(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二価以上の金属の粉砕原料と限外ろ過した水と麹を加えて醗酵させる前処理をし、この前処理で得られた発酵原料とアルキル基をもつ有機酸溶液を用意し、静電磁場を形成した容器内でこれらを混合攪拌するとともに遠赤外線照射をすることでこの混合溶液から金属元素を解離させてなるイオン化金属含有液０．１〜１０重量％と、界面活性剤０．１〜５０重量％と、アルコール０．１〜３０重量％と、残部の水とを含むことを特徴とする金属用洗浄剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、金属用洗浄剤に関するものであり、一層詳細には、汚れの除去とともに金属イオンを表面に整列してコーティング仕上げができる金属用洗浄剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、金属製品に付着した汚れを除去する手段としては、研磨材による表面研磨方法、あるいはフレオン、トリプレン、トリエタンなどの有機溶剤を含む洗浄液に浸漬するとともにこの洗浄液に超音波振動をかけて汚れを除去する方法などが広範に採用されている。
【０００３】
しかるに、前者の方法では、騒音の発生や研磨材の損耗があり、損耗により研磨材が汚染すると汚れの除去効果も半減するため研磨材自体の洗浄手段を別に設ける必要があった。また、有機溶剤を含む洗浄液を使用する後者の方法は、洗浄液を何回か使用すると有機溶剤中に分散した汚れのため洗浄能力が大幅に低下し、さらに使用済の洗浄液は大気汚染、水質汚染など環境問題に係わってくるため廃棄処理が煩雑となるなど問題があった。
【０００４】
そこで、近時は、ナトリウムやカリウムなどの金属イオンを界面活性剤中に含む洗浄液（洗剤）が使用されているが、この洗剤は汚れはそこそこ落ちるものの光沢の点で問題があり、爾後、表面に錆が生じたりすることもある等種々の課題が指摘されていた。これは一価（価電子の数が一）の金属であるナトリウムやカリウムの架橋力が弱くて金属表面の被覆を充分に行えないからであり、また表面を被覆しているナトリウムイオンに塩素イオンが結びつき錆の原因になるからである。
【０００５】
このような課題を解決するには界面活性剤中にナトリウムやカリウムよりも架橋力が強い二価（価電子の数が二）以上の金属をイオンとして存在させれば良いのであるが、これまでの技術では、二価以上の金属を完全にイオン化することができない。従って、Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｉ，Ｃｒなどの金属を界面活性剤中に存在させると不溶性の金属コロイダルとなって沈殿してしまい、所謂、金属せっけんを呈して所望の洗浄力を得ることができなかった。
【０００６】
ところで、発明者は、静電磁場を形成した容器内に原料としての金属含有物質を収容し、この金属含有物質とアルキル基をもつ有機酸溶液とを混合撹拌するとともに容器内雰囲気を所定の温度に保持し、さらに遠赤外線照射などを行うことにより、金属含有物質から金属成分をイオン化する方法および装置を開発し、平成４年１２月２５日付けで特許出願を行った（特願平４−３５８０３９号；特開平６−１９０３６８号）。そして、この方法によれば二価以上の金属もイオン化することができ、イオン化された金属含有液を通常の水に少量添加すると水の分子集団を細分化できるだけでなく水分子の単集団が金属イオンを分散し、さらにこのイオン化金属の含有液は親油基としての有機酸基を有しているので界面活性力、すなわち、洗浄力も備えている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、取扱いが容易で常に優れた洗浄能力を保持できるだけでなく好適な表面被覆も行うことができる金属用洗浄剤を得るべく鋭意研究を重ねた結果、二価以上の金属の粉砕原料と限外ろ過した水と麹を加えて醗酵させる前処理を行い、この前処理で得られた発酵原料とアルキル基をもつ有機酸溶液を用意し、静電磁場を形成した容器内でこれらを混合攪拌するとともに遠赤外線照射をすることでこの混合溶液から金属元素を解離させてなるイオン化金属含有液０．１〜１０重量％と、界面活性剤０．１〜５０重量％と、アルコール０．１〜３０重量％と、残部の水とにより金属用洗浄剤を配合調整することにより所期の目的を達成できることを突き止めた。
【０００８】
この場合、金属用洗浄剤におけるイオン化金属含有液の配合割合が０．１重量％未満であるとイオン化された金属の量が不足して対象となる金属製品の表面被覆を充分行うことができず、またその配合割合が１０重量％を超えると有機酸分が多くなり過ぎて再洗浄が必要となる。
【０００９】
一方、界面活性剤の配合割合が０．１重量％未満であると洗浄が充分おこなわれず、５０重量％を超えた配合割合になると再々洗浄が必要となり手間がかかり過ぎる。なお、前記界面活性剤としては、特に制限はなく各種のものを使用し得るが、具体的には、例えば、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベンダイン、アルキルジエチレントリアミノ酢酸などの両性界面活性剤、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリオキシエチレンエーテルなどの非イオン界面活性剤、ａ−オレフインスルフホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの陰イオン界面活性剤、さらにはアルキルトリメチルアンモニウムハライドなどの陽イオン界面活性剤などが挙げられ、これらを単独でまたは２種以上の混合物として使用することができる。
【００１０】
さらに、アルコールの配合割合が０．１重量％未満であると効率的な洗浄を行うことができず、また配合割合が３０重量％を超えるとアルコールの蒸発が早すぎるだけでなく引火性が強くなり使用上問題を生じることがある。
【００１１】
なお、このように調整した金属用洗浄剤における水としては、水道水なども使用できないことはないが、通常の水道水にはすでにコロイダル金属がいくらか含まれているため、この水道水を限外ろ過してコロイダル金属を予め除去した水を使用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明では、所定の割合に希釈した洗浄剤液中に汚れた金属製品を浸漬すると、二価（価電子の数が二）以上の金属イオンによって細分化された水分子と結びついた界面活性分子の親油基が金属製品の表面等に付着した汚れを取り囲んで分散し、一方、水分子とともに親水基に結びついた二価以上の金属イオンが金属表面に整列（架橋）する。そして洗浄剤液を洗い流して乾燥すれば金属表面の汚れはきれいに除去されるだけでなく、架橋した二価以上の金属イオンが表面をしっかりと被覆（コーティング）して平滑化するので光沢および艶を増大できるものである。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明に係る金属用洗浄剤につき実施例を例示して詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００１４】
実施例１（ステンレス用洗浄剤）
（１）イオン化ステンレス含有液の製造
まず、できるだけ細かく粉砕したニッケル、クロム、鉄を８：１８：７４の割合で用意し、これらの粉砕原料と限外ろ過した水とを等量混合してから、１０％〜２０％の麹菌を加えて摂氏３５度〜４０度に保持することにより醗酵させ、さらに２週間程度ねかせておく。次に、このように前処理して得られた醗酵原料とクエン酸を重量比で１０：１の割合で用意する。なお、この場合、アルキル基を有する有機酸であれば、クエン酸に限定されるものではなく、例えば、酒石酸、乳酸あるいは酢酸なども好適に使用することができる。次いで、醗酵原料とクエン酸を所定の容器に投入し、スタラファンと永久磁石とを組み合わせて形成した撹拌部材を、例えば、１分間に１２０回程度の速度で回転させることによりに醗酵原料とクエン酸とをよく撹拌混合するとともに摂氏４５度〜５５度に保持し、さらに遠赤外線を照射することにより混合液中にニッケル、クロム、鉄を金属イオンとして解離させる。そして、ニッケル、クロム、鉄がイオンとして混合液中に充分解離したら１．５ケ月間熟成し、その後この混合液を濾過抽出する。得られた濾過抽出液における金属イオン（鉄、ニッケル、クロム）の分析例は３重量％であり、１００ｇの抽出液中における金属イオンは、３０００ｍｇであった。そしてこの抽出液は、原料の配合比（ニッケル８、クロム１８、鉄７４）から、１８−８ステンレスがイオン化された含有液である。
【００１５】
（２）洗浄剤の製造
・界面活性剤（コロイダル洗浄剤）  ５０．０重量部
（商品名；ＣＲＥＡ２１００、株式会社クレア製）
・アルコール５．０重量部
・（１）で得たイオン化ステンレス含有液１．６重量部
・水（限外ろ過水）残部
（全量を１００重量部とする）
上記成分の水（限外ろ過水）に、イオン化ステンレス含有液と界面活性剤とアルコールを加えて撹拌することにより洗浄剤原液を調整し、この洗浄剤原液を同様の限外ろ過水で２００倍に希釈してステンレス用洗浄剤Ａを得た。
【００１６】
比較例１
・界面活性剤（コロイダル洗浄剤）  ５０．０重量部
（商品名；ＣＲＥＡ２１００、株式会社クレア製）
・水（水道水）残部
（全量を１００重量部とする）
水（水道水）に界面活性剤を加えて調整した洗浄剤原液を水道水で２００倍に希釈して洗浄剤Ｂを調整した。
【００１７】
次に、このように調整したステンレス用洗浄剤Ａと洗浄剤Ｂを使用して、油や手指の脂などが表面に付着して汚れた１８−８ステンレスを夫々洗浄した。具体的には、表面に同じような汚れが付着した１８−８ステンレス片（縦５ｃｍ×横２ｃｍ×厚み０．１ｃｍ）を２枚用意し、前記ステンレス用洗浄剤Ａと洗浄剤Ｂを夫々３００ｃｃを入れたビーカーに１８−８ステンレス片を１枚づつ入れた後、撹拌しながら超音波振動を１０分間かけて洗浄した。そして各１８−８ステンレス片をピンセットで取り出し、水で洗浄剤を洗い流し乾燥して汚れの落ち具合を含む清浄度を比較したところ、洗浄剤Ａで洗浄したステンレス片の表面からは汚れがきれいに払拭され、しかも光沢および艶が増大したのに対し、洗浄剤Ｂで洗浄したステンレス片の表面には汚れが若干残っただけでなく、光沢および艶は洗浄剤Ａで洗浄したステンレス片より劣っていた。
【００１８】
実施例２（アルミニウム用洗浄剤）
（１）イオン化アルミニウム含有液の製造
まず、できるだけ細かく粉砕したアルミニウムと限外ろ過した水とを等量混合してから、１０％〜２０％の麹菌を加えて摂氏３５度〜４０度に保持して醗酵させ、さらに２週間程度ねかせた。次に、このように前処理して得られた醗酵原料と酢酸を重量比で１０：１の割合で用意して容器に投入し、スタラファンと永久磁石とを組み合わせて形成した撹拌部材を１分間に１２０回程度の速度で回転して醗酵原料と酢酸を充分に混合撹拌するとともに摂氏４５度〜５５度に保持し、さらに遠赤外線を照射して混合液中にアルミニウムを金属イオンとして解離した。そして、アルミニウムがイオンとして充分解離したら２．０ケ月間熟成し、その後濾過抽出してイオン化アルミニウム含有液を得た。得られた抽出液におけるアルミニウムイオンの分析例は７重量％であり、抽出液１００ｇ中におけるアルミニウムイオンは、７０００ｍｇであった。
【００１９】
（２）洗浄剤の製造
・界面活性剤（コロイダル洗浄剤）  ５０．０重量部
（商品名；ＣＲＥＡ２１００、株式会社クレア製）
・アルコール５．０重量部
・（１）で得たイオン化アルミニウム含有液１．６重量部
・水（限外ろ過水）残部
（全量を１００重量部とする）
上記成分の水（限外ろ過水）に、イオン化アルミニウム含有液と界面活性剤とアルコールを加えて撹拌することにより洗浄剤原液を調整し、この洗浄剤原液を同様の限外ろ過水で２００倍に希釈してアルミニウム用洗浄剤Ｃを得た。
【００２０】
このように調整したアルミニウム用洗浄剤Ｃと前記比較例（１）の洗浄剤Ｂとを使用して、油や手指の脂などが表面に付着し汚れたアルミニウムを夫々洗浄した。具体的には、表面に同じような汚れが付着したアルミニウム片（縦７ｃｍ×横３ｃｍ×厚み０．２ｃｍ）を２枚用意し、アルミニウム用洗浄剤Ｃと洗浄剤Ｂを夫々３００ｃｃ入れたビーカーに各アルミニウム片を浸漬して２０分間撹拌することにより洗浄した。次に各アルミニウム片をピンセットで取り出し、水で洗浄剤を洗い流したのち乾燥した。そして汚れの落ち具合を含む清浄度を比較したところ、洗浄剤Ｃで洗浄したアルミニウム片の表面からは汚れがきれい払拭されただけでなく光沢および艶が増大したのに対し、洗浄剤Ｂで洗浄したアルミニウム片には一部の汚れが残り、光沢および艶も洗浄剤Ｃで洗浄したアルミニウム片より劣っていた。
【００２１】
これらの洗浄結果は、洗浄剤ＡおよびＣ中の界面活性剤分子の親油基が油脂分などを含むステンレス片表面およびアルミニウム片表面の汚れの回りに付着し、この汚れをその表面から分散させて洗浄剤液中に取り込んで汚れを除去するからである。そしてこの場合、洗浄剤Ａの場合には鉄イオン、ニッケルイオン、クロムイオン、また洗浄剤Ｃの場合にはアルミニウムイオンのまわりに水分子の単集団が集まるため、水分子の大集団ないしは小集団における水分子同士の水素結合が分断されて洗浄剤液中の水は細分化される。なお、細分化された水分子と親水基を介して結びついた界面活性剤は汚れに対しての洗浄力が増大する。
【００２２】
そして、この界面活性剤分子は、コロイド粒子よりはるかに小さい粒子であるため、ステンレス片表面やアルミニウム片表面の微細で狭隘な部分に付着している汚れにも容易に辿りついて表面から分散させるので洗浄能力が飛躍的に向上することになるのである。
【００２３】
また、界面活性剤分子の親水基に水分子とともに結びついている鉄、ニッケル、クロムあるいはアルミニウムなどの金属イオンは付着していた汚れと入れ替わるようにして残存するが、これらの金属はナトリウムやカリウムに比べると原子価が大きいのでそのぶん結合力が強いため表面にしっかりと架橋し、全体としてはこれらの金属イオンが整列した状態となる。そして、金属片から洗浄剤Ａ、Ｃとともに汚れを洗い流して乾燥すると、ステンレス片表面あるいはアルミニウム片表面は、鉄、ニッケル、クロムあるいはアルミニウムの金属イオンの架橋によって被覆（コーティング）されて平滑化され、光沢および艶が増すことになるのである。なお、洗浄剤Ａ、Ｃ中のアルコールは余分な水分を発散させ、洗浄剤を汚れに対して有効に作用させるものである。
【００２４】
【効果】
先に述べたように、本発明に係る金属用洗浄剤によれば、環境問題に係わるような汚染物資を含有していないため取扱いおよび使用後の処理も簡便に行なえるだけでなく、イオン化金属含有液中の金属イオンの作用によって細分化した水分子と結びついた界面活性剤分子を利用して汚れを分散化して除去するので金属表面の微細な部分を含む洗浄も確実に行うことができ、従って、洗浄能力を大幅に向上させることができるものである。
【００２５】
また、洗浄された金属の表面は架橋力の強い二価（価電子の数が二）以上の金属イオンでコーティングされた状態になるので平滑化され、光の反射や屈折率も大きくなるので光沢および艶などが増大し、耐久性の向上も図ることができ、さらには静電気の発生も可及的に防止できるので汚れの再付着の阻止および表面に施されたメッキの保護も好適に行うことができる等種々の利点を有する。
【００２６】
なお、実施例ではアルミニウム片の洗浄時に超音波振動をかけなかったが、本発明に係る洗浄剤では超音波の伝導性を高めることができるので、ステンレス片と同様に超音波振動をかければ汚れの除去を迅速にかつ確実に行うことができることは言うまでもない。