KR100711449B1 - Low temperature alkalic detergent composition for removing rolling oil of the strip - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉연강판의 압연유 제거에 사용되는 일핵형 저온 알카리 세정제에 관한 것으로, 소디움 히드록사이드 20~40중량부, 소디움 글루코네이트 1~5 중량부, 포타슘 히드록사이드 0.1~0.5 중량부, 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제 0.1~1 중량부 및 알킬 페닐 에테르 설포네이트 1~5 중량부를 포함하여 이루어지는 저온 알카리 세정제 조성물이 제공된다. 본 발명의 알칼리 세정제 조성물은 50~60℃의 저온에서 우수한 탈지, 세정효과를 나타낼 뿐만 아니라, 일액형 저온알카리 세정제로서 농도 조절이 편리하다. 또한, 저온에서 적용가능하므로 에너지 및 물류비가 절감된다.The present invention relates to a mononuclear cold alkali cleaning agent used for removing the rolled oil of cold rolled steel, 20 to 40 parts by weight of sodium hydroxide, 1 to 5 parts by weight of sodium gluconate, 0.1 to 0.5 parts by weight of potassium hydroxide, poly Provided is a low temperature alkaline detergent composition comprising 0.1 to 1 parts by weight of an oxyethylene-based nonionic surfactant and 1 to 5 parts by weight of an alkyl phenyl ether sulfonate. The alkaline detergent composition of the present invention not only exhibits excellent degreasing and cleaning effects at a low temperature of 50 to 60 ° C., but also easily adjusts concentration as a one-component low temperature alkali cleaner. In addition, it can be applied at low temperatures, saving energy and logistics costs.
저온 알칼리 세정제, 소디움 하이드록사이드, 소디움 글루코네이트, 포타슘 하이드록사이드, 폴리옥시에틸렌, 알킬페닐 에테르 설포네이트 Low Temperature Alkaline Cleaners, Sodium Hydroxide, Sodium Gluconate, Potassium Hydroxide, Polyoxyethylene, Alkylphenyl Ether Sulfonates
Description
본 발명은 냉연강판 압연유 제거에 사용되는 저온 알카리 세정제 조성물에 관한 것이며, 보다 상세하게는 냉연강판의 압연유 제거에 사용되는 일핵형 저온 알카리 세정제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a low temperature alkaline detergent composition used for removing cold rolled steel sheet oil, and more particularly to a mononuclear low temperature alkaline detergent composition used for removing rolled oil from cold rolled steel sheet.
일반적으로, 냉연공장에서는 압연 공정에서 묻은 스트립 표면의 압연유 및 이물질을 제거하기 위하여 소둔 작업 전에 스트립 표면을 세척한다. 이때, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 혹은 소디움 실리케이트를 용제로 사용하여 80~85℃에서 비누화반응 및 전기 분해로 스트립 표면이 세척된다. In general, in a cold rolling mill, the strip surface is cleaned before the annealing operation to remove the rolling oil and foreign matter from the strip surface in the rolling process. At this time, the surface of the strip is washed by saponification and electrolysis at 80-85 ° C. using sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium silicate as a solvent.
그러나, 종래의 세정방법은 과다한 에너지 소모 및 환경오염 문제를 야기하며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 60℃ 부근에서 소디움 하이드록사이드 2~4중량%에 탈지첨가제를 투입하여 압연유를 제거하는 기술(대한민국 공개특허 10-0356170)이 공 개된 바 있다. 상기 특허에서는 저농도 소디움 하이드록사이드에 탈지첨가제를 현장 탈지탱크에서 별도로 0.25~0.45 중량%로 첨가하여 사용하므로 농도조절의 어려움과 조업상의 문제 발생시 원인규명 및 적절한 대처가 어렵다.However, the conventional cleaning method causes excessive energy consumption and environmental pollution problems, and in order to solve this problem, a technique of removing rolling oil by adding a degreasing additive to sodium hydroxide at 2 to 4% by weight near 60 ° C (Korea Patent Publication No. 10-0356170 has been published. In the above patent, since the degreasing additive is added to the low concentration sodium hydroxide in a separate degreasing tank at 0.25 to 0.45% by weight, it is difficult to identify the cause and appropriately cope with difficulties in concentration control and operation problems.
이에 본 발명의 목적은 현장에서 별도로 첨가제를 첨가할 필요가 없는 압연유 제거에 사용되는 일핵형 알칼리 세정제 조성물을 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide a mononuclear alkaline detergent composition for use in removing rolled oil that does not require the addition of additives in the field.
본 발명의 또 다른 목적은 저온에서 우수한 탈지성능을 나타내는 알칼리 세정제 조성물을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide an alkaline detergent composition which exhibits excellent degreasing performance at low temperatures.
본 발명에 의하면, According to the invention,
소디움 히드록사이드 20~40 중량부, 소디움 글루코네이트 1~5 중량부, 포타슘 히드록사이드 0.1~0.5 중량부, 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제 0.1~1 중량부 및 알킬 페닐 에테르 설포네이트 1~5 중량부를 포함하여 이루어지는 저온 알카리 세정제 조성물이 제공된다. 20 to 40 parts by weight of sodium hydroxide, 1 to 5 parts by weight of sodium gluconate, 0.1 to 0.5 parts by weight of potassium hydroxide, 0.1 to 1 part by weight of polyoxyethylene-based nonionic surfactant, and 1 to 1 part of alkyl phenyl ether sulfonate There is provided a low temperature alkaline detergent composition comprising 5 parts by weight.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 저온 알칼리 세정제 조성물은 알칼리 용액에 탈지첨가제가 첨가된 일핵형 일액형 알카리 탈지 조성물로서 현장에서 알카리 세정시 별도의 첨가제를 첨가할 필요없이 순수한 물을 첨가하여 알카리 농도를 조절하므로써 간편하게 탈지에 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 저온 알칼리 세정제 조성물은 종래 80℃에 비하여 낮은 온도인, 50-60℃에서 우수한 탈지 성능을 나타낸다. The low temperature alkaline detergent composition of the present invention is a mononuclear one-component alkaline degreasing composition in which a degreasing additive is added to the alkaline solution, so that pure alkali is added to pure water without the need to add an additive when cleaning the alkali in the field. Can be used. In addition, the low temperature alkali detergent composition of the present invention exhibits excellent degreasing performance at 50-60 ° C., which is lower than conventional 80 ° C.
본 발명의 저온 알카리 세정제 조성물을 구성하는 각 성분은 예를들어, 냉간압연된 스트립 표면의 세정 및 탈지에 있어서 다음과 같이 작용한다. Each component constituting the low temperature alkaline detergent composition of the present invention acts as follows, for example, in cleaning and degreasing cold rolled strip surfaces.
먼저, 본 발명의 조성물중 탈지작용을 하는 주성분인 소디움 히드록사이드에 의해 냉간압연된 스트립 표면에 잔류하고 있는 압연유 성분 및 이물질이 제거된다. 즉, 비누화 반응을 하는 소디움 히드록사이드는 스트립 표면에 부착된 압연유와 반응하여 비누를 형성하고 이로 인해 스트립 표면과 스트립 표면에 부착된 오염물질과의 표면 장력이 저하되어 탈지력이 향상된다. 이때 비누화 반응 정도의 차이는 온도가 상승함에 따라 증대된다. 탈지작용을 하는 주제로 사용되는 소디움 히드록사이드가 세정제 조성물에 20-40중량부로 배합된다. 소디움 히드록사이드가 20 중량부 미만으로 존재하면 세정 및 탈지효과가 저조하며, 40 중량부를 초과하면 세정효과를 상승시키기 위해 사용되는 기타 용해성 증진제 및 기타 안정화조제등의 함량이 상대적으로 감소되므로 바람직하지 않다. First, the rolled oil component and foreign matter remaining on the surface of the cold rolled strip are removed by sodium hydroxide which is the main component degreasing in the composition of the present invention. That is, the sodium hydroxide that saponifies reacts with the rolling oil attached to the strip surface to form soap, thereby lowering the surface tension between the strip surface and the contaminants attached to the strip surface, thereby improving degreasing power. At this time, the difference in the degree of saponification reaction increases with increasing temperature. Sodium hydroxide, which is used as a degreasing subject, is blended in the detergent composition at 20-40 parts by weight. If sodium hydroxide is present in less than 20 parts by weight, the cleaning and degreasing effect is low, and if it exceeds 40 parts by weight, the content of other solubility enhancers and other stabilizing aids used to increase the cleaning effect is relatively reduced. not.
습윤, 침투작용을 하는 소디움 글루코네이트는 스트립 표면에 부착된 오염 물질들에 침투하여 소디움 하이드록사이드 용액의 젖음성을 좋게한다. 따라서, 비누화 반응과 유화작용을 촉진시켜 탈지력을 향상시키는 작용을 한다. 소디움 글루코네이트는 알칼리 세정제 조성물에 1-5중량부로 배합된다. 소디움 글루코네이트가 1중량부 미만이면 경수 연화제로써의 역할을 수행하지 못하여 철강제품에 치명적인 영향을 미치는 Ca, Mg 등의 양이온을 봉쇄하지 못하는 점에서 바람직하지 않으며, 5중량부를 초과하면 잉여 소디움 글루코네이트가 발생되어 불필요한 원가를 증가시킨다는 점에서 바람직하지 않다. The wet, penetrating sodium gluconate penetrates the contaminants attached to the strip surface to improve the wettability of the sodium hydroxide solution. Therefore, it promotes the saponification reaction and the emulsification action to improve the degreasing power. Sodium gluconate is blended in an alkali detergent composition at 1-5 parts by weight. If the sodium gluconate is less than 1 part by weight, it is not preferable in that it does not act as a water softener and does not contain cations such as Ca and Mg, which have a fatal effect on steel products. Is undesirable in that it generates unnecessary cost.
포타슘 하이드록사이드는 소디움 하이드록사이드에 비하여 세정제 조성물에 소량 첨가되나, 압연유와의 비누화 반응이 더욱 우수하다. 따라서, 낮은 온도에서도 본 발명의 세정제 조성물이 우수한 탈지율을 나타내도록 한다. 포타슘 히드록사이드는 세정제 조성물에 0.1-0.5중량부로 배합된다. 포타슘 하이드록사이드 함량이 0.1중량부 미만이면 KOH와의 비누화가 일어나지 않아 바람직하지 않고, 0.5중량부를 초과하면 잉여의 포타슘 하이드록사이드가 발생되어 불필요한 원가를 증가시킨다는 점에서 바람직하지 않다. Potassium hydroxide is added in a small amount to the detergent composition compared to sodium hydroxide, but the saponification reaction with the rolled oil is more excellent. Thus, the cleaning composition of the present invention exhibits excellent degreasing ratio even at low temperatures. Potassium hydroxide is blended in the detergent composition at 0.1-0.5 parts by weight. If the content of potassium hydroxide is less than 0.1 parts by weight, saponification with KOH does not occur, and it is not preferable. If the content of more than 0.5 parts by weight, excess potassium hydroxide is generated, which is not preferable in that unnecessary cost is increased.
탈지액의 표면장력을 저하시켜 삼투, 유화, 분산작용을 하는 폴리옥시에틸렌계 비이온계면활성제는 고체와 액체간의 계면에 흡착되어 계면 에너지를 감소시켜 고체와 액체간의 존재하는 고유의 열역학적 불안정도를 감소시키고, 이온 해리성 용액 중에서 ζ- 전위를 증가시켜 분산 입자간 정전기적 반발력 증대에 의한 상호응집을 저지하게 된다. 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제는 또한, 고체 분산입자에 흡착되어 입자주변에 용매화층을 형성하여 분산 입자들이 응집하는 것을 방지시키는 작용을 하게 된다. 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제는 세정제 조성물에 0.1-1중량부로 배합된다. 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제 함량이 0.1중량부 미만이면 고체와 액체간의 계면에 흡착되지 않아 계면에너지를 감소시키지 못하므로 바람직하지 않고, 1중량부를 초과하면 과도한 유화작용에 의한 거품발생 등으로 인한 환경오염의 요인이 될 수 있다는 점에서 바람직하지 않다. 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니나, 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르, 모노알킬폴리에틸렌 글리콜에테르, 폴리옥시에틸렌 알코올 및 알킬폴리옥시에틸렌 글리콜을 포함한다. 이들 비온성 계면활성제는 단독으로 혹은 혼합물로 사용될 수 있다.Polyoxyethylene-based nonionic surfactants, which osmotic, emulsify, and disperse the surface tension of the degreasing solution, are adsorbed at the interface between the solid and the liquid to reduce the interfacial energy, thereby reducing the inherent thermodynamic instability between the solid and the liquid. It decreases and increases the ζ- potential in the ion dissociative solution to prevent the coagulation by increasing the electrostatic repulsion between dispersed particles. The polyoxyethylene-based nonionic surfactant is also adsorbed on the solid dispersion particles to form a solvation layer around the particles to prevent aggregation of the dispersed particles. The polyoxyethylene-based nonionic surfactant is blended in the detergent composition at 0.1-1 part by weight. If the content of the polyoxyethylene nonionic surfactant is less than 0.1 part by weight, it is not preferable because it does not adsorb to the interface between the solid and the liquid and thus does not reduce the interfacial energy. It is not preferable in that it can cause environmental pollution. Examples of polyoxyethylene-based nonionic surfactants include, but are not limited to, polyoxyethylene ethers of glycerin esters, monoalkylpolyethylene glycol ethers, polyoxyethylene alcohols and alkylpolyoxyethylene glycols. These nonionic surfactants may be used alone or in mixtures.
고농도 알카리에서의 비이온계 계면활성제는 불안정한 상태에 놓이게 된다. 따라서, 고농도 알카리 용액과 비이온계 계면활성제의 안정한 에멀젼 상태를 유지하기 위해서는 인위적으로 폴리옥시에틸렌계 계면활성제를 용해시킬 수 있는 알킬페닐 에테르 설포네이트가 배합된다. 알킬페닐 에테르 설포네이트의 가용화 작용에 의해 고농도의 알카리성 조성물로 제조할 수 있다. 알킬페닐 에테르 설포네이트는 세정제 조성물에 1-5중량부, 바람직하게는 2-4중량부로 배합된다. 알킬페닐 에테르 설포네이트가 1중량부 미만이면 폴리옥시에틸렌계 비이온성 계면활성제를 완전히 용 해할 수 없다는 점에서 바람직하지 않으며, 5중량부를 초과하면 잉여의 알킬페닐 에테르 설포네이트가 발생되어 불필요한 원가가 발생된다는 점에서 바람직하지 않다. In high alkali concentrations, nonionic surfactants are in an unstable state. Therefore, in order to maintain a stable emulsion state of the high alkali solution and the nonionic surfactant, an alkylphenyl ether sulfonate capable of artificially dissolving the polyoxyethylene surfactant is blended. By solubilizing the alkylphenyl ether sulfonate, it can be produced in a high concentration of alkaline composition. The alkylphenyl ether sulfonate is blended in the detergent composition at 1-5 parts by weight, preferably 2-4 parts by weight. If the alkylphenyl ether sulfonate is less than 1 part by weight, it is not preferable in that the polyoxyethylene nonionic surfactant cannot be completely dissolved. If the alkylphenyl ether sulfonate is more than 5 parts by weight, excess alkylphenyl ether sulfonate is generated, resulting in unnecessary cost. It is not preferable at that point.
상기 알칼리 세정제 조성물은 냉간압연된 스트립 표면의 세정 및 탈지시 순수 물을 첨가하여 알칼리 세정제 조성물중 소디움 히드록사이드의 농도가 2~4중량%가 되도록 희석하여 사용할 수 있는 것으로 농도조절이 편리하다. 이때, 별도의 다른 첨가제의 첨가를 필요로 하지 않는다. 소디움 히드록사이드 희석농도가 2중량% 미만이면 충분한 탈지, 세정효과를 나타내지 않으며, 4중량%를 초과하면 탈지효과는 향상되지 않고 거품 발생등 환경오염 발생이 문제될 수 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 본 발명의 세정제 조성물은 50~60℃의 저온에서 알카리 탈지에 적용될 수 있다. 따라서, 에너지 절감 효과를 갖는다. The alkaline detergent composition may be diluted to use 2 to 4% by weight of sodium hydroxide in the alkaline detergent composition by adding pure water when cleaning and degreasing the cold rolled strip surface. At this time, it is not necessary to add another additive. If the sodium hydroxide dilution concentration is less than 2% by weight does not exhibit a sufficient degreasing, washing effect, if it exceeds 4% by weight is not preferable because the degreasing effect is not improved and the occurrence of environmental pollution, such as foaming may be a problem. In addition, the cleaning composition of the present invention can be applied to alkali degreasing at a low temperature of 50 ~ 60 ℃. Therefore, it has an energy saving effect.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples are provided to illustrate the present invention, and the present invention is not limited thereto.
[실시예]EXAMPLE
실시예Example 1~5 1-5
하기 표 1에 기재한 조성비로 이루어진 알칼리 세정제 조성물을 소디움 하이드록사 이드의 농도가 2.5중량%가 되도록 현장에서 순수 물로 희석하여 탈지효율 및 용액 안정성을 평가하였다.The degreasing efficiency and solution stability were evaluated by diluting the alkaline detergent composition having the composition ratio shown in Table 1 with pure water in the field so that the concentration of sodium hydroxide was 2.5% by weight.
A. 탈지효율A. Degreasing Efficiency
저온 알칼리 세정액을 1주일 동안 보관한 후, 소디움 하이드록사이드 농도가 2.5 중량%가 되도록 순수 물로 희석하고 온도 60℃로 유지하였다. 60℃의 알칼리 세정액에 압연유가 묻어 있는 냉연강판을 2.5cm × 10 cm의 크기로 절단하여 3분동안 침적시킨 후 증류수로 세정한 다음 열풍기로 건조하여 표면잔류탄소량 분석기기로 분석한다. 표면잔류탄소량 분석기기는 압연유가 묻어있는 시편을 200~400℃ 온도에서 태워 배출되는 탄소량을 측정하여 단위 면적당 탄소의 양(mg/dm2)을 측정하는 기기이다.After storing the low temperature alkaline cleaning solution for one week, the mixture was diluted with pure water to maintain a sodium hydroxide concentration of 2.5% by weight and maintained at a temperature of 60 ° C. Cold rolled steel plate with rolling oil is cut into a size of 2.5cm × 10cm in alkaline cleaning solution at 60 ℃, immersed for 3 minutes, washed with distilled water, dried with hot air and analyzed by surface residual carbon analyzer. Surface residual carbon analyzer is a device that measures the amount of carbon (mg / dm 2 ) per unit area by measuring the amount of carbon emitted by burning specimens with rolling oil at 200 ~ 400 ℃.
B. 용액 안정성B. Solution Stability
하기 표 1에 나타낸 조성으로된 알칼리 세정제 조성물의 변화를 1 주일동안 관찰하여, 용액의 층분리 유, 무로 조성물의 용액의 안정성을 평가하였다. The change of the alkaline detergent composition with the composition shown in Table 1 was observed for 1 week to evaluate the stability of the solution of the lamellae flow-free composition of the solution.
[표 1]TABLE 1
(1) 계면활성제로는 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르가 사용됨. (1) As the surfactant, polyoxyethylene ether of glycerin ester is used.
상기 표 1에서 보듯이 알카리용액에 알킬페닐 에테르 설포네이트가 1~5 중량부로 첨가된 경우에, 계면활성제의 안정성이 유지되어 저온에서도 우수한 탈지효율을 나타내며, 일액형 알카리 세정제로 제조가 가능하다는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, when 1 to 5 parts by weight of alkylphenyl ether sulfonate is added to the alkaline solution, the stability of the surfactant is maintained, showing excellent degreasing efficiency even at low temperatures, and it can be prepared as a one-component alkaline cleaner. Able to know.
본 발명의 알칼리 세정제 조성물은 50~60℃의 저온에서 우수한 탈지, 세정효과를 나타낼 뿐만 아니라, 용액 안정성 또한 우수하여 일액형 저온알카리 세정제로서 사용가능하며, 농도 조절이 편리하다. 또한, 저온에서 적용가능하므로 에너지 및 물 류비가 절감된다. 한편, 에너지 사용량 감소에 따른 환경보호 효과가 기대된다. The alkaline detergent composition of the present invention not only shows excellent degreasing and cleaning effect at a low temperature of 50 to 60 ° C, but also has excellent solution stability, so that it can be used as a one-component low-temperature alkali cleaner and convenient to adjust the concentration. In addition, it is applicable at low temperatures, saving energy and logistics costs. On the other hand, it is expected to protect the environment by reducing energy consumption.
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