）成分である上
記一般式（１）の１−ヒドロキシベンゾトリアゾール誘
導体及びその塩は、従来から、金属鋼板の圧延時の調圧
剤及び防錆剤としては汎用されている化合物であるが、
熱延鋼板の酸洗時に、酸と併用された例はなく、また酸
との併用により、酸洗速度を向上させたり、酸洗後の鋼
板表面の白色度を高めたりするということについての報
告は今まで全くなされていない。

【００１９】上記一般式（１）の１−ヒドロキシベンゾ
トリアゾール誘導体の具体例としては、１−ヒドロキシ
ベンゾトリアゾール、５−メチル−１−ヒドロキシベン
ゾトリアゾール、６−アミノ−１−ヒドロキシベンゾト
リアゾール、６−ニトロ−１−ヒドロキシベンゾトリア
ゾール、６−メチル−１−ヒドロキシベンゾトリアゾー
ル、６−エチル−１−ヒドロキシベンゾトリアゾール等
を例示できる。これらの中でも、１−ヒドロキシベンゾ
トリアゾール、５−メチル−１−ヒドロキシベンゾトリ
アゾール、６−メチル−１−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール、６−エチル−１−ヒドロキシベンゾトリアゾール
等が好ましく、１−ヒドロキシベンゾトリアゾールが特
に好ましい。また、上記一般式（１）の１−ヒドロキシ
ベンゾトリアゾール誘導体の塩としては特に制限されな
いが、アンモニウム塩、ヒドラジン塩、モノアミン塩、
ジアミン塩、トリアミン塩、塩酸塩、硫酸塩等を挙げる
ことができる。斯かる一般式（１）の１−ヒドロキシベ
ンゾトリアゾール誘導体及びその塩は、１種を単独で使
用でき或いは２種以上を併用できる。

【００２０】本発明組成物における１−ヒドロキシベン
ゾトリアゾール誘導体の濃度は特に制限されず、酸洗し
ようとする金属鋼板の材質等に応じて広い範囲から適宜
選択できるが、酸洗効果、経済性等を考慮すると、通常
本発明組成物中０．００１〜０．５重量％程度、好まし
くは０．００５〜０．２重量％程度とすればよい。

【００２１】本発明組成物には、その優れた効果を損な
わない範囲で、従来から使用されている種々の腐食抑制
剤やその他の添加剤等を適宜加えることができる。

【００２２】本発明組成物は、有効成分である（ａ）成
分及び（ｂ）成分の所定量を水に溶解することにより製
造できる。或いは、２種の有効成分の所定量をそれぞれ
別々に水に溶解しておき、酸洗時に混合することもでき
る。

【００２３】本発明組成物を用いて酸洗するに当たって
は、従来の酸洗と同様に実施できる。また、本発明組成
物の液温等も、酸洗しようとする金属鋼板の材質等に応
じて適宜選択すればよい。

【００２４】本発明組成物は、熱延鋼板や冷延鋼板等の
各種の金属鋼板を酸洗する際に適用できる。金属種の具
体例としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼等の特殊
鋼、鉄、銅、銅合金（真鍮等）を始め、酸洗する金属材
料、製品等を挙げることができる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例及び試験例を挙げ、本発明を具
体的に説明する。以下において、「％」とあるのは、特
に断らない限り、「重量％」を意味する。

【００２６】実施例１５％塩酸水溶液に、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール
（以下「１−ＨＯＢ」という）を濃度０．０１％、０．
０２％、０．０５％となるように添加し、本発明の金属
酸洗用組成物を製造した。

【００２７】試験例１実施例１で得られた３種の金属酸洗用組成物を用い、表
面を清浄化した冷延鋼板（３×４ｃｍ）について酸洗
（２０℃×１５時間）を実施した。尚、金属酸洗用組成
物には、実際の使用状況に近づけるため、Ｆｅイオン含
量が５％になるようにＦｅＣｌ₂を添加した。酸洗後の
金属鋼板につき、腐食量（ｍｇ／ｇ）、外観、孔食
（個）及び白色度を調べた。腐食量、外観及び孔食並び
に白色度の調査基準は次の通りである。

【００２８】腐食量：下記の式より算出した。

【００２９】

【数１】

【００３０】外観及び孔食：目視観察した。

【００３１】白色度：測色色差計［商品名：ＳＥ２００
０、日本電色工業（株）製］を用いて測定を行い、下記
の式より算出した。

【００３２】

【数２】

【００３３】上記式において、Ｌ；明度、ａ；赤〜緑の
色相、ｂ；黄〜青の色相である。

【００３４】結果を下記表１に示す。

【００３５】比較のため、ブランクとして、１−ＨＯＢ
を含まない５％塩酸水溶液（Ｆｅイオン含量５％）を用
い、上記と同様にして酸洗を行い、酸洗後の金属鋼板に
ついて上記と同様の項目を試験した。結果を表１に併記
する。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から、１−ＨＯＢの添加により、酸化
物除去後の鋼板の腐食量は１／５〜１／２０となり、外
観はなめらかで、白色度の著しい向上が達成されること
が明らかである。

【００３８】実施例２濃度５％、６％、７％及び８％の塩酸水溶液に、それぞ
れ１−ＨＯＢを濃度が０．０１％、０．０２％、０．０
５％、０．１％、０．２％になるように添加し、本発明
の各種金属酸洗用組成物を製造した。

【００３９】試験例２実施例２で得られた各種金属酸洗用組成物に、液温８５
℃で、黒色酸化物皮膜が付着した低級電磁材、ブリキ
材、電磁材高温巻取材及びブリキ材高温巻取材（いずれ
も３×５ｃｍ）を浸漬し、黒色酸化物皮膜が除去される
時間を目視観察により調べた。尚、金属酸洗用組成物に
は、実際の使用状況に近づけるため、Ｆｅ²⁺イオン含量
が８％になるようにＦｅＣｌ₂を、またＦｅ³⁺イオン含
量が０．１％になるようにＦｅＣｌ₃を添加した。

【００４０】比較のため、ブランクとして、１−ＨＯＢ
を含まない５〜８％塩酸水溶液（Ｆｅ²⁺イオン含量８
％、Ｆｅ³⁺イオン含量０．１％）を用い、上記と同様に
して酸洗を行い、黒色酸化物皮膜が除去される時間を目
視観察により調べた。

【００４１】結果を図１〜４に示す。図１〜４は、いず
れも、塩酸濃度と１−ＨＯＢ濃度と脱スケール時間
（秒、黒色酸化物皮膜が除去される時間）との関係を示
すグラフである。図１は酸洗の対象となる金属鋼板が低
級電磁材の場合のグラフであり、図２は酸洗の対象とな
る金属鋼板がブリキ材の場合のグラフであり、図３は酸
洗の対象となる金属鋼板が電磁材高温巻取材の場合のグ
ラフであり、図４は酸洗の対象となる金属鋼板がブリキ
材高温巻取材の場合のグラフである。

【００４２】図１〜４において、●：１−ＨＯＢ濃度０
％、◎：１−ＨＯＢ濃度０．０１％、○：１−ＨＯＢ濃
度０．０２％、△：１−ＨＯＢ濃度０．０５％、□：１
−ＨＯＢ濃度０．１％、◇：１−ＨＯＢ濃度０．２％で
あることを示す。

【００４３】図１〜４から、１−ＨＯＢが酸洗速度を促
進し得ることが明らかである。

【００４４】実施例３５％硫酸水溶液に、１−ＨＯＢを濃度０．０１％、０．
０２％、０．０５％となるように添加し、本発明の各種
金属酸洗用組成物を製造した。

【００４５】試験例３実施例３で得られた金属酸洗用組成物に、低級電磁材、
ブリキ材、電磁材高温巻取材及びブリキ材高温巻取材を
室温で２６時間浸漬して酸洗した後取り出し、腐食量
（ｍｇ／ｇ）及び白色度を調べた。

【００４６】比較のため、ブランクとして、１−ＨＯＢ
を含まない５％硫酸水溶液を用い、上記と同様にして酸
洗を行い、腐食量（ｍｇ／ｇ）及び白色度を調べた。

【００４７】腐食量についての結果を表２に、また白色
度についての結果を表３にそれぞれ示す。尚、腐食量は
前記試験例１と同様にして測定した。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、酸洗の対象となる金属鋼板として低級
電磁材を用いた場合の塩酸濃度と１−ＨＯＢ濃度及び脱
スケール時間との関係を示すグラフである。

【図２】図２は、酸洗の対象となる金属鋼板としてブリ
キ材を用いた場合の塩酸濃度と１−ＨＯＢ濃度及び脱ス
ケール時間との関係を示すグラフである。

【図３】図３は、酸洗の対象となる金属鋼板として電磁
材高温巻取材を用いた場合の塩酸濃度と１−ＨＯＢ濃度
及び脱スケール時間との関係を示すグラフである。

【図４】図４は、酸洗の対象となる金属鋼板としてブリ
キ材高温巻取材を用いた場合の塩酸濃度と１−ＨＯＢ濃
度及び脱スケール時間との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）酸、並びに（ｂ）一般式【化１】［式中Ｒは、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、ア
ミノ基、ニトロ基、水酸基又はメルカプト基を示す。］
で表される１−ヒドロキシベンゾトリアゾール誘導体及
びその塩から選ばれる少なくとも１種を有効成分として
含有する金属酸洗用組成物。