JP2011089030A

JP2011089030A - 脱脂洗浄用洗浄剤及び洗浄方法

Info

Publication number: JP2011089030A
Application number: JP2009243808A
Authority: JP
Inventors: Keita Tanaka; 啓太田中; Takashi Tanaka; 俊田中
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-05-06

Abstract

【目的】水のすすぎが不必要で、高い洗浄性を有しつつ、防錆・防食を目的とした薬剤を別途配合することなく洗浄後の防錆処理なしでも防錆性を発揮し、洗浄剤残渣が残りにくく被洗浄物に良好な外観を与え、優れた安定性を有しつつ、安全性・環境適合性の良い脱脂洗浄用洗浄剤を提供すること。
【解決手段】脱脂洗浄用洗浄剤１００重量部に対して、ロジン類のナトリウム塩及び／又はカリウム塩を１〜３０重量部含む脱脂洗浄用洗浄剤を用いる。また、ロジン類が不均化ロジンである脱脂洗浄用洗浄剤を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、脱脂洗浄用の洗浄剤、特に金属部品等に付着している油脂類を洗浄する脱脂洗浄用洗浄剤、及び、この脱脂洗浄用洗浄剤を用いた洗浄方法に関する。

精密機械部品などの製造においては、その加工工程のいたるところで付着油脂などの脱脂洗浄が必要である。例えば、金属部材を切削加工する際、部材と切削工具との潤滑性、加工作業性、徐熱効果などを考慮して、切削油が部材表面に塗布されるが、最終製品の精度などへの悪影響を防止するため次工程において、金属部品に付着している油脂などが洗浄除去されている。

従来、工業用脱脂洗浄剤としては、塩素含有炭化水素系溶剤および非ハロゲン系溶剤が使用されている。しかし、トリクロロエタン、トリクロロトリフルオロエタン等の塩素含有炭化水素系溶剤は、それ自体不燃性でありかつ乾燥性に優れるという利点を有するものの、オゾン層破壊などの環境汚染の問題から使用が規制されている。また、非ハロゲン系溶剤としては、イソプロピルアルコール、エチルアルコールなどのアルコール類、キシレン、トルエン、ベンゼンなどの石油系溶剤、水系のアルカリ性洗浄剤が使用されている。

しかし、アルコール類および石油系溶剤はいずれも引火性に問題があり、水系のアルカリ性洗浄剤では油脂などの汚れに対する洗浄力が不十分となる場合がある。また、水系のアルカリ性洗浄剤のアルカリ性を高めた場合には洗浄効果は向上するがアルミニウムや銅などの金属を腐食させたり、部材の地肌を荒らすなどの欠点がある。また、水によるすすぎが必要である金属の洗浄においては、脱脂洗浄の後にすすぎ液として防錆成分を含むものを用いなければならない、または、すすぎ後防錆処理を行う必要があった。

そこで、本出願人はグリコールエーテル系溶剤を主成分とする準水系の非ハロゲン系の洗浄剤組成物を開発し、かかる発明を既に提案している（特許文献１参照。）。これらは、洗浄力、毒性、臭気、引火性、被洗浄物への影響などの点で優れるものであり、かなりの要求性能を満足している。しかし、金属加工部品等を洗浄対象とする場合には、従来からの加工油の脱脂に加え、パーティクル、砥粒、イオン成分などの精密洗浄が必要となり、これまで以上の洗浄性が要求されるようになってきている。更に、洗浄後の防錆処理工程が必要であることに変わりはなかった。

特公平５−４００００号公報

本発明は、水によるすすぎが不必要で、高い洗浄性を有しつつ、防錆・防食を目的とした薬剤を別途配合することなく洗浄後の防錆処理なしでも防錆性を発揮し、洗浄剤残渣が残りにくく被洗浄物に良好な外観を与え、優れた安定性を有しつつ、安全性・環境適合性の良い脱脂洗浄用洗浄剤を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のロジン類のアルカリ金属系塩を所定量含む洗浄剤を用いることにより、上記課題を見事に解決できることを見出した。

本発明の脱脂洗浄用洗浄剤を用いて金属部品等を洗浄すると、表面に付着した油等を水すすぎなしで有効に洗浄することができ、洗浄後の防錆処理なしでも高い防錆性・防食性を発揮する。また、洗浄後の被洗浄物に洗浄剤残渣が残らず良好な外観を与える。更に、洗浄剤が高い安定性を有する。更に、本発明の洗浄剤は植物由来のロジン類が主成分である上、水で希釈して用いることができるため、環境特性、非引火性などの要求性能や、廃水処理性、作業環境、臭気などの要求を満足できる。

すなわち、本発明１は、脱脂洗浄用洗浄剤１００重量部に対して、ロジン類のナトリウム塩及び／又はカリウム塩を１〜３０重量部含む脱脂洗浄用洗浄剤である。

本発明の脱脂洗浄用洗浄剤に含まれるロジン類のナトリウム塩及び／又はカリウム塩（以下、ロジン類のアルカリ金属系塩ともいう。）は、ナトリウム塩又はカリウム塩のいずれかを単独で使用したり、２種を併用したりすることができる。

上記ロジン類のアルカリ金属系塩は、特に限定されず、公知の方法により得ることができるが、例えば、以下の方法が挙げられる。苛性ソーダや苛性カリ等の強アルカリ水溶液を常温〜１００℃程度に保ち、ロジン類を接触させ、けん化反応を起こさせることにより、ロジン類のアルカリ金属系塩の水溶液で得ることができる。なお、強アルカリ水溶液の濃度及び得られた水溶液の希釈により、ロジン類のアルカリ金属系塩水溶液の不揮発分濃度を任意に調製することができる。

上記けん化反応の時間は、反応温度により異なるが、通常５分から２４時間程度である。この範囲内であると、反応を十分に進行させることができる。

上記ロジン類としては、特に限定されず公知のものを使用することができるが、具体的には、ウッドロジン、トール油ロジン、ガムロジン等の原料ロジンの他、原料ロジンを用いて得られる水素化ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、水素化ロジン、脱水素化ロジン等が挙げられる。これらのなかでは、洗浄性、安定性の点からデヒドロアビエチン酸およびジヒドロアビエチン酸を豊富に含有する不均化ロジンを使用することが好ましい。

上記原料ロジンは、アビエチン酸、レボピマル酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマル酸、イソピマル酸、サンダラコピマル酸、デヒドロアビエチン酸等の各種樹脂酸を主たる構成成分とする。

上記デヒドロアビエチン酸類は、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー１９６６年，３１巻，４２４６〜４２４７頁に記載の方法、ジヒドロアビエチン酸類である１３β−Δ８−ジヒドロアビエチン酸の場合は、特開昭５１−１４９２５６号公報に記載の方法で調製することができる。

本発明の脱脂洗浄用洗浄剤中のロジン類のアルカリ金属系塩は、洗浄力及び洗浄剤の安定性の点から、１〜３０重量部程度、好ましくは５〜２５重量部程度である。ロジン類のアルカリ金属系塩の含有量をこの範囲内とすることで、優れた洗浄性を有し、防錆剤を使用せず、防錆処理なしでも高い防錆性を有するだけでなく、洗浄剤として優れた安定性を有し、被洗浄物に洗浄剤残渣が残らず外観を良好なものとすることができる。

本発明の脱脂洗浄用洗浄剤は、そのままで使用することもできるが、洗浄物の種類（汚染の種類）や、洗浄方式により水に希釈して水溶液として使用することもできる。この場合、洗浄剤の引火危険性の低減、排水処理負荷の低減等の効果が得られる。水溶液として使用する場合は、水溶液１００重量部に対して、使用時に脱脂洗浄用洗浄剤を０．１〜４０重量部（アルカリ金属系塩の固形分が０．００１〜１２重量部）、好ましくは１〜２０重量部（アルカリ金属系塩の固形分が０．０１〜６重要部）含有するように水で希釈することが好ましい。０．１重量部以上の場合には洗浄性、防錆性が低下することを防止でき、４０重量部以下の場合には洗浄剤残渣が被洗浄物表面に多量に残ることを防止でき、外観上好適とすることができる。多量に残った洗浄剤残渣に対して、更にすすぎ処理を行えば除去することが可能であるが、本発明の特徴でもあるすすぎ処理、防錆処理の簡略化の利点が希薄となる。このように、水で希釈した本発明の脱脂用洗浄剤の水溶液を用いた洗浄方法も本発明の一つである。

更に、本発明の脱脂洗浄用洗浄剤は、本発明の目的を逸脱しない範囲内で、洗浄工程およびすすぎ処理工程における洗浄剤の安定性を向上させるために、界面活性剤や有機溶剤、アルカリビルダーを含有することもできる。これらは１種を単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。

上記界面活性剤としては、一般式（１）：Ｒ^１Ｏ−（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）_ａ−Ｈ（式中、Ｒ^１は炭素数８〜２０のアルキル基を、ａは０〜２０の整数を表す。）で表されるポリオキシエチレン系のノニオン性界面活性剤化合物や、これらに対応するポリオキシプロピレン系のノニオン性界面活性剤；高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩などの各種公知の硫酸エステル系アニオン性界面活性剤；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などの各種公知のスルホン酸塩系アニオン性界面活性剤；アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルリン酸エステル塩などのリン酸エステル系アニオン性界面活性剤；アルキル化アンモニウム塩、４級アンモニウム塩などのカチオン性界面活性剤；アミノ酸型、ベタイン型両性界面活性剤などの両性界面活性剤が挙げられる。

上記有機溶剤としては、特に限定されず、例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。

本発明の脱脂洗浄用洗浄剤は、更に消泡剤、防錆剤などの添加剤を配合することができ、添加剤の使用量は、洗浄剤に対して５％程度以下であることが好ましい。
上記消泡剤としては、特に限定されず、例えばシリコン系消泡剤であるジメチルポリシロキサン、その誘導体等が挙げられる。
上記防錆剤としては、特に限定されず、例えば、ベンゾトリアゾール、脂肪酸２価酸アミン塩、ホウ酸アミン塩等が挙げられる。本発明の洗浄剤は、防錆剤を含有することなく、また防錆処理を必要とすることなく、洗浄後に防錆性を有するものであるが、防錆剤を添加することで更に防錆効果を向上させることができる場合がある。

なお、本発明の脱脂洗浄用洗浄剤を、被洗浄物（物品）に接触させ、付着している油脂類を脱脂洗浄する温度は特に限定されるものではないが、洗浄剤中の大半が水分であるため、水の沸騰等を避ける目的で、通常、室温〜９５℃の範囲内で使用される。洗浄時間は、通常１０秒〜３０分程度で終了する。

また、本発明の脱脂洗浄用洗浄剤を油脂類が付着した被洗浄物品に接触させる手段は特に限定されず、各種公知の手段を採用できる。例えば、洗浄剤に被洗浄物品を直接浸漬して洗浄する方法、スプレー装置を使用して洗浄剤をシャワーする方法、機械的手段によりブラッシングする方法、超音波洗浄方法、液中ジェット洗浄方法、揺動方法、直通式洗浄法（たとえば、直通式洗浄装置「ダイレクトパス」、荒川化学工業（株）製を用いる方法）などの各種方法を適宜に選択して採用することができる。特に、直通式洗浄法では、洗浄剤中の有効成分の含有率が極めて低い場合にも短時間で洗浄が可能である。

このように油脂類を脱脂洗浄された物品は、すすぎ処理をする必要はなく、金属部品に対して優れた防錆性を発揮する。また、必要によりすすぎ処理することもできる。すすぎ処理後は、乾燥させる。すすぎ処理剤としては、水または石油系溶剤、グリコールエーテル類、アルコール類等があげられる。なお、被洗浄物品としては、金属部品、非金属部品、電子部品、ガラス、レンズなどが挙げられるが、優れた防錆性を発揮することから、本発明の脱脂洗浄用洗浄剤は、特に金属部品に好適に使用することができる。

以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また実施例中、「％」および「部」は特に断りのない限り「重量％」、「重量部」を意味する。

〔洗浄剤の調製〕
表１に示す各成分を混合し（重量部基準）、実施例および比較例用の洗浄剤を調製した。表１に示すロジン類のアルカリ金属系塩は、苛性ソーダ水溶液を８０℃に保ち、ロジン類を接触させ、けん化反応により、水溶液として得た。なお、表１中の不均化ロジンアルカリ金属系塩は不揮発分を示す。

表１中、各記号は以下の通りである。
Ａ：ポリエチレングリコールアルキルエーテル（株式会社日本触媒製、商品名「ソフタノール７０」）
Ｂ：ポリエチレングリコールアルキルエーテル（株式会社日本触媒製、商品名「ソフタノール１５０」）
Ｃ：ポリエチレンソルビタンモノココエート（第一工業製薬株式会社製、商品名「ソルゲンＴＷ−２０」）
ＢＤＧ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
ＤＭＩ：１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン

〔試験１：洗浄性の評価〕
油性鉱物油を金属製テストピース（日本テストパネル株式会社製、冷間圧延鋼板ＪＩＳＧ３１４１、０．８×７０×７５ｍｍ）上に１００ｍｇ塗布し、これを評価用サンプルとして使用した。上記の実施例及び比較例の洗浄剤を水道水１００重量部に対して５重量部となるように希釈したものを洗浄液サンプルとし、評価用サンプルを洗浄液サンプル中に投入し、下記の洗浄条件にて試験を行い、鉱物油の除去率を重量測定することにより、洗浄性の評価を行った。

〔洗浄条件〕
洗浄工程：方式；浸漬攪拌方式、洗浄液；実施例又は比較例の洗浄剤を水道水１００重量部に対して５重量部となるように希釈したもの、液温；６０℃、時間；３ｍｉｎ
リンス工程：無し
乾燥：方式；循風乾燥方式、温度；８０℃、時間；１０ｍｉｎ、

〔洗浄性の評価基準〕
○：除去率８０％以上
△：除去率６０％以上８０％未満
×：除去率６０％未満

〔試験２：防錆性の評価〕
上記の実施例及び比較例の洗浄剤を水道水１００重量部に対して５重量部となるように希釈したものを洗浄液サンプルとし、金属製テストピース（日本テストパネル株式会社製、冷間圧延鋼板ＪＩＳＧ３１４１、０．８×３５×７５ｍｍ）を洗浄液サンプル中に浸し、リンスを行わずに下記の防錆性試験条件にて試験を行い、防錆性の評価を行った。

〔防錆性試験条件〕
曝露環境：気温；４０℃、湿度（相対湿度）；９０％
試験方法：各洗浄液サンプルに浸したテストピースを取り出し、乾燥させた後、上記曝露環境にて１０日間保管し、錆発生の有無を外観観察より判断した。

〔防錆性の評価基準〕
○：錆の発生無し
×：錆の発生有り

〔試験３：安定性の評価〕
上記の実施例及び比較例の洗浄液を、常温にて最長１週間静置保管した際の洗浄剤の外観を下記評価基準にて安定性の評価を行った。

〔安定性の評価基準〕
○：透明溶液であり、沈殿物を生じていない。
△：懸濁液であり、静置１週間後には沈殿物を生じている。
×：多量の沈殿物を生じている。

〔試験４：被洗浄物上の洗浄剤残渣の外観評価〕
上記の実施例及び比較例の洗浄剤を水道水１００重量部に対して５重量部となるように希釈したものを洗浄液サンプルとし、金属製テストピース（日本テストパネル株式会社製、冷間圧延鋼板ＪＩＳＧ３１４１、０．８×３５×７５ｍｍ）を洗浄液サンプル中に浸し、リンスを行わずに乾燥後、被洗浄物上の洗浄剤残渣の外観について下記基準にて評価を行った。

〔被洗浄物上の洗浄剤残渣の外観評価基準〕
○：良好
×：白色の残渣が認められる。

Claims

脱脂洗浄用洗浄剤１００重量部に対して、ロジン類のナトリウム塩及び／又はカリウム塩を１〜３０重量部含む脱脂洗浄用洗浄剤。
前記ロジン類が不均化ロジンである請求項１記載の脱脂洗浄用洗浄剤。
水溶液１００重量部に対して、請求項１又は２記載の脱脂洗浄用洗浄剤を０．１〜４０重量部含有する水溶液を用いた洗浄方法。