(57)【要約】【課題】洗浄液の液温が６０℃未満の低温の場合でも良好な洗浄力を示し、かつ洗浄液を低温化できることで、製鉄所から排出される二酸化炭素の量を削減することができる鉄板用洗浄剤の提供を目的とする。【解決手段】半導体の粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、ナトリウム化合物、無機酸、有機酸からなる群から選ばれた少なくとも一種である活性促進剤とを少なくとも予め混合して得られた組成物と、アルカリ性物質と、ノニオン系またはアニオン系界面活性剤とが含有されていることを特徴としている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）
（ａ）半導体の粒子と、（ｂ）過酸化物および／または炭酸塩と、（ｃ）ナトリウム化合物、無機酸、有機酸からなる群から選ばれた少なくとも一種である活性促進剤とを少なくとも予め混合して得られた組成物と、
（Ｂ）アルカリ性物質と、
（Ｃ）ノニオン系またはアニオン系界面活性剤とが含有されていることを特徴とする鉄板用洗浄剤。
【請求項２】
前記ナトリウム化合物がケイ酸ナトリウムおよび／またはリン酸ナトリウムである請求項１に記載の鉄板用洗浄剤。
【請求項３】
前記アルカリ性物質がケイ酸ナトリウムである請求項１または請求項２に記載の鉄板用洗浄剤。
【請求項４】
半導体が、チタン、バナジウム、鉄からなる群から選ばれた少なくとも１種の酸化物である請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の鉄板用洗浄剤。
【請求項５】
前記組成物が、前記半導体の粒子と、前記過酸化物および／または前記炭酸塩とを、すり合わせるように混合した後に、前記活性促進剤を混合することによって得られる請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の鉄板用洗浄剤。
【請求項６】
油脂成分が付着した鉄板を、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の鉄板用洗浄剤水溶液を用いて洗浄する鉄板の洗浄方法。
【請求項７】
油脂成分が付着した鉄板を、アルカリ性物質を含む洗浄剤水溶液を用いて洗浄する鉄板の洗浄方法において、前記洗浄剤水溶液中に、前記半導体粒子と、前記過酸化物および／または前記炭酸塩と、前記活性促進剤とを少なくとも予め混合して得られた組成物を添加することを特徴とする鉄板の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄板用洗浄剤および鉄板の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷延鋼板など鉄板表面に付着した鉱物油などの洗浄には、水酸化ナトリウムやオルトケイ酸ナトリウムなどのアルカリ性物質による洗浄が行われている。（特許文献１参照）。
しかし、従来の洗浄では、アルカリ性物質を含む洗浄液を蒸気や７０℃〜９０℃程度の温水にして使用することから、これら洗浄用の蒸気や温水を作るために多くのエネルギーを必要とし、その結果、製鉄所からの二酸化炭素の排出量が多くなるという問題があった。これは、近年、二酸化炭素の排出量の削減が求められている製鉄所にとっては無視できない課題となっていた。
【０００３】
また、鉄板表面に付着した鉱物油などは高粘度のものであることから、従来の界面活性剤のタイプではこれらの油を十分には洗浄できず、また、洗浄力を備えるために界面活性剤の添加量を多くすると洗浄後の廃液処理が困難となるという課題があった。
【特許文献１】特許第３７０６４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、洗浄液の液温が６０℃未満の場合でも良好な洗浄力を示し、かつ洗浄液を低温化できることで、製鉄所から排出される二酸化炭素の量を削減することができる鉄板用洗浄剤および鉄板の洗浄方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る鉄板用洗浄剤は、半導体の粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、ナトリウム化合物、無機酸、有機酸からなる群から選ばれた少なくとも一種である活性促進剤とを少なくとも予め混合して得られた組成物と、アルカリ性物質と、ノニオン系またはアニオン系界面活性剤とが含有されている構成にしてある。
【０００６】
ここで、本発明の鉄板用洗浄剤において用いられる半導体としては、特に限定されないが、たとえば、チタン、亜鉛、バナジウム、ビスマス、タングステン、鉄などの酸化物や、チタン酸ストロンチウム、硫化カドミウムなどが挙げられ、中でもチタン、バナジウム、鉄の酸化物が好ましく、安価で洗浄効果が安定するという点から二酸化チタンを用いることがより好ましい。さらに、二酸化チタンを用いる場合には過酸化物および／または炭酸塩との反応安定性の点からルチル型を用いることが好ましい。
【０００７】
本発明の鉄板用洗浄剤において用いられる過酸化物としては、特に限定されないが、たとえば、過酸化水素水、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウムなどが挙げられる。
本発明の鉄板用洗浄剤において用いられる炭酸塩としては、特に限定されないが、たとえば、オルト珪酸ナトリウム、メタ珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムなどが挙げられる。そして、これら過酸化物および／または炭酸塩の何れか一つ又は複数を用いることができる。
なお、これらの過酸化物および／または炭酸塩の中でも、洗浄性能を重視する場合には過酸化物を用いた方が好ましく、皮膚に付着した場合の安全性や廃水処理など環境面を重視する場合には炭酸塩を用いた方が好ましい。また、過酸化物を用いる場合には、半導体の電子励起などの活性化効果が高いという点から過炭酸ナトリウムを用いることが好ましい。
【０００８】
本発明の鉄板用洗浄剤において用いられるナトリウム化合物としては、特に限定されないが、たとえば、トリポリリン酸ナトリウムなどのリン酸塩、オルトケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩があげられる。なお、洗浄効果をより向上させるためには、リン酸塩とケイ酸塩とを同時に用いた方が好ましい。
【０００９】
本発明の鉄板用洗浄剤において用いられる有機酸としては、特に限定されないが、たとえば、酢酸、クエン酸などがあげられ、無機酸としては、塩酸、硫酸などがあげられる。そして、これら有機酸または無機酸の何れか一つ又は複数を用いることができる。なお、これらの有機酸または無機酸の中でも、皮膚等への安全性の点からクエン酸を用いることが好ましい。
【００１０】
本発明の鉄板用洗浄剤において用いられるアルカリ性物質としては、特に限定されないが、たとえば、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムなどがあげられる。そして、これらアルカリ性物質の中でも、洗浄効果が向上するという点からオルトケイ酸ナトリウムを使用することが好ましい。
【００１１】
本発明の鉄板用洗浄剤においては、界面活性剤を含むことが必要である。ここで、本発明の鉄板用洗浄剤は、鉄板に付着した油の除去を目的とするものであることから、界面活性剤についても脱脂効果に優れるノニオン系またはアニオン系界面活性剤を使用することが必要である。
【００１２】
また、空気中の水分を吸収し、鉄板用洗浄剤の成分中の過酸化物や炭酸塩などへの吸湿を防止するためにケイ酸カルシウムや塩化カルシウムを混合してもよい。更に、必要に応じて、適宜、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などに代表されるキレート剤等の添加剤を加えることもできる。
【００１３】
次に、本発明の鉄板用洗浄剤の製造について説明する。まず、半導体の粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、活性促進剤とが混合された組成物を作製することが重要である。
【００１４】
さらに、組成物の作製においては、予め半導体の粒子と過酸化物および／または炭酸塩を混合しておくことが重要であり、混合の方法については、単純に材料をバッチ的に混合するのではなく、材料同士がすり合わさるように混合することが重要である。かかる工程と混合方法によって、洗浄剤となった際に半導体の粒子の活性化を促すことができるのである。すなわち、本発明の鉄板用洗浄剤は半導体が電子励起などの活性化を起こすことで、従来のアルカリ性物質と界面活性剤による洗浄効果に加え、上記混合物が油脂成分を分解することで、より洗浄効果が向上するのである。
【００１５】
そして、上記工程の後、上記混合物にナトリウム化合物、無機酸、有機酸からなる群から選ばれた少なくとも一種である活性促進剤を加えることによって組成物を作製する。ここで、活性促進剤中の無機酸および有機酸は、活性促進効果を有するだけでなく、鉄板用洗浄剤を水に溶かして洗浄液を作製する際に洗浄液のｐＨを中性域に保持する効果も有することになる。
【００１６】
そして、最後に、上記組成物にアルカリ性物質と界面活性剤を混合することで鉄板用洗浄剤を得る。
【００１７】
本発明の鉄板用洗浄剤における各成分の配合量については、半導体の粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、活性促進剤とが混合された組成物の量を基準にして決定する。
【００１８】
すなわち、本発明の鉄板用洗浄剤におけるアルカリ性物質の配合量については、組成物１重量部に対して、アルカリ性物質が２〜７重量部となるようにすることが好ましい。ここで、２重量部よりも少なくなると良好な洗浄性能を示さず、７重量部よりも多くなるとかえって洗浄性能が低下する恐れがある。
【００１９】
本発明の鉄板用洗浄剤における界面活性剤の配合量については、組成物１重量部に対して、界面活性剤が０．０５〜１重量部となるようにすることが好ましい。ここで、０．０５重量部よりも少なくなると良好な洗浄性能を示さず、１重量部よりも多くなるとかえって洗浄性能が低下する恐れがある。
【００２０】
さらに、組成物中の各成分の配合量については、半導体粒子の量を基準にして決定する。
【００２１】
すなわち、組成物中の過酸化物および／または炭酸塩の配合量は、半導体１重量部に対して、過酸化物および／または炭酸塩が６００〜８５０重量部となるようにすることが好ましい。ここで、６００重量部よりも少なくなると良好な洗浄性能を示さず、８５０重量部よりも多くなるとかえって洗浄性能が低下する恐れがある。
【００２２】
組成物中の活性促進剤の配合量は、半導体１重量部に対して、活性促進剤が１１００〜１８００重量部となるようにすることが好ましい。ここで、１１００重量部よりも少なくなると良好な洗浄性能を示さず、１８００重量部よりも多くなるとかえって洗浄性能が低下する恐れがある。
【００２３】
一方、本発明の鉄板の洗浄方法は、上記鉄板用洗浄剤の水溶液を用いて、鉄板表面の油脂成分を洗浄することを特徴とする。
また、本発明の鉄板の洗浄方法は、油脂成分が付着した鉄板を、アルカリ性物質を含む洗浄剤水溶液を用いた鉄板の洗浄方法において、洗浄剤水溶液中に、半導体粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、活性促進剤とを少なくとも予め混合して得られた組成物を添加することを特徴としている。
ここで、洗浄の方法としては、鉄板表面の油脂成分が洗浄できる方法であれば特に限定はされず、洗浄剤を入れた洗浄槽に鉄板を浸漬させて洗浄する方法、洗浄剤をスプレーによって鉄板に吹き付けて洗浄する方法、カーテンフローコーターを利用して洗浄剤をカーテン状に流下させて、そこに鉄板を通過させることによって洗浄する方法、これらの洗浄方法にブラシや超音波の振動を併用して洗浄する方法などがあげられる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る鉄板用洗浄剤は半導体の粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、ナトリウム化合物、無機酸、有機酸からなる群から選ばれた少なくとも一種である活性促進剤とを少なくとも予め混合して得られた組成物と、アルカリ性物質と、ノニオン系またはアニオン系界面活性剤とが含有されているので、洗浄液中において、鉄板用洗浄剤成分中の半導体が電子励起などの活性化を起こし、従来のアルカリ性物質と界面活性剤による洗浄効果に加え、これらが汚れ物質を分解することで良好な洗浄力を発揮することができ、洗浄液の液温が６０℃未満の低温の場合でも洗浄力を維持することができる。
従って、洗浄液を低温化できることによって、製鉄所から排出される二酸化炭素の量を削減することができる。
【００２５】
また、本発明に係る鉄板用洗浄剤は活性促進剤がナトリウム化合物または無機酸または有機酸のうち少なくとも一種以上を用いて構成されているので、より洗浄性能を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明に係る鉄板用洗浄剤はナトリウム化合物がケイ酸ナトリウムおよび／またはリン酸ナトリウムで構成されているので、より洗浄性能を向上させることができる。
【００２７】
更に、上記組成物は、半導体と過酸化物および／または炭酸塩とをすり合わせるように混合した後に、活性促進剤を混合することによって得られるので、洗浄剤となった際に電子励起など半導体の活性を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の具体的な実施例を比較例と対比させて説明する。
なお、本発明は、以下の実施例および比較例に限定されるものではない。
【００２９】
（組成物の作製）
まず、本発明の鉄板用洗浄剤の主原料の１つである、半導体の粒子と、過酸化物および／または炭酸塩と、活性促進剤とが混合された組成物を作製した。
原料としては、二酸化チタン（テイカ株式会社製、品番：ＪＲ−３０１）、過炭酸ナトリウム（キシダ化学株式会社製、品番：０２０−７２４８５）、炭酸ナトリウム（キシダ化学株式会社製、品番：０１０−７１２４５）、炭酸水素ナトリウム（キシダ化学株式会社製、品番：０１０−７１６６５）、クエン酸（キシダ化学株式会社製、品番：０００−１７２８５）、メタケイ酸ナトリウム・９水和物（キシダ化学株式会社製、品番：０１０−７２０４５）、トリポリリン酸ナトリウム（キシダ化学株式会社製、品番：０１０−７３１７５）を用いた。
組成物の作製方法としては、表１に示した配合で、前記した通り半導体の粒子と過酸化物および／または炭酸塩とを、乳鉢等を用いてすり合わせるように混合した後に、その他の成分を撹拌機等を用いて混合することによって作製した。
【００３０】
（鉄板用洗浄剤の作製）
次に、鉄板用洗浄剤を作製した。
原料としては、上記組成物とオルトケイ酸ナトリウム（キシダ化学株式会社製、品番：０２０−７２３１５）と界面活性剤を用いた。
界面活性剤には、アニオン系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（日本合成洗剤株式会社製、品番：Ｄ−４０）を用いた。
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（日華化学株式会社製、品番：サンモールＮ−９５ＳＭ、ＨＬＢ：１３．１）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（花王株式会社製、品番：エマルゲン１１３５Ｓ−７０、ＨＬＢ：１７．９）、親油型モノステアリン酸グリセリン（日油株式会社製、品番：モノグリＭ、ＨＬＢ：１）を用いた。
また、比較例として、界面活性剤にカチオン系界面活性剤と両性界面活性剤を用いた。具体的には、カチオン系界面活性剤としては、塩化ジアルキルアンモニウム塩（ライオン株式会社製、品番：アーガード２ＨＴ−７５）を、両性界面活性剤としては、２−アルキルーＮ−カルボキシメチルーＮ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン（川研ファインケミカル株式会社製、品番：ソフタゾリンＣＨ）を用いた。
鉄板用洗浄剤の作製方法としては、上記原料を表２〜表１３に示した配合で撹拌機等を用いて混合することによって作製した。
【００３１】
（洗浄液の作製）
最後に、実施例および比較例に用いる洗浄液を作製した。
洗浄剤の作製方法としては、表２〜表１３に示した配合で上記鉄板用洗浄剤を水で１ｋｇに調整することによって作製した。
【００３２】
（洗浄性評価）
上記方法にて作製した洗浄液を用いて、鉄板に付着した油脂成分の洗浄性評価を行った。
評価用の鉄板は、縦１０ｃｍ×横２０ｃｍ×厚み３ｍｍの鉄板を用い、上記鉄板にポリオールエステルを、ナイロン製水性用筋違いハケを用いて、塗布量が３．３ｇ/ｍ２になるように塗布した後、ガスコンロで約１分間、塗布面の裏側から加熱し、焼き付けたものを使用した。
洗浄性評価については、以下の手順により行った。
まず、１リットル用ガラスビーカーに、洗浄液１Ｌを、サーモスタット機能付きのスターラーで５０℃に保持し、５００ｒｐｍで撹拌した。
次に、鉄板を洗浄液に１８０秒浸けた後、水道の流水で３０秒洗浄、ドライヤーにて乾燥、メチルセルロース♯４０００（キシダ化学株式会社製、品番：０２０−４９１０５）を幅４０ｍｍ、長さ６０ｍｍのナイロン製水性用筋違いハケにセルロースを含ませ、鉄板の上約１０ｃｍの高さから、筆を持った手をもう一方の手でコンコンと叩いて、セルロースを鉄板上に満遍なく振りかけた。その後、振りかけた面を逆さまにして、鉄板の上に残っている、油と定着していないメチルセルロースを振り落とした。
最後に、鉄板の表面を１ｃｍ×２ｃｍ四方の１００個の碁盤目に分割し、メチルセルロースの粉末が定着していない碁盤目の数を数え、１００分率（洗浄率）に換算することによって評価した。
すなわち、鉄板上に洗浄されない油が残っているとその油によって、メチルセルロースが定着することから、メチルセルロースの粉末が定着していない碁盤目の数が多い場合には洗浄力が強く、逆の場合には洗浄力が弱いと判定した。
なお、本洗浄性試験においての洗浄率は、実際の製造ラインでは、洗浄液による化学的な洗浄効果だけではなく、ブラシによる洗浄効果も加わることから、３０％以上であれば、良好な洗浄性能を示していると判断した。
【００３３】
（実験結果）
表２には、表１で作製した組成物１と、オルトケイ酸ナトリウムとアニオン系界面活性剤の３つの成分を備える洗浄液について、洗浄試験を行った結果を示した。
表２の実施例１〜９に示すように、アニオン系界面活性剤を用いた場合には、３５〜８０％の洗浄率を示した。
【００３４】
表３には、表１で作製した組成物１と、オルトケイ酸ナトリウムとノニオン系界面活性剤の３つの成分を備える洗浄液について、洗浄試験を行った結果を示した。
表３の実施例１０〜２０に示すように、ノニオン系界面活性剤を用いた場合には、３０〜７５％の洗浄率を示した。
また、ノニオン系界面活性剤でも、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを用いた場合には、３５〜７５％の洗浄率を示した。これに対し、ポリオキシエチレンアルキルエーテルや親油型モノステアリン酸グリセリンを用いた場合には、いずれも３０％の洗浄率となったことから、ノニオン系界面活性剤を用いる場合には、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを用いた方がよいことがわかった。
【００３５】
表４には、比較例として、不適当な原料および配合によって作製した洗浄液について洗浄試験を行った結果を示した。
表４に示すように、オルトケイ酸ナトリウムのみで作製した洗浄液（比較例１）の洗浄率は０％、オルトケイ酸ナトリウムと界面活性剤の２成分で作製した洗浄液（比較例２〜５）の洗浄率は０〜２０％、オルトケイ酸ナトリウムと組成物の２成分で作製した洗浄液（比較例６〜８）の洗浄率は５〜１５％であった。
さらに、比較例９〜１４の結果からもわかるように、３成分が含有されていても界面活性剤にカチオン系界面活性剤を用いた洗浄液（比較例９〜１１）や、両性界面活性剤を用いた洗浄液（比較例１２〜１４）の洗浄率は１０％であった。
【００３６】
表５〜７には、表１で作成した組成物２〜７について、オルトケイ酸ナトリウムとアニオン系界面活性剤の３つの成分を備える洗浄液とオルトケイ酸ナトリウムとノニオン系界面活性剤の３つの成分を備える洗浄液について、洗浄試験を行った結果を示した。
表５〜７の実施例２１〜５０に示すように、いずれの洗浄液も３０％以上の洗浄率を示した。これに対し、比較例１５〜２０に示すように、３成分が含有されていても界面活性剤に両性界面活性剤を用いた洗浄液では、いずれも０％の洗浄率であった。
【００３７】
以上の結果から、本発明の鉄板用洗浄剤は、上記組成物と、アルカリ性物質と、ノニオン系またはアニオン系界面活性剤の３成分が含有されることによって、初めて洗浄力が発揮されることがわかった。
【００３８】
（低温洗浄性評価）
表１１〜１３には、本発明の表１の各組成物とオルトケイ酸ナトリウムとアニオン系またはノニオン系界面活性剤の３つの成分を備える洗浄液と、従来のオルトケイ酸ナトリウムとノニオン系界面活性剤の２つの成分を備える洗浄液について、洗浄液の温度を変化させて、鉄板に付着した油脂成分の洗浄性評価を行った結果を示した。
【００３９】
まず、表１１に示すように、洗浄液の温度が従来の洗浄温度である６０℃の場合には、実施例５１〜５７に示すように本発明の洗浄液は６０〜８５％の洗浄率を示し、比較例１６に示すように従来の洗浄液についても、合格レベルである３０％の洗浄率を示した。
【００４０】
次に、表１２に示すように、洗浄液の温度を５０℃に低下させた場合には、実施例６、５８〜６３に示すように本発明の洗浄液は５０〜７０％の洗浄率を示したが、比較例２に示すように従来の洗浄液は洗浄率が１０％に著しく低下した。
【００４１】
更に、表１３に示すように、洗浄液の温度を４０℃に低下させた場合には、実施例６４〜７０に示すように本発明の洗浄液は３０〜４０％の洗浄率を示したが、比較例２２に示すように従来の洗浄液は洗浄率が０％と洗浄性能を発揮しなくなってしまった。
【００４２】
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【表５】
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【表６】
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【表７】
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【表８】
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【表９】
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【表１０】
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【表１１】
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【表１２】
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【表１３】
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【００４３】
以上の結果から、本発明の洗浄剤は、洗浄液の温度を従来の６０℃から４０℃に下げた状態でも従来の洗浄剤と同等以上の洗浄効果を示すことがわかった。特に、組成物１を用いた洗浄液については、洗浄液の温度が４０℃である場合でも、４０％の洗浄率（実施例６４）を示し、従来の洗浄液の６０℃での洗浄率３０％（比較例２１）を超える洗浄力を示したことから、本発明の鉄板用洗浄剤は洗浄液の温度が下がった状態においても高い洗浄能力を有していることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の鉄板用洗浄剤は、冷間圧延鋼板の洗浄工程などに用いることができる