JPS6247492A - 金属板の洗浄液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、金属板、特に、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｒ
−Ｎｉ系、旧−Ｃｏ−Ｆｅ系合金板の連続洗浄において
、脱脂能力等の洗浄力が強く、金属板表面の微細凹部内
に入った砥粒等の残留物及び油脂の除去が可能な金属板
の洗浄液に関する。

背景技術 一般に、金属板は、その製造工程において、熱間圧延及
び熱処理によって、その表面に高温酸化生成物、すなわ
ち、スケールが形成され、このスケールの除去のために
、砥石等で研摩されるが、金属板表面に研摩による微細
な四部が形成されて、凹部内に砥石粉やスケール粉が入
り油脂等で被包された状態で残存したり、周辺環境によ
って汚染されたり、あるいは必要に応じて、防錆油を塗
布した状態になる。このように汚染あるいは油脂を塗布
された金属板は、一般に、研削処理したのち、または冷
間圧延したのち、洗浄処理されていた。

Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系、Ｎ１−ｃｏ−Ｆｅ
系合金板等の金属板の洗浄方法として、従来代表的なも
のに、アルカリ水溶液脱脂法、アルカリ水溶液と陰イオ
ン界面活性剤との混合液による脱脂法、有機溶剤による
脱脂法、あるいは陽極電解脱脂法があった。

一般に、アルカリ水溶液ＩＢ２脂法は、水酸化ナトリウ
ム、オルソケイ酸ナトリウム、または炭酸ナトリウム、
あるいは燐酸アルカリ塩からなるアルカリ液を、８５°
Ｃ〜１００°Ｃに加熱して収容した水溶液槽に、被洗浄
金属板を浸漬して洗浄している。

上記脱脂法において、例えば、アルカリ液として苛性ア
ルカリ液を使用する場合、苛性アルカリ土類金属板上に
付着した動植物性油脂（鹸化性油）が下記式の如く、鹸
化反応を起して、脱脂作用すると共に、石鹸（高級脂肪
酸す１〜リウム）とグリセリンが生成し、鹸化による朋
脂、洗浄が行なわれる。

しかし、前記アルカリ液による洗浄法では、鉱物性油脂
、特に石油系油脂（不鹸化性油〉に対して、脱脂洗浄効
果がないため、通常、アルカリ水溶液に陰イオン界面活
性剤を添加して、乳化１分散作用により、金属板上に付
着した動植物性油脂及び鉱物性油脂の除去、洗浄化が行
なわれる。

ところが、上記方法（は、洗浄速度が遅いため、長い大
型槽が必要であり、多量の洗浄液を加熱する必要もあり
、また、添加した陰イオン界面活性剤により、洗浄作業
中に発泡して洗浄が困難となり、さらには、金属板表面
に形成された研摩による微ＩＩＩな凹部に付着した砥粒
粉ヤ金属粉及び油脂等の除去が困難であるイａｒどの問
題があった。

また、有機溶剤による脱脂法は、有機溶剤の油脂に対す
る親和力によって希釈除去する方法で必るが、金属板表
面の油脂を希釈するだけであるため、吸着油分を除去す
ることができず、説脂力が弱いという問題があり、特に
、石油系溶剤は引火性が高く安全性の面で問題がおる。

また、弗素系あるいはハロゲン系）Ｒ剤は不燃性であり
、石油系溶剤より安全であるが、酸化分解によりハロゲ
ン系溶剤は塩化水素を発生し、金属板を腐蝕する恐れか
ある。

陽極電解脱脂法は、被洗浄金属板の溶解、不動態化が起
る問題かあり、また、電解洗浄速度がνく、高速洗浄の
ためには、大電流を必要とし、コスト上昇を招来する問
題があった。

発明の目的 この発明は、上述の現状に鑑み、長尺金属板の連続洗浄
方法において、金属板表面の油脂や異物の除去はもちろ
んのこと、金属板表面に形成された研摩による微芹用な
四部に付着した砥粒粉や金属粉及び油脂等の除去が可能
であり、ざらに洗浄中に発泡することなく、すぐれた清
浄表面が得られ、待に長尺金属板の連続洗浄に適した洗
浄液を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、 溶液のＰｌ−１値が１０以上のアルカリ金属塩、すなわ
ち、 水酸化ナトリウム、オルソケイ酸ナトリウム、メタケイ
酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、オ
ルソリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、 トリポリリン酸ナトリウム、 ヘキサメタリン酸ナトリウム、 ホウ酸すトリウム、 水酸化カリウム、オルソケイ酸カリウム、炭酸カリウム
、重炭酸カリウム、 オルソリン酸カリウム、ビロリン酸カリウム、ホウ酸カ
リウム のうち少なくとも１種、ｌｑ／　Ｉｌ〜２００（］／　
ｒｌ、チタンリン酸塩０．１（］／　１１〜４０（］／
　ｒｌ、亜硝酸ナトリウム０．１ｇ／ｉ　〜１００（］
／ｌ、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイドイ
」加物０．１（］／　２〜１０（］／　２及びポリオキ
シエヂレン誘導体活性剤０．１（］／　ｉ〜１５（］／
勲 を含む水溶液からなることを特徴とする金属板の洗浄液
でおる。

また、この発明による洗浄液を、以下の洗浄方法に用い
ると、連続洗浄にすこ７玉る有効である。

すなわち、被洗浄金属板表面に対して直角方向から特定
め傾斜角度の噴射口を有する噴射ノズルを、該金属板の
幅方向に対して特定角度だけ艮手方向へ変位した幅方向
に複数個配列した噴射ノズル列を、該金属板長手方向に
少なくとも１列配置し、 溶液の円」値が１０以上のアルカリ金属塩のうち少なく
とも１種、１ｇ／９〜２００（１／　ｉ、チタンリン酸
塩０．１（］／　２〜４０ｇ／　’１、亜硝酸ナトリウ
ム０１１（Ｊ／　１〜１００（］／　ｉ　。

ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付Ｊ＋Ｏ
物０．１（１／　ｒ１〜ｌ０ＣＩ／　ｑ及びポリオキシ
エチレン誘導体活性剤０．１（］／ｆｊ〜１５ｇ／に を水に溶解させた４０°Ｃ〜８０’Ｃの７ＪＯ熱洗浄液
を、特定噴射圧力、被洗浄金属板表面の単位面積当りの
特定噴射流ｄの条件で上記の噴射ノズル列の各噴射口よ
り噴射する長尺金属板の連続洗浄方法である。

この発明の洗浄液によって、特に、長尺金属板の連続洗
浄方法において、金属板表面の油脂や異物の除去並びに
、金属板表面に形成された研摩による微細な凹部に（＝
Ｊ着した砥粒物ヤ金属粉及び油脂等の除去が可能で、発
泡もなく作業性が高く、すぐれた清浄表面が得られ、従
来のアルカリ液浸漬装置による洗浄に比較して、工程全
長が１／２程度となり、設備コストが大幅に低減できる
利点があり、さらに、洗浄液量も従来方法の約１７２程
度であり、発泡による排水処理問題もなく、後処理が容
易となる。

この発明による金属板の洗浄液は、毒性が極めて低く、
劇薬物取扱対象外であり、作業上安全であるほか、発泡
性がなく、廃水上で問題となるＣＯ，Ｄ（化学的酸素要
求量）及びＢＯＤ　（生物化学的酸素要求量〉が極めて
低く、安全性にすぐれた洗浄液である。

この発明による洗浄液は、すべての金属２合金板に適用
できるが、特に、幅２０ｍｍ〜１８００ｍｍのＦｅ　−
Ｎｉ系、ｒｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ系合金
板の連続洗浄に最適である。

発明の成分限定理由 この発明の洗浄溶液において、アルカリ金属塩は、溶液
のＰＨ値が１０以上でおると、洗浄剤として強力な洗浄
力と防錆力を有するため、本洗浄液の主成分をなし、洗
浄後の金属板を水洗する際のいわゆるすすぎ性にもすぐ
れるが、濃度が５ｇ／Ｉ１未満では、洗浄力及びＰＨ緩
衝力を有しないため好ましくなく、また、２０００／　
Ｉｌを越えると、粘度が高くなり、洗浄力が劣化して好
ましくないため、５ｇ７９〜２００ａ／　Ｉｌの濃度と
する。

アルカリ金属塩には、 水酸化ナトリウム、オルソケイ酸ナトリウム、メタケイ
酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、オ
ルソリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、。

トリポリリン酸ナトリウム、 ヘキサメタリン酸ナトリウム、 ホウ酸ナトリウム、 水酸化カリウム、オルソケイ酸カリウム、炭酸カリウム
、重炭酸カリウム、 オルソリン酸カリウム、ピロリン酸カリウム、ホウ酸カ
リウムがあり、 このうち、例えば、炭酸ナトリウムは、水溶性で強いア
ルカリ性を示し、動植物性油脂の洗浄に有効である。

チタンリン酸塩は、被洗浄金属板の表面活性化または調
整化能を有し、金属板表面と洗浄液との反応性を著しく
向上させ、金属板表面改質効果を有するが、濃度が０．
１（］／　ｒ１未満では、表面活性化または調整化の効
果を有しないため好ましくなく、また、４０ｑ／　’ｌ
を越えると、かかる効果が飽和して不経済で好ましくな
いため、０．１（］／　ｉ〜４０（］／　ｌの濃度とす
る。

溶液中の亜硝酸ナトリウムは被洗浄金属板の表面活性化
及び防錆効果が大きいが、′ｃＬ度が０．１（］／２未
満では防錆効果がなく、１００（］／　！ｉ！を越える
と洗浄力が劣化するので′ｔＬ度は、０．１（］／　Ｉ
ｌ〜１００（１／２が好ましい。

この発明のアルカリ金属塩の溶液において、Ｐｌ−１値
が１０以上では表面張力が比較的大きいため、強力な洗
浄力を得るには非イオン界面活性剤の添加が有効でおり
、従来の界面活性剤に代えて、高分子非イオン界面活性
剤を使用したことを特徴とし、特に、ノニオン界面活性
剤は被洗浄金属表面を汚染している鉱物油の洗浄に有効
であり、特に、ポリプロピレングリコールエチレンオキ
サイド付加物及びポリオキシエチレン誘導体活性剤は、
温液を噴射ノズルより高圧で噴射した場合に、発泡する
恐れがなく好ましい。

この発明において、高分子非イオン界面活性剤には、親
水基、疎水基の強さのバランスを示すＨ，Ｌ、　Ｂ　（
Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ　　Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ　Ｂａ１
ａｎｃｅ　。

Ｈ，Ｌ、Ｂ＝Ｅ１５　　：Ｅはポリエチレングリコール
部子湿分率、Ｈ，Ｌ、Ｂ≧５は水に溶解することを、Ｈ
，Ｌ、Ｂ−０は親水基がないことを示し、［１、Ｌ、Ｂ
　＝２０は親水基が全量の場合を示す。）の値が５以上
で、ざらに、アルカリ洗浄時に被洗浄金属板に影響を及
ぼさず、起泡性が無く、耐アルカリ性が良好などの条件
を満すものとして、ポリプロピレングリコールエチレン
オキサイド付加物構造を有するものが最適である。

以下余白 一般式は、 （但し、ｂはポリプロピレングリコールのモル数１５〜
６０の整数 ａ、Ｃはエチレンオキシドのモル数でａ十ｃ＝３〜１５
の整数を示ず。） であり、その平均分子量は、１１００〜３８００が好ま
しく、分子［１１００未満では、洗浄力が乏しく、また
、分子ｆｆ１３８００を越えると、曇点が下がる結果、
洗浄力が劣化し、発泡する恐れが生じ好ましくない。

これは、ポリエチレングリコールを親水基、ポリプロピ
レングリコールを疎水基としたもので、親油基の両側に
親水基がおる分子構造に特徴を有するプルロニツタタイ
プである。

親油基でおるポリプロピレングリコールの分子量は、９
００〜３５００が好ましく、９００未満では洗浄力が乏
しく、また、分子量３５００を越えると、曇点が下がる
結果、洗浄力が劣化し、発泡する恐れが生じ好ましくな
い。また、ポリプロピレングリコール基は親油性が強力
で、該基が置換されることにより油脂の乳化分散に作用
し、かつ低発泡性の特徴を有している。

ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物は
、０．１ｇ／２未満では、乳化分散の効果がなく洗浄能
力が小さく、１０ｇ／λを越えると、曇点が下がり洗浄
効果が悪くなり、発泡の恐れが生じ、アルカリ液に溶解
せず、塩析するため好ましくない。

非イオン界面活性剤のポリオキシエチレン誘導体活性剤
は、浸透性並びに金属板表面に付着した鉱油の乳化分散
洗浄に極めてイ１効でおり、高圧温噴射洗浄の際に発泡
性の問題がなくすぐれた洗浄力を有するが、０．１（］
／　ｉ未満では、浸透洗浄能力に乏しく、１５（１／ｉ
を越えると、粘度が高くなり、発泡性が強くなるため好
ましくない。

ポリオキシエチレン誘導体の一般式は、Ｒ（ＣＨ２Ｃ１
２０）ｎ　ＯＨ （ただし、Ｒは炭素数８〜９の脂肪族炭化水素基、ｎは
２〜３０の整数でおる。） であり、Ｒには、オクチルフェニールまたはノニルフェ
ノール等のアルキル基が好ましい。

洗浄溶液の液温度は、４０’Ｃ未満では、洗浄効果が少
なく、かつアルカリ性塩類の析出が起り好ましくなく、
また、８０℃を越えると、界面活性剤の曇点以上となり
、鉱物油に対する洗浄効果が著しく失われるため、４０
℃〜８０°Ｃの液温度が好ましい。

発明の好ましい実施態様 第１図はこの発明の洗浄液を用いる洗浄装置の機構説明
図であり、第２図は噴射ノズルの金属板に対する配置を
示す斜視図で必る。

洗浄装置（１）内を、カイトローラー（２）により金属
板（３）が水平方向、図面で右方向に移送させてあり、
洗浄装置（１）中央部には、金属板（３）の上下面に、
それぞれ複数個の噴射ノズルを配列した噴射ノズル列（
４）を対向配置しである。

噴射ノズル列（４）は、金属板（３）の幅方向に対して
特定角度だけ長手方向へ変位した変位角θ方向に配置し
てあり、噴射ノズル列（４）の各噴射ノズル形状は、ス
リット状開口の扇形ノズルであり、その噴射口に被洗浄
金属板（３）表面に対して直角方向から特定角度の傾斜
角度θ′をもたせている。

洗浄液槽（５）には、メタケイ酸ナトリウム、炭酸す［
〜リウム等のアルカリ金属塩のうち少なくとも１種ど、
亜硝酸す１〜リウムと、チタンリン酸塩、ポリプロピレ
ングリコールエチレンオキサイド付加物及びポリオキシ
エチレン誘導体界面活性剤を、所要量水に溶解させた洗
浄液（１０）を内蔵してあり、加熱器（６）あるいは熱
交換器（９）により、４０’Ｃ〜８０°Ｃの温度に加熱
する。

加熱洗浄液は、フィルター（７）にて認過され、高圧ポ
ンプ（８）で噴射ノズル列（４）の各扇形ノズルへ送給
され、特定の噴射圧力、噴射流量の噴射条件で、金属板
（３）の両面に高圧噴射される。

金属板（３）に高圧噴射された後の洗浄液は、洗浄装置
（１）の底部の排洗浄液溜に集められ、その後ポンプに
て再び洗浄液槽（５）に送給される。

噴射圧力、噴射流量は、被洗浄金属板（３）の汚染程度
や所要の清浄度に応じて適宜選定され、また、前記噴射
条件は、洗浄液槽（５）の容量、フィルター（７）の面
積や抵抗係数、高圧ポンプの吐出能力、各送給管径、金
属板とノズルとの距離等を適宜選定することによって設
定できろ。

以上の構成からなる洗浄装置において、洗浄液が所要の
噴射圧力、噴射流口条件で噴射されると、複数の扇形ノ
ズルにて、強力なジェットエネルギーを与えられ、金属
板（３）表面に付着した油脂膜。

油脂膜の洗浄、並びに微細凹部内の油脂を含む金属粉や
砥粒粉及び油脂などの汚れが効率よく除去され、長尺金
属板の連続清浄化が可能となる。

また、金属板が水平方向に連続走行する場合のほか、傾
斜して走行する場合や垂直に走行する場合であっても、
また、連続、断続的走行であっても適用可能であり、噴
射ノズルは、金属板の両面に対向させる他、片面ずつ２
工程に分けて行なうのもよく、さらには、噴射ノズル形
状も、円形。

扇形のほか、スリット状の幅広ノズルを使用しても扇形
と同様の効果が得られ、また糸状の噴射ノズルは幅の狭
い金属板の連続洗浄に有効である。

噴射ノズル形状としては、実施例に示すスリット状開口
の扇形ノズルが好ましく、均一で鋭い薄膜状の水幕を形
成し、強力な衝撃エネルギーにて、被洗浄金属板表面に
当り、表面凹部内の残存砥粒粉、金属粉及び油脂等の除
去に有効である。

実施例 前記した第１図、第２図の洗浄装置を使用し、被洗浄金
属板材に、幅１００ｍｍｘ厚み２ｍｍの４２％Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金板を用い、５ｍ／ｍ　ｉ　ｎの走行速度で水平に
移送させ、下記条件で連続洗浄を行なった。

噴射ノズル：扇形、変位角度θ−１５°、傾斜角度θ−
＝１５°、 洗浄液；本発明組成　第１表Ｎｏ、　１〜７、比較組成
　第１表Ｎｏ、　８〜１１ 洗浄液温度；５５°Ｃ６ この連続洗浄において、第２表に示す如く、噴射圧力と
噴射流量を種々変化させて実施し、各条件での被洗浄金
属板表面の砥粒残留状況、金属粉残留状況、異物残留状
況、脱脂率及び残留有機物状況を調べ、その結果（評価
は残留有機物状況及び発泡試験を除き、いずれも除去率
で示す。）を第２表に示す。

砥粒残留状況、金属粉残留状況、異物残留状況は、被洗
浄金属板表面の５０ｎＪ当りを目視検査により、除去率
で評価した。

脱脂率は、試料を５０ｍｍＸ　５０ｍｍに切断後、充分
な水洗を行なったのち直ちに、赤インク液中に浸漬し、
乾燥させたのち、赤インクの付着面積により算出した。

また、残留４１機吻状況は、厚み２．ＯｍｍＸ幅２０ｍ
ｍ×長さ５０ｍｍに切断した試料片を水洗し乾燥後、キ
ャリヤーガスに酸素を用いた表面炭素分析装置により、
４００℃×２分間の燃焼条件で燃焼後、赤外線吸収法で
定但測定した。

発泡試験は、第１表に示す本発明洗浄液（Ｎｏ、１〜７
）、比較洗浄液（Ｎｏ、８〜１１）を５５℃に加熱した
１００＋！に、エアーポンプでエアー（１４００ｃｃ／
ｍｉｎ＞を送り、泡が４００ｃｃに達するまでの時間及
び発泡の有無で評価した。

第２哀め結果より明らかなように、この発明の洗浄液は
、長尺金属板の連続洗浄方法において、金属板表面の油
脂や異物の除去並びに、金属板表面に形成された研摩に
よる微細な凹部に付着した砥粒粉や金属粉及び油脂等の
除去が可能で、従来の洗浄液による洗浄に比較して、格
段にすぐれた清浄表面が得られることが分る。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の洗浄液を用いる洗浄装置の去構説明
図であり、第２図は噴射ノズルの金属板に対する配置を
示す斜視図である。 １・・・洗浄装置、２・・・ガイドローラー、３・・・
金属板、４・・・噴射ノズル列、５・・・洗浄液槽、６
・・・加熱器、７・・・フィルター、８・・・高圧ポン
プ、９・・・熱交換器、１０・・・洗浄液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶液のＰＨ値が１０以上のアルカリ金属塩のうち少なく
   とも１種、１ｇ／ｌ〜２００ｇ／ｌ、 チタンリン酸塩０．１ｇ／ｌ〜４０ｇ／ｌ、亜硝酸ナト
   リウム０．１ｇ／ｌ〜１００ｇ／ｌ、ポリプロピレング
   リコールエチレンオキサイド付加物０．１ｇ／ｌ〜１０
   ｇ／ｌ 及びポリオキシエチレン誘導体活性剤０．１ｇ／ｌ〜１
   ５ｇ／ｌ を含む水溶液からなることを特徴とする金属板の洗浄液
   。