JP3747554B2

JP3747554B2 - 軽金属用洗浄剤組成物

Info

Publication number: JP3747554B2
Application number: JP07464697A
Authority: JP
Inventors: 浩斉藤; 規夫新井; 千恵高橋; 恒司柳原; 信齋藤; 徹山本
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JPH10251697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム材料等の軽金属表面に対する腐食の影響が小さく、かつ硬度の高い洗浄水を用いても優れた洗浄効果および発泡性を呈して泡洗浄に適用され、さらに微生物分解性にも優れ、特に、軽金属材料からなる各種設備や装置等の硬表面洗浄に適した軽金属用洗浄剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、精密性が要求される飲料充填装置や食品加工設備、あるいは軽量が要求される車輛、航空機、コンテナ等に、アルミニウム材料を始めとする各種軽金属材料が使用されている。
【０００３】
これら軽金属材料を使用した装置、設備、車輛、航空機、コンテナ等は外表面、すなわち硬表面を洗浄効果の高い洗浄剤で洗浄する必要が生じる。
【０００４】
このような洗浄効果の高い洗浄剤として従来、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム（ＥＤＴＡ）等のキレート剤を含み、かつｐＨ値の高い洗浄剤が用いられていた。
【０００５】
しかし、このような洗浄効果の高い洗浄剤は軽金属材料表面を繰り返し洗浄して該表面に長時間接触すると、軽金属材料表面を腐食し、あるいは白化現象や、黒色化現象を起こして表面光沢を消失せしめ、さらには該表面を溶解して孔を開ける等の問題を起こすことがある。
【０００６】
また、最近では、広い硬表面を効率よく洗浄するために、泡洗浄技術が採用されている。この場合、洗浄剤には、発泡を増大させる目的で陰イオン界面活性剤を含有する。
【０００７】
しかし、この陰イオン界面活性剤は稀釈に使用する水の硬度に大きく影響され、硬度の高い水で稀釈すると、陰イオン界面活性剤が不溶化して起泡しなくなり、同時に洗浄性能も低下する。
【０００８】
このような問題点を解決するために、上記陰イオン界面活性剤を含有する洗浄剤に上記と同様、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム（ＥＤＴＡ）等のキレート剤を含有せしめている。しかし、ＥＤＴＡのようなキレート剤を含有した洗浄剤では、軽金属材料に対して上述のような問題を生じる。
【０００９】
このようにして、アルミニウムのような軽金属材料の洗浄に際しては、キレート剤を添加して洗浄剤の洗浄効果を高めようとすると、軽金属材料表面への問題を起こす。
【００１０】
したがって、軽金属材料表面の洗浄剤としては、稀釈水の硬度への影響が小さい界面活性剤を選定し、かつ、ｐＨ値を中性に近い値に調整した洗浄剤、あるいはさらに、この洗浄剤に軽金属の腐食防止に有効な珪酸塩を添加し、かつ、ＥＤＴＡ等のキレート剤を含有する必要のない洗浄剤が求められている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の洗浄剤では、洗浄性能が低く、このため、洗浄に際して軽金属材料表面を長時間洗浄剤溶液と接触させるか、あるいは該表面をこする等の物理的な手段が必要となる。
【００１２】
さらに、ＥＤＴＡ等のキレート剤を使用しない洗浄剤は稀釈水の水の硬度に影響されて発泡し難くなる。したがって、泡洗浄の場合には、洗浄剤中に多量の界面活性剤が必要となる。
【００１３】
また、珪酸塩を含有した洗浄剤の場合には珪酸塩が金属表面に付着され易く、これが時として汚れの核となり、洗浄後の表面を汚れ易くする。
【００１４】
そこで、本発明の目的は上述ＥＤＴＡのようなキレート剤や珪酸塩を使用せずに、軽金属表面に対する腐食の影響が小さく、かつ、硬度の高い水を稀釈水あるいは洗浄水として使用しても優れた洗浄効果および発泡性を呈し、さらに微生物分解性にも優れ、特に、軽金属材料からなる各種設備や装置等の硬表面洗浄に適し、上述の公知技術に存する欠点を改良した軽金属用洗浄剤組成物を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明によれば、キレート剤と、陰イオン界面活性剤および／または非イオン界面活性剤からなる界面活性剤とを含む洗浄剤組成物において、前記キレート剤がグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩であり、かつその水溶液のＰＨが９乃至１１の範囲内であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に詳述する。
【００１７】
本発明は上述のとおり、キレート剤としてグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩を特定して用いたところに特徴を有する。
【００１８】
上述グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩は一般式
【化１】

で表される化合物であって、好ましくはＬ−グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩である。式中、Ｍｅはナトリウム、カリウム、アルカノールアミン等のアミン類またはアンモニウム類であるが、特に、ナトリウムが好ましい。なお、これらのＭｅはそれぞれ、同一種類のものであってもよく、互いに異なるものであってもよい。
【００１９】
上述のグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩はアミノ酸であるグルタミン酸、好ましくはＬ−グルタミン酸の誘導体であって、エチレンジアミン四酢酸アルカリ塩（ＥＤＴＡ）に匹敵するほどの優れたカルシウムイオン捕捉能を有する。この捕捉能は特にｐＨ９以上のアルカリ領域で著しく向上する。
【００２０】
しかも、グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩はキレート性能としてのカルシウムイオン捕捉能に優れているにもかかわらず、アルミニウム等の軽金属材料に対する腐食性はＥＤＴＡに比べて大幅に小さい。
【００２１】
さらに、このグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩はＥＤＴＡよりも脱脂性に優れ、硬表面上に付着した油脂汚れを容易に洗浄する。しかも、これを陰イオン界面活性剤ないしは非イオン界面活性剤と併用すると、脱脂効果は大幅に向上して発泡性も向上し、両者の相乗効果が生じる。
【００２２】
本発明に使用される界面活性剤は陰イオン界面活性剤ないしは非イオン界面活性剤であって、軽金属材料の硬表面に付着した油脂、たん白質、炭水化物等の有機質汚れ、ほこり等の無機質汚れを洗浄する作用を呈するのみならず、発泡剤としての作用をも兼ね備える。
【００２３】
陰イオン界面活性剤としては、直鎖アルキルベンゼンスルホネート、α−オレフィンスルホネート、パラフィンスルホネート等のスルホン酸塩、高級アルコールサルフェート、高級アルキルエーテルサルフェート等の硫酸エステル塩、さらにはポリオキシエチレンアルキルエーテルの酢酸アルカリ塩、あるいはリン酸エステル等が挙げられる。
【００２４】
また、非イオン界面活性剤としては、高級アルコールエチレンオキサイド付加物やアルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、プルロニック型非イオン界面活性剤等のポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミド、砂糖の脂肪酸エステル、ソルビットやソルビタンの脂肪酸エステル等の多価アルコール型非イオン界面活性剤、さらには、アルキルアミンオキサイドやアルキルポリグリコシド等が挙げられる。
【００２５】
上述の陰イオン界面活性剤および非イオン界面活性剤は本発明では使用目的に応じてそれぞれ単独で、一種または複数種を用いてもよく、あるいはこれらを組み合わせて複数種で用いることもできる。例えば、本発明を泡洗浄に用いる場合には、界面活性剤として陰イオン界面活性剤を選定することが好ましく、特に、アルキルポリグリコシドと高級アルコール硫酸エステル塩との混合物は発泡性に著しく優れているので好ましい。
【００２６】
さらに、本発明におけるグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩と界面活性剤との配合比率は重量比でグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩：界面活性剤＝１：２〜４：１の範囲内、好ましくは１：1.５〜２：１の範囲であり、この範囲内で本発明効果が著しく発揮される。
【００２７】
また、本発明にかかる洗浄剤組成物は水溶液の状態でｐＨ値が９〜11、好ましくは９〜10の範囲の弱アルカリ性であり、この範囲内で本発明効果が著しく発揮される。
【００２８】
なお、本発明組成物は上述成分のほかに、ｐＨ値を上述範囲に維持するためのｐＨ緩衝剤、例えば、炭酸ナトリウム、エタノールアミン等のアルカリ剤を含有することができ、さらに、所望に応じて可溶化剤、水溶性溶剤等を含有することもできる。
【００２９】
上述の本発明組成物は粒状体あるいは液体の形態で調製され、使用に際して、洗浄すべき軽金属表面の汚れの程度に応じ、あるいは、泡洗浄等の使用目的に応じ、適宜濃度に水で稀釈して使用される。
【００３０】
【発明の実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００３１】
なお、実施例で用いられる各化合物は以下のように略記する。
【００３２】
直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＬＡＳ
ヤシ脂肪酸ジメチルアミンオキサイド：ＡＯ
Ｌ−グルタミン酸イミノ二酢酸ナトリウム：ＧＬＤＡ
エチレンジアミン四酢酸ナトリウム：ＥＤＴＡ
トリエタノールアミン：ＴＥＡ
【００３３】
実施例１
ポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤（アデカトールＳＯ・１３５旭電化工業（株）製）の0.１５％水溶液中に、キレート剤としてＬ−グルタミン酸イミノ二酢酸ナトリウム（ＧＬＤＡ）およびエチレンジアミン四酢酸ナトリウム（ＥＤＴＡ）（いずれも公知の製造方法によって合成されたもの）をそれぞれ添加混合してキレート剤がそれぞれ0.１Ｗ／Ｖ％含有された、表１に示す各ｐＨ値の試料水溶液を調製し、これら各水溶液のカルシウムイオン捕捉能（ＣＶ値）を測定した。
【００３４】
ＣＶ値測定は自動滴定装置を用い、光度滴定法により行なった。すなわち、上述の試料水溶液１00mlをそれぞれ２00mlビーカーに採取し、これら各試料水溶液に指示薬として１％ラウリン酸ナトリウム水溶液５mlと、イソプロピルアルコール10mlを添加し、光度滴定電極の設置された自動滴定装置により、滴定溶液として0.０１Ｍ酢酸ナトリウム水溶液をそれぞれ用いて滴定を行った。カルシウムイオン捕捉能はキレート剤１ｇに対する炭酸カルシウムのｍｇ数で示した。測定結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１から明らかなように、ＧＬＤＡを含む本発明試料のカルシウムイオン捕捉能はｐＨ９−11の弱アルカリ性の条件で著しく高くなり、従来使用されているキレート剤ＥＤＴＡにほぼ匹敵する。
【００３７】
実施例２
実施例１と同様にしてアデカトールＳＯ・１３５の0.１５％水溶液にキレート剤としてＧＬＤＡおよびＥＤＴＡを添加混合して、キレート剤が0.２Ｗ／Ｖ％含有した水溶液を調製し、これら水溶液について、それぞれアルミニウムに対する腐食試験を行なった。
【００３８】
腐食試験は次のようにして行なった。まず、0.２Ｗ／Ｖ％のキレート剤の含有した上記各水溶液に、それぞれ0.２Ｍ炭酸ナトリウムおよび0.２Ｍ炭酸水素ナトリウムを添加混合して表２に示す各ｐＨ値の試料水溶液を調製した。
【００３９】
次いで、得られた各ｐＨ値の水溶液に、予め表面を清浄して重量を測定したアルミニウム板を水温25℃の条件下で８時間浸漬した。その後、アルミニウム板を水溶液から取り出して水ですすぎ、乾燥の後、重量測定し、浸漬前と浸漬後の重量差を腐食率（％）として求め、結果を表２に示した。
【００４０】
【表２】

【００４１】
表２の結果から、ＧＬＤＡを含む本発明試料のアルミニウム材質に対する腐食性はいずれのｐＨ値についてもＥＤＴＡを含む試料に比べて著しく小さいことがわかる。
【００４２】
実施例３
表３に示す各ｐＨ値の試料水溶液について、それぞれ、油脂汚れの除去試験を行なった。
【００４３】
油脂汚れの除去試験は次のようにして行った。まず、0.２Ｗ／Ｖ％のキレート剤（ＧＬＤＡまたはＥＤＴＡ）と、0.０５Ｗ／Ｖ％のポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤とをそれぞれ含む水溶液に0.２Ｍ炭酸ナトリウムおよび0.２Ｍ炭酸水素ナトリウムを添加混合して表３に示される各ｐＨ値の試料水溶液を調製した。
【００４４】
なお、これとは別に牛脂汚れの付着したステンレス板（テストピース）を次のようにしてつくった。まず、牛脂を同量のクロロホルムに溶解した。次いで、この溶液に、あらかじめ表面を清浄して光沢度を測定したステンレス板を浸漬し、引き上げの後、クロロホルムを乾燥させることによりテストピースをつくった。
【００４５】
次いで上述各ｐＨ値の試料水溶液に、上述の牛脂汚れの付着したステンレス板（テストピース）を水温25℃の条件下で15分間浸漬した。
【００４６】
その後、ステンレス板を水溶液から引き上げてオーバーフロー状態の静水中で軽くすすぎ、室温で一夜乾燥の後、ステンレス板表面の洗浄状態を判定した。
【００４７】
洗浄状態の判定は洗浄前と洗浄後のテストピースの光沢度を測定し、下式より洗浄効率（％）を算出することにより行った。
【００４８】
【数１】

【００４９】
なお、本実施例で使用した上述ポリオキシエチレンアルキルエーテル系非イオン界面活性剤はアデカトールＳＯ１３５（旭電化工業（株））である。測定結果を表３に示す。
【００５０】
【表３】

【００５１】
表３から明らかなように、ＧＬＤＡを含む本発明試料の牛脂汚れに対する洗浄性はｐＨが９−11の範囲では、ＥＤＴＡを含む試料の洗浄性に比べて著しく優れている。
【００５２】
実施例４
表４に示す各試料No.1〜５を調製し、これら各試料の水溶液について、油脂汚れの除去性試験を行った。なお、各試料水溶液のｐＨはいずれもｐＨ10である。
【００５３】
各試料の水溶液は次のようにしてつくった。まず、表４の各組成の0.５％水溶液をつくった。次いで、これら各水溶液に0.２Ｍ炭酸ナトリウムと0.２Ｍ炭酸水素ナトリウムをそれぞれ添加混合し、ｐＨ１0.０に調整して各試料の水溶液を調製した。
【００５４】
これら各試料水溶液に、実施例３と同じようにしてつくった牛脂汚れテストピースを浸漬し、実施例３と同様にして洗浄状態を判定し、油脂汚れの除去性を試験した。結果を表４に示す。
【００５５】
【表４】

【００５６】
表４から明らかなように、牛脂汚れに対する洗浄性はＬＡＳとＧＬＤＡの併用により著しく向上した。（試料No.4および５）。
【００５７】
実施例５
表５に示される各成分（％）を含有する試料No.1〜５を調製し、これら各試料を、炭酸カルシウムがそれぞれ50ppm および70ppm 含有した水に稀釈して２％洗浄剤水溶液を調製した。これら水溶液について透明性を目視で観察することにより、各硬度の水に稀釈したときの水溶液の安定性について判定した。結果を表５に示す。
【００５８】
【表５】

【００５９】
表５の結果から明らかなように、ＧＬＤＡが含有されない試料No.1では、炭酸カルシウムを70ppm 含有すると濁り（白濁）が生じた。これに対して、試料No.2〜５（本発明）では、いずれも透明性が維持され、高硬度の水に稀釈しても安定であった。
【００６０】
また、これら試料No.1〜５の２％水溶液について、発泡スプレーを用いて垂直硬表面にスプレーしたところ、透明稀釈水溶液（試料No. ２〜５）に比べ、濁りを生じた試料No.1は発泡性が著しく劣った。
【００６１】
実施例６
ＬＡＳ５％、ＧＬＤＡ20％、硫酸ナトリウム75％からなる洗浄剤組成物の0.５％水溶液を表７に示す各ｐＨに調整して試料No.1〜５を得た。これら各試料について油脂汚れ除去性およびアルミニウムに対する腐食試験を行った。
【００６２】
試料のｐＨは各試料に0.２Ｍ炭酸ナトリウム、0.２Ｍ炭酸水素ナトリウムおよび0.２Ｍ水酸化ナトリウムをそれぞれ添加混合して調整した。
【００６３】
油脂汚れ除去性については、実施例３と同様に作製した牛脂汚れテストピースを、水温25℃の各試料に15分間浸漬の後、引き上げ、実施例３と同様にして洗浄効率（％）を算出することにより行った。
【００６４】
アルミニウムに対する腐食試験は各試料に、予め表面を清浄して重量を測定したアルミニウム板を実施例２と同様にして浸漬し、腐食率（％）を求めることにより行った。同時にアルミニウムの表面状態も観察した。結果を表６に示す。表６中、○印は表面変化なく、光沢を有することを示し、×印は表面腐食がみられ、白色化したことを示す。
【００６５】
【表６】

【００６６】
表６の結果から、油脂汚れ除去性については試料No.1（ｐＨ８）ではやや劣るが、試料No.2〜５、すなわち、ｐＨが９以上になると洗浄性が高くなることがわかる。
【００６７】
アルミニウムに対する腐食については、試料No.5（ｐＨ12) ではアルミニウム板表面に腐食がみられ、白化していた。一方、試料No.1〜４、すなわち、ｐＨが11以下では、アルミニウム板表面に変化がなく、光沢を有していた。
【００６８】
以上の結果より、試料No.2〜４、すなわち、洗浄剤水溶液のｐＨが９〜11の範囲では、油脂汚れ除去性に優れ、かつ、アルミニウム板表面に対する変化がみられず、光沢性を有しており、したがって、洗浄性に優れるとともに、アルミニウム材質への影響も小さく、本発明の好ましい範囲であるということができる。
【００６９】
実施例７
表７の各成分（％）を含有する洗浄剤組成物を炭酸カルシウムが１00ppm 含有する水に稀釈して２％洗浄剤水溶液を調製し、試料No.1〜３とした。これら各試料を５時間アルミニウム板表面上にスプレーしてアルミニウム板表面の状態を目視観察した。
【００７０】
【表７】

【００７１】
表７の結果より、キレート剤（ＥＤＴＡ、ＧＬＤＡ）が含まれてない試料No.1では、発泡状態が悪く、また、キレート剤としてＥＤＴＡを使用した試料No.2では、発泡状態は改善されたものの、アルミニウム板表面への腐食が起こる。一方、キレート剤としてＧＬＤＡを使用した試料No.3では、発泡状態およびアルミニウムの表面状態のいずれも良好であった。
【００７２】
実施例８
本発明洗浄剤組成物（表４の試料No.4）をＣＯＤで５00ppm になるように水で稀釈した、さらに、化学工業排水を処理している活性汚泥設備から活性汚泥を採取し、この活性汚泥を小型の３槽直列曝気型活性汚泥設備に上述の稀釈液とともに供給し、曝気をして生物分解のテストを行った。
【００７３】
７〜８日経過した後の処理排水中のＣＯＤは50〜75ppm 程度に低減されており、分解率が85〜90％であった。
【００７４】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明にかかる洗浄剤組成物は油脂除去性に優れ、アルミニウムを始めとする軽金属材料への影響が少なく、微生物分解性にも優れ、しかも発泡性が優れる等の特徴を有しており、泡洗浄および軽金属用洗浄に適しているということができる。

Claims

キレート剤と、陰イオン界面活性剤および／または非イオン界面活性剤からなる界面活性剤とを含む洗浄剤組成物において、前記キレート剤がグルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩であり、かつその水溶液のＰＨが９乃至１１の範囲内であることを特徴とする軽金属用洗浄剤組成物。
前記グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩がグルタミン酸イミノ二酢酸ナトリウム塩、カリウム塩、またはアルカノールアミン塩である請求項1に記載の軽金属用洗浄剤組成物。
前記グルタミン酸イミノ二酢酸アルカリ塩と界面活性剤との配合比率が重量比で１：２乃至４：１の範囲内である請求項１に記載の軽金属用洗浄剤組成物。
請求項１の軽金属用洗浄剤組成物を泡洗浄に適用することを特徴とする軽金属の洗浄方法。