JP3419560B2 - 電解洗浄用洗浄剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、電解洗浄用洗浄剤組成物に関す
る。更に詳しくは、本発明は、発泡が少なく、かつ洗浄
性に優れた、特に圧延鋼板表面の洗浄用として適する新
規な電解洗浄用洗浄剤組成物に関するものである。

【０００２】

【背景技術】金属表面処理における前工程として洗浄工
程は、耐蝕性や密着性のよいメッキ膜あるいは塗装膜を
得る上で極めて重要な工程である。圧延鋼板について言
えば、圧延工程を経た鋼板の表面には、圧延油、鉄粉等
が付着しており、これをそのまま次工程で焼鈍すると表
面に炭化物などの汚れが残留し、メッキ工程でメッキ不
良等の支障を来す原因となり、製品価値が失われること
となる。

【０００３】従来、上記の洗浄工程における洗浄法とし
ては、アルカリ性洗浄液を用いた、浸漬法、スプレー
法、ブラッシング法、電解洗浄法などがあり、場合によ
り、これらの洗浄法が組み合わされた方法が行われてい
る。これらの洗浄法のうち、電解洗浄法は、迅速、かつ
洗浄性能に優れていることから、仕上げ洗浄として工業
的に広く採用されている方法である。この電解洗浄法
は、その方式により、陰極電解法、陽極電解法、交互法
およびＰＲ法（Ｐｅｒｉｏｄｉｃ ＲｅｖｅｒｓｅＣｕ
ｒｒｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｐｌａｔｉｎｇ）などに
分類されるが、このうちＰＲ法は、アルカリ性洗浄液中
で、電流の方向を周期的に逆転させ、被処理物に陰極電
解、陽極電解を交互に行う方法で、電解洗浄法として効
果的な方法とされ、最も一殿的に採用されている方法で
ある。

【０００４】その洗浄機構は、電解により、陽極から発
生する酸素ガスと陰極から発生する水素ガスが細かい泡
となって鋼板の表面に付着している汚れを剥離させると
共に、浮上させ、同時に陽極酸化、陰極還元によって、
汚れを除去するものとされている。他方、この電解洗浄
に用いられるアルカリ性洗浄剤（電解洗浄液ともいう）
としては、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムに代表
されるアルカリ性物質を主剤として、キレート剤とし
て、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム（ＥＤＴＡ−Ｎ
ａ）に代表されるアミノポリカルボン酸型キレート剤、
あるいはグルコン酸ナトリウムに代表されるオキシカル
ポン酸型キレート剤、また界面活性剤としては、ノニル
フェノールエチレンオキサイド付加体に代表される非イ
オン界面活性剤、あるいはドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウムに代表される陰イオン界面活性剤などが添加
されたアルカリ性洗浄剤が一般的に使用されている
（「最新表面処理技術総覧」１７５〜１８２頁、（株）
産業技術サービスセンター発行参照）。

【０００５】しかしながら、上記のキレート剤として用
いられているＥＤＴＡ−Ｎａは、キレート力が強く、洗
浄性能に優れていることから、この種のアルカリ性洗浄
剤への添加剤として多く用いられているが、ＥＤＴＡ−
Ｎａは、微生物分解性が悪く、自然界に長く残存するた
め環境汚染の原因になることが指摘されている。

【０００６】また、界面活性剤としては、上記のノニル
フェノールエチレンオキサイド付加型の非イオン界面活
性剤が、脱脂力、浸透力に優れ、洗浄性を改善する性質
を有することから、アルカリ洗浄剤に一般的に添加され
て用いられているが、この種の非イオン界面活性剤は抑
泡性が小さいために、圧延鋼板の加工に用いられる圧延
油に油脂類や脂肪酸エステル類が含まれている場合は洗
浄液中のアルカリ成分と反応し、その結果生成する石け
ん類や圧延油組成中に含有されている界面活性剤等の分
散剤による発泡が激しくなり、洗浄機からの泡の漏れや
スパークなどによる洗浄液の飛散などによって操業上支
障を来す原因となっている。

【０００７】他方、抑泡性をもつ非イオン界面活性剤と
してポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック
ポリマー等があるが、これらの非イオン界面活性剤は洗
浄性に劣り充分な洗浄性能を期待できない。そこで消泡
剤の併用も試みられているが、消泡剤の使用は、廃水処
理上好ましくなく、また鋼板表面への付着の問題を新に
発生させる。このように、従来の電解洗浄用として用い
られているアルカリ性洗浄剤は、洗浄性能においては一
応の効果が期待されるものであるが、発泡などによる操
業上のトラブルの問題、そして環境汚染の問題など、解
決すべき重要な課題が内在している。

【０００８】

【発明の開示】本発明者らは、上記諸問題を解決すべく
鋭意洗浄剤の開発研究を行った結果、特殊な両性界面活
性剤を用いることにより、発泡が少なく、環境汚染の原
因となることの少ない優れた電解洗浄用洗浄剤の開発に
成功した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたも
のである。

【０００９】すなわち、本発明は、下記（ａ）、（ｂ）
および（ｃ） （ａ）アルカリ金属水酸化物 （ｂ）グルコン酸アルカリ塩あるいはグルコン酸アルカ
リ塩、ソルビット、マンニットまたはグルコースから選
択された少なくとも１種以上の物質と水溶性アルミニウ
ム塩とからなる成分、および（ｃ）下記一般式（１）

【００１０】

【化２】

【００１１】（式中、Ｒ_１は、Ｃ_５〜Ｃ_９のアルキル基
またはアルケニル基を表し、Ｒ_２は、−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ
Ｈまたは−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＯＯＭを表し、Ｍは
アルカリ金属、アンモニウムまたはアルカノールアミン
を表す。）で表される両性界面活性剤を有効成分として
含有することを特徴とする新規な電解洗浄用洗浄剤組成
物を提供するものである。

【００１２】本発明に係る新規な電解洗浄用洗浄剤組成
物は、従来最も洗浄性がよいものとされているＥＤＴＡ
−Ｎａがキレート剤として添加されている洗浄剤に匹敵
する洗浄性能を有しており、また、一般式（１）で表さ
れる特殊な両性界面活性剤が併用されていることによ
り、従来の洗浄剤に比べて発泡が著しく抑制される。さ
らにまた、グルコン酸アルカリ塩、ソルビット、マンニ
ットあるいはグルコースと水溶性アルミニウム塩とを併
用することにより、洗浄性能が向上し、かつこれらの各
成分は、いずれも微生物分解性がよいものであり、環境
汚染の面でも全く問題がないものである。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
（ａ）成分としてのアルカリ金属水酸化物は、電解洗浄
剤として通常用いられいる基剤成分であり、洗浄剤溶液
の電導性の向上、油脂類のケン化などにより洗浄作用を
高めるもので、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム
などが挙げられるが、通常、水酸化ナトリウムが使用さ
れる。

【００１４】本発明の（ｂ）成分としてのグルコン酸ア
ルカリ塩、ソルビット、マンニットおよびグルコース
は、その錯体形成能によって洗浄作用を発揮するものと
考えられるが、従来グルコン酸アルカリ塩を除いてその
洗浄効果への寄与は小さいと考えられていた。本発明
は、グルコン酸アルカリ塩についてのみならず、ソルビ
ット、マンニットおよびグルコースについても、水溶性
アルミニウム塩と併用することにより著しく洗浄性を向
上せしめることを見出したものであり、このことは従来
技術からは予測できない知見である。この水溶性アルミ
ニウム塩としては、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウ
ム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、アルミン酸
ナトリウムなどが挙げられるが、好ましくはアルミン酸
ナトリウムである。

【００１５】（ｂ）成分の配合割合については、基剤で
あるアルカリ金属水酸化物の水溶液中に溶解される範囲
の量割合で使用するのが好ましく、通常、上記グルコン
酸アルカリ塩等の成分１モルに対して、水溶性アルミニ
ウム塩をアルミニウムイオン量として１モル以下の割合
で使用される。

【００１６】また、本発明の（ｃ）成分である一般式
（１）で表される両性界面活性剤は、従来この種のアル
カリ性洗浄剤に用いられている界面活性剤の奏する、圧
延鋼板の表面に付着されている圧延油や鉄粉へアルカリ
溶液が浸透及び湿潤し易くする作用、剥離した圧延油や
鉄粉を乳化・分散させる作用のほか、従来の界面活性剤
がもたらさない圧延油中の油脂あるいは脂肪酸エステル
がアルカリと反応して生成する石けんや分散剤などに起
因する発泡を抑制するという新たな作用をもたらすもの
である。この両性界面活性剤としては、一般式（１）と
して表される個々の化合物を単独で使用しても、あるい
は一般式（１）で表される化合物を混合物として使用し
てもよい。

【００１７】本発明における（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）成分の配合割合については、特に限定されない
が、（ａ）＋（ｂ）が０．５〜７．０重量％、好ましく
は、１．０〜６．０重量％であり、その配合比は、
（ｂ）／（ａ）＝０．０１〜１．２（重量比）、好まし
くは、０．０２〜１．０であり、（ｃ）成分は、０．０
１〜０．１５重量％、好ましくは０．０２〜０．１０重
量％の割合が好ましい配合割合である。その他、本発明
に係る電解洗浄用洗浄剤組成物は、電解洗浄液に通常添
加されて用いられている他の添加剤を通常の配合量で添
加して用いることは任意である。

【００１８】次に、本発明の実施例を、比較例と共に掲
げ、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、
これらの実施例により限定されるものでない。

【００１９】

【実施例】

実施例１〜９ 本実施例は、洗浄性および発泡性に関し、下記の方法に
より、本発明に係る洗浄剤組成物及び従来の洗浄剤につ
きそれぞれ試験を行い、比較検討を行ったものである。 １．洗浄性試験 １）洗浄方法 牛脂系圧延油及び鉄粉が付着した圧延工程後の鋼板を８
０℃の洗浄剤溶液中でＰＲ電解洗浄法により洗浄し、そ
の後ブラッシング洗浄を行いながら常温の水によるすす
ぎを１０秒間行った。

【００２０】２）評価方法 １）の洗浄方法により行った、すすぎ終了５秒後の鋼板
表面の水濡れ度合いを観察し、その結果を下記の評価基
準により評価した。この評価により、評価Ｃランク以上
のものについては実際の洗浄剤として利用可能なもので
ある。 Ａ；水濡れ度合い８５％以上 Ｂ；水濡れ度合い７５％以上〜８５％未満 Ｃ；水濡れ度合い５５％以上〜７５％未満 Ｄ；水濡れ度合い４０％以上〜５５％未満 Ｅ；水濡れ度合い４０％未満 ３）ＰＲ電解洗浄条件 電流密度；１０Ａ／ｄｍ^２ 陰極電解．陽極電解各２秒間

【００２１】２．発泡性試験 洗浄剤溶液に牛脂系圧延油（２ｗｔ％）を混入し、加熱
撹拌し調製した試験溶液を８０℃にて循環量６１／分、
落下高さ５０ｃｍの条件で、５分後および２０分後の時
点での発生した泡の高さ（単位；ｍｍ）を測定した。上
記各試験の結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】＊１：一般式（１）中、Ｒ_１＝Ｃ_７〜
Ｃ_９、Ｒ_２＝−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＯＯＭ、Ｍ＝Ｎ
ａで表される両性界面活性剤 ＊２：Ｃ_１１Ｈ_２３Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２Ｎ（ＣＨ
_２ＣＯＯＮａ）ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨで表される両性界面活
性剤 ＊３：ノニルフェノールエチレンオキサイド付加型非イ
オン界面活性剤 ＊４：ブロックポリマー型非イオン界面活性剤

【００２４】表１に示した試験の結果から明らかなよう
に、本発明の洗浄剤組成物（実施例１〜９）は、従来の
アルカリ性洗浄剤（比較例７〜９）に比べて、気泡の発
生が顕著に抑制されており、洗浄性においてもＣランク
以上の良好な結果が得られた。また、ソルビット、マン
ニットおよびグルコースは、アルミン酸ナトリウムと混
合されない場合、評価ランクＥと極めて洗浄性の劣るも
のであるが（比較例４〜６）、アルミン酸ナトリウムと
併用することにより洗浄性が評価ランクＣ以上に向上す
ることが認められた（実施例３〜５）。他方、本発明の
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各成分いずれかが欠けた
場合は、評価ランクＥであり良好な洗浄性は得られない
（比較例１〜３）。

【００２５】以上から明らかなように、本発明に係る電
解洗浄用洗浄剤組成物は、特に圧延鋼板表面の付着汚れ
をアルカリ金属水酸化物を主成分とする強アルカリ性洗
浄液中で洗浄しても、アルカリと反応して生成する石け
んや圧延油中に含まれている界面活性剤からなる分散剤
などに原因する泡の発生が抑制され、その結果、従来使
用されていた発泡を抑制するための消泡剤による洗浄性
や廃水処理性が低下する等の従来の問題点が解決された
ものである。さらに、アルカリ性条件下において、グル
コン酸ナトリウムと一般式（１）で表される両性界面活
性剤との併用による洗浄性の向上、また、ソルビット、
マンノースあるいはグルコースと水溶性アルミニウム塩
との併用によって顕著な洗浄性の向上を達成し得たとい
うことは、従来のＥＤＴＡ−Ｎａが添加されている電解
洗浄剤に代わる特に圧延鋼板用の電解洗浄剤として工業
的に極めて有用なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ１１Ｄ 7:26） (56)参考文献 特開 昭57−149500（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−69300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−164000（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−731（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−345694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−4359（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−152099（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−283394（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15298（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−268797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−258500（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−33096（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−163733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−9398（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25F 1/00 - 1/18 C11D 1/00 - 17/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ） （ａ）アルカリ金属水酸化物 （ｂ）グルコン酸アルカリ塩、あるいはグルコン酸アル
   カリ塩、ソルビット、マンニットまたはグルコースから
   選択された少なくとも１種以上の物質と水溶性アルミニ
   ウム塩とからなる成分、および（ｃ）下記一般式（１） 【化１】 （式中、Ｒ_１はＣ_５〜Ｃ_９のアルキル基又はアルケニル
   基を表し、Ｒ_２は−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨまたは−ＣＨ_２Ｃ
   Ｈ_２ＯＣＨ_２ＣＯＯＭを表し、Ｍはアルカリ金属、アン
   モニウムまたはアルカノールアミンを表す。）で表され
   る両性界面活性剤を有効成分として含有することを特徴
   とする電解洗浄用洗浄剤組成物。
2. 【請求項２】上記（ｂ）成分がグルコン酸アルカリ塩あ
   るいはグルコン酸アルカリ塩とアルミン酸ナトリウムと
   からなるものである請求項１記載の洗浄剤組成物。
3. 【請求項３】上記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分の配
   合割合が、（ａ）＋（ｂ）が０．５〜７．０重量％であ
   り、（ｂ）／（ａ）が重量比で０．０１〜１．２であ
   り、（ｃ）成分が０．０１〜０．１５重量％のものであ
   る請求項１または請求項２記載の洗浄剤組成物。