JP4995714B2 - アルカリ条件下でのアルミニウムまたは着色金属およびその合金の表面用洗浄・腐食抑制剤システムおよび組成物 - Google Patents
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Description
ここで、
Mはアンモニウム、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の陽イオンであり、
アルキルは、互いに独立に、直鎖状または分鎖状の飽和または不飽和の5〜22個、好ましくは8〜18個、さらに好ましくは12〜16個の炭素原子を有するアルキル基、あるいはアルキルが当該定義の通りであり、アリールが単環式または二環式芳香族基、好ましくはフェノール、ジフェノールまたはその他のヒドロキシ含有アリール基であるアルキルアリール基であり、
AOは、1個または複数のC1〜3アルキル基によって置換されていてもよい2〜4個、好ましくは2〜3個の炭素原子を有するアルキレンオキシドを表し、
n1、n2およびn3は、互いに独立に、2〜10、好ましくは2〜8、さらに好ましくは3〜6の整数である]
を有する少なくとも1種のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル;
b)システム全体においてpH>7.0を達成するのに十分な量の少なくとも1種のアルカリ剤、
c)場合により、少なくとも1種のキレート剤
d)場合により、追加の腐食抑制剤として少なくとも1種のアルカノールアミンおよび/またはさらなる腐食共抑制剤、
e)場合により、少なくとも1種の陰イオン性、陽イオン性、非イオン性および/または両性の界面活性剤、ならびに
f)水
を含む。
成分(a)の式(I)において、AOはエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)および/またはブチレンオキシド(BO)を表し、ここで、EO、POおよびBOはいかなる順序で存在してもよく、AOは、特にエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドを表し;
アルカリ剤(成分(b))は、水酸化ナトリウムまたはカリウム、トリポリリン酸ナトリウムまたはカリウム、炭酸および/または重炭酸アンモニウム、ナトリウムまたはカリウムおよびアミンからなる群から選択され;
キレート剤(成分(c))は、アミノカルボン酸およびその塩、リン酸およびその塩、グルコン酸およびその塩および水溶性アクリルポリマーからなる群から選択され;
キレート剤は、さらに好ましくはイミノジコハク酸(IDS)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、グルタミン酸−N,N−二酢酸(GLDA)、アスパラギン酸−N,N−二酢酸(ASDA)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HEIDA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)およびこれらの塩からなる群から選択され;
アルカノールアミン(成分(d))は、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンであり;
界面活性剤(成分(e))は、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化脂肪族アルコール、エトキシル化アミン、エトキシル化エーテルアミン、カルボン酸エステル、カルボン酸アミド、ポリオキシアルキレンオキシドブロックコポリマーおよびアルキル化アルキルエトキシレートからなる群から選択される非イオン性界面活性剤、および/または
アルコキシル化ヒドロカルビルカルボキシレート、スルホネート、サルフェートおよびホスフェートエステルからなる群から選択される陰イオン性界面活性剤および/または
4級ヒドロカルビルアンモニウムハライドからなる群から選択される陽イオン性界面活性剤、および/または
ベタインおよびスルホベタイン界面活性剤から選択された両性界面活性剤であり;
前記腐食抑制剤システムは、さらに少なくとも1種のヒドロトロープおよび/または少なくとも1種の消泡剤を含み;
ここで、前記ヒドロトロープは、好ましくは一官能および多官能アルコールおよびグリコールおよびグリコールエーテル化合物、好ましくはアルキルアルコール、さらに好ましくはエタノールおよびイソプロパノール、および多官能有機アルコール、好ましくはグリセロール、へキシレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールおよびソルビトール、特にアルキルグリコールからなる群から選択され;
ここで、消泡剤は、好ましくはシリコーン化合物、好ましくはポリジメチルシロキサン中に分散されたシリカ、脂肪族アミド、炭化水素ワックス、脂肪酸、脂肪族エステル、脂肪族アルコール、脂肪酸石鹸、エトキシレート、鉱物油、ポリエチレングリコールエステルおよびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーからなる群から選択される。
a)一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル0.01〜15、好ましくは0.1〜10、さらに好ましくは0.5〜5重量%、
b)システム全体においてpH>7.0を達成するのに十分な量のアルカリ剤0.5〜50、好ましくは1〜20、さらに好ましくは3〜8重量%、
c)場合により、キレート剤0.01〜50、好ましくは0.5〜20、さらに好ましくは1〜6重量%、
d)場合により、アルカノールアミン0.05〜10、好ましくは0.1〜5重量%、
e)場合により、界面活性剤0.1〜98、好ましくは1〜20、さらに好ましくは3〜8重量%、ならびに
f)残量の水
を含み、さらに好ましい実施形態によれば、追加的に
ヒドロトロープ0.01〜20、好ましくは0.5〜10重量%および/または
消泡剤0.01〜10、好ましくは0.5〜8、さらに好ましくは0.1〜5重量%
を含む。
a)一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル0.01〜15、好ましくは0.1〜10、さらに好ましくは0.5〜5重量%、
b)システム全体においてpH>7.0を達成するのに十分な量のアルカリ剤0.5〜50、好ましくは1〜20、さらに好ましくは3〜8重量%、
c)場合により、キレート剤0.01〜50、好ましくは0.5〜20、さらに好ましくは1〜6重量%、
d)場合により、アルカノールアミンおよび/または腐食共抑制剤0.05〜10、好ましくは0.1〜5重量%、
e)場合により、界面活性剤0.1〜98、好ましくは1〜20、さらに好ましくは3〜8重量%、ならびに
f)残量の水
を含む濃縮物の形態における洗浄・腐食抑制組成物ならびに
a)一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル0.0001〜0.15、好ましくは0.001〜0.10、さらに好ましくは0.005〜0.05重量%、
b)システム全体においてpH>7.0を達成するのに十分な量のアルカリ剤0.005〜0.50、好ましくは0.01〜0.20、さらに好ましくは0.03〜0.08重量%、
c)場合により、キレート剤0.0001〜0.50、好ましくは0.005〜0.20、さらに好ましくは0.01〜0.06重量%、
d)場合により、アルカノールアミンおよび/またはさらなる腐食共抑制剤0.0005〜0.10、好ましくは0.001〜0.05重量%、
e)場合により、界面活性剤0.001〜0.98、好ましくは0.01〜0.20、さらに好ましくは0.03〜0.08重量%、ならびに
f)残量の水
を含む希釈使用溶液の形態における洗浄・腐食抑制組成物である。
アルミニウムまたは着色金属およびその合金、好ましくは銅、黄銅、青銅、亜鉛およびビスマスの表面の処理方法であって、前記の金属表面を0〜80℃、好ましくは10〜60℃の温度で10秒〜60分、好ましくは20秒〜20分間、前記定義の腐食抑制剤システムにさらすことを含む方法、ならびに
アルミニウムまたは着色金属およびその合金、好ましくは銅、黄銅、青銅、亜鉛およびビスマスの表面の処理方法であって、前記の金属表面を0〜80℃、好ましくは10〜60℃の温度で10秒〜60分、好ましくは20秒〜20分間、前記定義の洗浄・腐食抑制組成物の濃縮物または希釈使用溶液の有効量と接触させることを含む方法である。
腐食速度(mm/年)=(W×8.76×104)/(D×A×T)
(式中、Wはgで表した各基材片の重量減少を意味し、Dはg/cm3で表した各基材片の密度を意味し、Aはcm2で表した各基材片の表面積を意味し、Tは時間(h)で表した暴露時間を意味する)
腐食試験はそれぞれ次の金属および合金のいずれかで作られた各3個の基材片について行った。
100mm×50mm×2mmの寸法を有するアルミニウム片(純度99.5重量%)を水酸化ナトリウムの10重量%水溶液400mlで30秒間洗浄し、脱イオン化水100mlで20秒間すすぎ、硝酸の10重量%水溶液400mlで30秒間洗浄し、脱イオン化水100mlで20秒間すすぎ、エタノール50mlで10秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、秤量した。
次いで、アルミニウム片を、表1に定義された濃縮物A〜Hのそれぞれの1重量%の水性使用溶液の1000mlで満たされた1500mlのビーカー中に置き、60℃の温度に恒温調節した。60分後にアルミニウム片を撹拌しているビーカーから取り出し、次いで脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、再秤量した。
100mm×50mm×2mmの寸法を有する銅片を、これらの表面から脂肪および酸化物を除去するために100重量%の濃酢酸400mlで5分間洗浄し、脱イオン化水100mlで20秒間すすぎ、エタノール50mlで10秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、秤量した。
次いで、銅片は、表1に定義された濃縮物A〜Hのそれぞれの1重量%の使用溶液の1000ml(60℃の温度を有する)で満たされた1500mlのビーカー中に置いた。60分後に銅片を、60℃の温度に恒温調節され、撹拌されているビーカーから取り出し、次いで脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、再秤量した。
100mm×50mm×2mmの寸法を有する黄銅片を、これらの表面から脂肪および酸化物を除去するために100重量%の濃酢酸400mlで5分間洗浄し、脱イオン化水100mlで10秒間すすぎ、脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、エタノール50mlで10秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、秤量した。
次いで、黄銅片を、表1に定義された濃縮物A〜Hのそれぞれの1重量%使用溶液の1000ml(60℃の温度を有する)で満たされた1500mlのビーカー中に置いた。60分後に黄銅片を、60℃の温度に恒温調節され、撹拌されているビーカーから取り出し、次いで脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、再秤量した。
100mm×50mm×2mmの寸法を有する亜鉛片を、これらの表面から脂肪および酸化物を除去するために10重量%の酢酸水溶液400mlで5分間洗浄し、脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、エタノール50mlで10秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、秤量した。
次いで、亜鉛片を、表1に定義された濃縮物A〜Hのそれぞれの1重量%の使用溶液1000ml(60℃の温度を有する)で満たされた1500mlのビーカー中に置いた。60分後に亜鉛片を、60℃の温度に恒温調節され、撹拌されているビーカーから取り出し、次いで脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、再秤量した。
70mm×20mm×8mmの寸法を有するビスマス片(純度99.5重量%)を、脂肪および酸化物層を除去するためにサンドペーパーで30秒間清浄化し、脱イオン化水100mlで20秒間すすぎ、エタノール50mlで10秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、秤量した。
次いで、ビスマス片を、表1に定義された濃縮物A〜Hのそれぞれの1重量%の使用溶液の1000ml(60℃の温度を有する)で満たされた1500mlのビーカー中に置いた。24時間後にビスマス片を、60℃の温度に恒温調節され、撹拌されているビーカーから取り出し、次いで脱イオン水100mlで20秒間すすぎ、室温で一晩乾燥し、再秤量した。
Claims (16)
- アルミニウム、亜鉛、カドミウム、銅、コバルト、ニッケル、鉛、スズ、ビスマス、またはこれらの合金の金属表面の洗浄方法であって、
a)一般式
ここで、
Mはアンモニウム、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の陽イオンであり、
アルキルは、互いに独立に、直鎖状または分鎖状の飽和または不飽和の5〜22個の炭素原子を有するアルキル基、あるいはアルキルが当該定義の通りであり、アリールが単環式または二環式芳香族基であるアルキルアリール基であり、
AOは、1個または複数のC1〜3アルキル基によって置換されていてもよい2〜4個の炭素原子を有するアルキレンオキシドを表し、
n1、n2およびn3は、互いに独立に、2〜10の整数である]
を有する少なくとも1種のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル;
b)システム全体においてpH>7.0を達成する量の少なくとも1種のアルカリ剤、
c)場合により、少なくとも1種のキレート剤、
d)場合により、追加の腐食抑制剤として少なくとも1種のアルカノールアミンおよび/またはトリアゾールおよびその誘導体、イミダゾリンおよびその誘導体、チアゾールおよびその誘導体、ならびにこれらの混合物からなる群から選択されるさらなる腐食共抑制剤、
e)場合により、少なくとも1種の陰イオン性、陽イオン性、非イオン性、双性イオン性および/または両性の界面活性剤、ならびに
f)水
を含む腐食抑制剤システムに金属表面を0〜80℃の温度で10秒〜60分さらすことを含み、
一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステルが、腐食抑制剤システムに60℃の温度で60分さらしたアルミニウムの表面の腐食速度を、同じ条件下で一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステルを除いた腐食抑制剤システムにさらしたアルミニウムの表面と比較して少なくとも1/300に腐食抑制剤システムが減少させるように選択される、
方法。 - 成分(a)の式(I)において、AOがエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド(PO)および/またはブチレンオキシド(BO)を表し、EO、POおよびBOがいかなる順序で存在してもよい請求項1に記載の方法。
- AOがエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドを表す請求項2に記載の方法。
- アルカリ剤(成分(b))が、水酸化ナトリウムおよびカリウム、トリポリリン酸ナトリウムおよびカリウム、炭酸および/または重炭酸アンモニウム、ナトリウムまたはカリウムならびにアミンからなる群から選択される請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- キレート剤(成分(c))が、アミノカルボン酸およびその塩、リン酸およびその塩、グルコン酸およびその塩ならびに水溶性アクリルポリマーからなる群から選択される請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- キレート剤が、イミノジコハク酸(IDS)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、N−ヒドロキシエチル−エチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、グルタミン酸−N,N−二酢酸(GLDA)、アスパラギン酸−N,N−二酢酸(ASDA)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HEIDA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)およびこれらの塩からなる群から選択される請求項5に記載の方法。
- アルカノールアミン(成分(d))が、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンである請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
- 界面活性剤(成分(e))が、
エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化脂肪族アルコール、エトキシル化アミン、エトキシル化エーテルアミン、カルボン酸エステル、カルボン酸アミド、ポリオキシアルキレンオキシドブロックコポリマーおよびアルキル化アルキルエトキシレートからなる群から選択される非イオン性界面活性剤、および/または
アルコキシル化ヒドロカルビルカルボキシレート、スルホネート、サルフェートおよびホスフェートエステルからなる群から選択される陰イオン性界面活性剤、および/または
4級ヒドロカルビルアンモニウムハライドからなる群から選択される陽イオン性界面活性剤、および/または
ベタインおよびスルホベタイン界面活性剤から選択される双性イオン性または両性の界面活性剤
である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記腐食抑制剤システムが、少なくとも1種のヒドロトロープおよび/または少なくとも1種の消泡剤をさらに含む請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。
- ヒドロトロープが、一官能および多官能アルコールおよびグリコールおよびグリコールエーテル化合物、ならびに多官能有機アルコールからなる群から選択される請求項9に記載の方法。
- 消泡剤が、ポリジメチルシロキサン中に分散されたシリコーン化合物、脂肪族アミド、炭化水素ワックス、脂肪酸、脂肪族エステル、脂肪族アルコール、脂肪酸石鹸、エトキシレート、鉱物油、ポリエチレングリコールエステルおよびポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマーからなる群から選択される請求項9または10に記載の方法。
- 前記腐食抑制剤システムが、
a)一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル0.01〜15重量%、
b)システム全体においてpH>7.0を達成する量のアルカリ剤0.5〜50重量%、
c)場合により、キレート剤0.01〜50重量%、
d)場合により、アルカノールアミンおよび/またはさらなる腐食共抑制剤0.05〜10重量%、
e)場合により、界面活性剤0.1〜98重量%、ならびに
f)残量の水
を含む請求項1乃至11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記腐食抑制剤システムが、ヒドロトロープ0.01〜20重量%および/または消泡剤0.01〜10重量%を含む請求項9乃至12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記腐食抑制剤システムが、請求項1乃至13に記載の成分を請求項1乃至13に開示された量で含む濃縮物または希釈使用溶液の形態で使用される請求項1乃至13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記腐食抑制剤システムが、
a)一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル0.01〜15重量%、
b)システム全体においてpH>7.0を達成する量のアルカリ剤0.5〜50重量%、
c)場合により、キレート剤0.01〜50重量%、
d)場合により、アルカノールアミンおよび/またはさらなる腐食共抑制剤0.05〜10重量%、
e)場合により、界面活性剤0.1〜98重量%、ならびに
f)残量の水
を含む濃縮物の形態で使用される請求項14に記載の方法。 - 前記腐食抑制剤システムが、
a)一般式(I)のアルキレンオキシ−アルキルホスフェートジエステルまたはトリエステル0.0001〜0.15重量%、
b)システム全体においてpH>7.0を達成する量のアルカリ剤0.005〜0.50重量%、
c)場合により、キレート剤0.0001〜0.50重量%、
d)場合により、アルカノールアミンおよび/またはさらなる腐食共抑制剤0.0005〜0.10重量%、
e)場合により、界面活性剤0.001〜0.98重量%、ならびに
f)残量の水
を含む希釈使用溶液の形態で使用される請求項14に記載の方法。
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