バレル研磨用洗浄剤
【課題】金属物品の湿式バレル研磨に用いられる洗浄剤であって、表面に錆や変色が発生するなどの金属表面への悪影響が十分少なく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性と金属表面の平滑性や光沢を向上させる仕上げ性の双方に優れるバレル研磨用洗浄剤を提供すること。
【解決手段】本発明のバレル研磨用洗浄剤は、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有することを特徴とする。
【解決手段】本発明のバレル研磨用洗浄剤は、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バレル研磨用洗浄剤に関し、より詳しくは、金属物品の湿式バレル研磨に用いられるバレル研磨用洗浄剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、金属物品表面の研磨、バリ取り、面取り、研掃、金属加工油やスケールなどの付着物の除去等の作業は、研磨材を用いた機械的研磨により行われている。このような機械的研磨のひとつにバレル研磨がある。
【０００３】
バレル研磨は、被研磨物とメディア（すなわち研磨材）とをバレル内に投入し、バレルを振動させたり回転させたりすることによって、被研磨物とメディアとの間にあるいは被研磨物同士に相互摩擦を発生させ、被研磨物表面を研磨するものである。そして、このバレル研磨には、バレル内に水を投入する湿式バレル研磨と、水を投入しない乾式バレル研磨とがある。
【０００４】
湿式バレル研磨については、被研磨物、メディア及び水に加えて界面活性剤をバレル内に添加して研磨を行う方法が提案されている。例えば、下記特許文献１には、セラミック電子部品の湿式バレル研磨において、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの非イオン界面活性剤、脂肪酸塩などのアニオン界面活性剤又はベタインなどの両性界面活性剤を添加することが開示されている。また、下記特許文献２には、高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩とカチオン化セルロースとを含む組成物を、セラミックスの湿式バレル研磨に用いることが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１３２６１号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
界面活性剤の添加により、金属加工油やスケールなどの付着物の除去が容易になることが期待できる。しかしながら、泡立ちが多いと、湿式バレル研磨装置から泡があふれ出るといった作業上の問題や、排水処理時での負荷が大きくなったりする等の問題がある。また、本発明者らの検討によると、上記特許文献１及び２に記載の界面活性剤では、被研磨物の表面、特には金属物品表面の平滑性や光沢などの仕上げ性が不十分となる場合や、汚れの除去性の向上効果が十分に得られない場合のあることが判明した。
【０００６】
更に、金属物品の湿式バレル研磨においては、研磨された金属表面が研磨中にバレル内の水や酸素等と反応し、その結果、金属酸化物や金属水酸化物（いわゆる錆）が発生し、金属表面が特有の色に変色するという問題がある。
【０００７】
上記特許文献１及び２の発明では研磨対象がセラミックスであるため、上記の問題についての検討がなされていない。そのため、金属物品の湿式バレル研磨に上記特許文献１及び２に記載の界面活性剤を適用すると、金属表面の錆や変色の問題がより一層増加することがある。このような場合、多量の防錆剤を併用する必要や、研磨後に残留した界面活性剤を清浄な水で洗浄する必要が生じて、バレル研磨における経済性の低下や工程の煩雑化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属物品の湿式バレル研磨に用いられる洗浄剤であって、表面に錆や変色が発生するなどの金属表面への悪影響が十分少なく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性と金属表面の平滑性や光沢を向上させる仕上げ性の双方に優れるバレル研磨用洗浄剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、金属物品の湿式バレル研磨に特定の界面活性剤を用いると、被研磨物の表面に悪影響を及ぼすことなく、その表面に付着した汚れを十分除去することができるとともに、平滑性や光沢を向上させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有する。
【００１１】
本発明のバレル研磨用洗浄剤によれば、金属物品の湿式バレル研磨に洗浄剤として用いた場合に、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れを十分除去し、金属表面の平滑性や光沢を十分向上させることができるとともに、表面に錆や変色が発生することを十分抑制することができる。
【００１２】
本発明のバレル研磨用洗浄剤が上記の効果を有する理由は定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明のバレル研磨用洗浄剤に含まれるＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の長鎖アシル基とカルボキシル基とが金属表面に配向し、金属表面の酸化反応を抑制する防錆効果を発揮するためと本発明者らは推察する。また、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤は、破泡しにくくきめ細かな泡立ちを有するため金属物品とメディア（研磨材）との相互摩擦の適度な緩衝となるために、加工油やスケール等の汚れを円滑に除去できる除去性と、金属表面のバリ取りや、丸み付け、平滑仕上げ、光沢仕上げなどの仕上げ性とを高水準で両立できたものと推察する。
【００１３】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤によれば、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が適度な起泡性を有し、生分解性にも優れるので、上記の本発明の効果を得ながらも、本発明の構成を有していない界面活性剤含有洗浄剤に比べて、排水処理時の負荷の軽減や作業環境の改善を図ることができる。
【００１４】
本発明のバレル研磨用洗浄剤において、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、N−長鎖アシルグルタミン酸、N−長鎖アシルアスパラギン酸、N−長鎖アシルサルコシン、N−長鎖アシル−β−アラニン、N−長鎖アシル−N−メチル−β−アラニン及びこれらの塩からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１５】
また、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、ノニオン界面活性剤を更に含有することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、金属物品の湿式バレル研磨に用いられる洗浄剤であって、表面に錆や変色が発生するなどの金属表面への悪影響が十分少なく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性と金属表面の平滑性や光沢を向上させる仕上げ性の双方に優れるバレル研磨用洗浄剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有することを特徴とする。
【００１９】
Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤としては、N−長鎖アシルグルタミン酸、N−長鎖アシルアスパラギン酸、N−長鎖アシルサルコシン、N−長鎖アシル−β−アラニン、N−長鎖アシル−N−メチル−β−アラニン及びこれらの塩からなる群より選ばれる１種以上を用いることが好ましい。上記塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アルカノールアミン塩が挙げられる。
【００２０】
ここで、長鎖アシル基は、炭素数が８〜３６であることが好ましく、炭素数が１２〜１８であることが好ましい。長鎖アシル基の炭素数がこの範囲内であると、金属表面の錆や変色を十分に抑制することができ、また、金属表面の汚れの除去性、平滑性や光沢といった仕上げ性に更に優れたバレル研磨用洗浄剤が実現可能となる。
【００２１】
本発明のバレル研磨用洗浄剤においては、界面活性剤の生分解性、金属表面の汚れの除去性、平滑性や光沢といった仕上げ性が特に良好となる点から、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤として、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸及びその塩から選ばれる１種以上を含有することが特に好ましい。
【００２２】
本発明のバレル研磨用洗浄剤におけるＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の含有量は、特に制限はないが、洗浄剤全量基準で２質量％以上とすることが好ましく、５質量％以上とすることがより好ましい。Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の含有量が上記範囲より少ない場合は、本発明の効果が十分に発揮されないおそれがある。Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の含有量の上限は、特に制限されないが、バレル研磨用洗浄剤の水への希釈性を良好なものとするために、上限値を７０質量％までとすることが好ましく、５０質量％までとすることがより好ましい。
【００２３】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、上記Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤に加えて、ノニオン界面活性剤を更に含有することが好ましい。ノニオン界面活性剤を併用することにより、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性、及び、除去した汚れの金属物品への再付着を抑制する再付着防止性を更に向上させることができる。また、ノニオン界面活性剤を併用することにより、平滑性や光沢といった金属物品の仕上がりを更に向上させることができる。
【００２４】
ノニオン界面活性剤としては、例えば、グリコール類やアルコールのアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物、脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物、アミン類又はアミド類のアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミドが好適なものとして挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２５】
上記のノニオン界面活性剤のなかでも、汚れの除去性と再付着防止性が良好となるという観点からは、グリコール類やアルコールのアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物を用いることが好ましく、金属物品の仕上げ性や防錆効果の観点からは、脂肪酸アルカノールアミドを用いることが好ましい。
【００２６】
グリコール類やアルコールのアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物としては、下記一般式（１）で表される化合物がより好ましい。
Ｒ１O（ＡＯ）ｎＲ２ …（１）
なお、式（１）中、Ｒ１は、水素原子又は炭素数が１〜２４の飽和若しくは不飽和の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子又は炭素数が２〜２４のアシル基を示し、Ａは炭素数が２〜４のアルキレン基を示し、ｎは１〜５０、より好ましくは１〜２０の整数（ただし、Ｒ１及びＲ２がともに水素原子の場合にはｎは５〜５０の整数）を示す。１分子中にＡが複数存在する場合には、Ａは同一でも異なっていてもよく、共重合体である場合にはブロック共重合体であってもランダム共重合体であってもよい。
【００２７】
また、脂肪酸アルカノールアミドとしては、炭素数８〜３６の飽和若しくは不飽和の脂肪酸のモノアルカノールアミド又はジアルカノールアミドが好ましく、ジエタノールアミドが特に好ましい。
【００２８】
本発明のバレル研磨用洗浄剤において、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤に加えて上記ノニオン界面活性剤を併用する場合には、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性１質量部に対してノニオン界面活性剤１〜３質量部となるような配合比で使用することが好ましい。
【００２９】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤には、上述した成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲で従来公知のアニオン界面活性剤を配合することができる。アニオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪酸塩などのカルボン酸塩型；アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、スルホコハク酸ジエステルなどの硫酸塩型；高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物の硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化オレフィンなどの硫酸エステル塩型；高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩型のアニオン界面活性剤が挙げられる。
【００３０】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤には、必要に応じて金属加工薬剤に使用される成分、例えば、防錆剤、消泡剤、腐食防止剤、潤滑剤等の成分を適宜配合することができる。
【００３１】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、被研磨物、メディア及び水とともにバレル装置内に添加して用いられる。
【００３２】
被研磨物としては、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅などの金属や、真鍮、ステンレスなどの合金を素材とする金属物品が挙げられる。本発明のバレル研磨用洗浄剤は、鋳造品、ダイカスト品、焼結品の湿式バレル研磨に特に好適である。
【００３３】
メディアとしては、例えば、アルミナ微粒子などのセラミックメディア、金属メディア、プラスチックメディア、植物系メディア等が挙げられる。
【００３４】
本発明のバレル研磨洗浄剤を適用できるバレル装置としては、湿式のものであれば特に制限されず、例えば、回転バレル装置、振動バレル装置、流動バレル装置、遠心バレル装置等が挙げられる。
【００３５】
本発明のバレル研磨用洗浄剤の添加量は、金属物品表面に付着した加工油やスケール等の汚れの種類や量、要求される効果に応じて適宜調整することができ、例えば、バレル内においてＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の濃度が、水及びバレル研磨用洗浄剤の合計を基準として０．０５〜５．０質量％となるように添加することが好ましい。
【００３６】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、金属物品の湿式バレル研磨に際してバレル内に添加されることによって、金属物品表面に錆や変色等の悪影響を及ぼすことなく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れを除去でき、金属物品の平滑性や光沢などの仕上げ性を向上させることができる。
【００３７】
また、金属物品のバレル研磨に本発明のバレル研磨用洗浄剤を適用した場合、バレル研磨後の金属物品を清浄な水によって再洗浄する必要がなく、研磨工程を簡略化することができる。再洗浄工程を省略できることは、金属物品表面の防錆の観点からも好ましい。
【００３８】
また、バレル装置自身の素材は金属であることが多いが、本発明のバレル研磨用洗浄剤によれば、バレルの錆の発生等の悪影響をも抑制することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４０】
＜バレル研磨用洗浄剤の調製＞
（実施例１）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩３０ｇと水７０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４１】
（実施例２）
Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウム塩３０ｇと水７０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４２】
（実施例３）
Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸カリウム塩３０ｇと水７０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４３】
（実施例４）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩１０ｇ、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル２０ｇ及び水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４４】
（実施例５）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩１０ｇ、オレイン酸ジエタノールアミド（１：１モル型）２０ｇ及び水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４５】
（実施例６）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩１０ｇと、オレイン酸ジエタノールアミド（１：１モル型）１０ｇ、炭素数１２〜１４の第一級アルコールのエチレンオキサイド４モル付加物１０ｇ及び水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４６】
（比較例１）
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル３０ｇと水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４７】
（比較例２）
オレイン酸ジエタノールアミド（１：１モル型）３０ｇと水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４８】
（比較例３）
炭素数１２〜１４の第一級アルコールのエチレンオキサイド４モル付加物３０ｇと水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４９】
（比較例４）
ヤシ脂肪酸Ｎ−メチルタウリンナトリウム塩１０ｇと水９０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００５０】
（比較例５）
ポリオキシエチレン（１０モル）ソルビタンオレイン酸モノエステル１０ｇと水９０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００５１】
（比較例６）
ラウリルジメチルアミンオキサイド１０ｇと水９０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００５２】
＜バレル研磨用洗浄剤の評価＞
実施例及び比較例で得られたバレル研磨用洗浄剤について、下記の方法にしたがって、バレル研磨用洗浄剤の起泡性、金属物品に付着した汚れの除去性及び再付着防止性、金属表面の光沢及び平滑性、並びに、金属の防錆性を評価した。なお、「水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤」とは、バレル研磨用洗浄剤１質量部に対して水９９質量部を混合したものをいう。
【００５３】
（１）バレル研磨用洗浄剤の起泡性
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤５０ｍＬを、１００ｍＬのメスシリンダーに入れ、上下に５０回激しく振とうした後に静置し、５分後の泡の高さ（ｍｍ）を測定した。
【００５４】
（２）汚れの除去性及び再付着防止性
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤１００ｇに金属加工油「コスモクリーンプレスＡＫ６２０」（コスモ石油ルブリカンツ（株）製、商品名）１ｇを混合した。清浄なＳＰＣＣ−ＳＢ鋼板（縦５０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１ｍｍ）をピンセットで持ち上げ、上記の混合液の中に浸漬したまま左右に１０回揺動させ、次いで、流水で３０秒間水洗した。
【００５５】
この操作を１回の処理とし、これを５回繰り返した。処理後のＳＰＣＣ−ＳＢ剛板において、金属加工油が付着している面積比率（％）を観測した。金属加工油が付着している面積が少ないほど、汚れの除去性及び再付着防止性が良好であると評価する。
【００５６】
（３）金属表面の光沢
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤１００ｇ、超弾力鋼板（縦５０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ３ｍｍ）１枚及びセラミックメディア（φ１ｍｍ）２００ｇを２５０ｍＬのポリ容器に入れ、振とう機「ペイントコンディショナー」（レッドデビル社製、商品名）で３０分振とうした後に、鋼板を取り出して１０５℃で３０分間乾燥した。乾燥後の鋼板の光沢を６０°光沢度計（ＭＩＮＯＬＴＡ社製、ＣＨＲＯＭＡ ＭＥＴＥＲ ＣＲ−２００）で測定した。なお、測定値が高いほど光沢が良好であり、この評価において光沢が良好であるほど表面の平滑性が良好である。
【００５７】
（４）金属表面の平滑性
（３）と同様の操作で得た鋼板の表面粗さ（十点平均粗さＲＺ（μｍ））を「フォームタリサーフＳ３Ｃ」（テーラーホブソン（株）製、商品名）を用いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に従って測定した。なお、Ｒ２（μｍ）が小さいほど平滑性が良好である。
【００５８】
（５）金属の防錆性
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤１００ｇに、清浄なＳＰＣＣ−ＳＢ鋼板（縦５０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１ｍｍ）を浸漬し、４５℃で１日間放置した。その後、鋼板を取り出して、表面の錆の発生を目視にて観測し、以下の３段階に評価した。錆の発生がないほど防錆性に優れている。
「○」：鋼板に錆の発生が全く見られない。
「△」：鋼板に錆の発生が一部見られる。
「×」：鋼板の全面に錆が発生している。
【００５９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、自動車部品、ＯＡ機器部品、家電部品、通信機器部品、精密機械部品等の金属部品の湿式バレル研磨に適用可能であり、湿式バレル装置に使用されている素材や金属部品表面に悪影響を与えることなく、金属部品に付着した汚れを除去し、金属表面の平滑性と光沢を向上させることができる。また、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、防錆性に優れているので、防錆剤の併用や金属物品を研磨した後の水による再洗浄を特に必要とせず、研磨工程を簡略化することができる。
【００６１】
さらに、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、生分解性の高いＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を主成分とするので、排水処理時の環境負荷の軽減や作業環境の改善を図ることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バレル研磨用洗浄剤に関し、より詳しくは、金属物品の湿式バレル研磨に用いられるバレル研磨用洗浄剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、金属物品表面の研磨、バリ取り、面取り、研掃、金属加工油やスケールなどの付着物の除去等の作業は、研磨材を用いた機械的研磨により行われている。このような機械的研磨のひとつにバレル研磨がある。
【０００３】
バレル研磨は、被研磨物とメディア（すなわち研磨材）とをバレル内に投入し、バレルを振動させたり回転させたりすることによって、被研磨物とメディアとの間にあるいは被研磨物同士に相互摩擦を発生させ、被研磨物表面を研磨するものである。そして、このバレル研磨には、バレル内に水を投入する湿式バレル研磨と、水を投入しない乾式バレル研磨とがある。
【０００４】
湿式バレル研磨については、被研磨物、メディア及び水に加えて界面活性剤をバレル内に添加して研磨を行う方法が提案されている。例えば、下記特許文献１には、セラミック電子部品の湿式バレル研磨において、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの非イオン界面活性剤、脂肪酸塩などのアニオン界面活性剤又はベタインなどの両性界面活性剤を添加することが開示されている。また、下記特許文献２には、高級脂肪酸Ｎ−メチルタウリン塩とカチオン化セルロースとを含む組成物を、セラミックスの湿式バレル研磨に用いることが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１３２６１号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
界面活性剤の添加により、金属加工油やスケールなどの付着物の除去が容易になることが期待できる。しかしながら、泡立ちが多いと、湿式バレル研磨装置から泡があふれ出るといった作業上の問題や、排水処理時での負荷が大きくなったりする等の問題がある。また、本発明者らの検討によると、上記特許文献１及び２に記載の界面活性剤では、被研磨物の表面、特には金属物品表面の平滑性や光沢などの仕上げ性が不十分となる場合や、汚れの除去性の向上効果が十分に得られない場合のあることが判明した。
【０００６】
更に、金属物品の湿式バレル研磨においては、研磨された金属表面が研磨中にバレル内の水や酸素等と反応し、その結果、金属酸化物や金属水酸化物（いわゆる錆）が発生し、金属表面が特有の色に変色するという問題がある。
【０００７】
上記特許文献１及び２の発明では研磨対象がセラミックスであるため、上記の問題についての検討がなされていない。そのため、金属物品の湿式バレル研磨に上記特許文献１及び２に記載の界面活性剤を適用すると、金属表面の錆や変色の問題がより一層増加することがある。このような場合、多量の防錆剤を併用する必要や、研磨後に残留した界面活性剤を清浄な水で洗浄する必要が生じて、バレル研磨における経済性の低下や工程の煩雑化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属物品の湿式バレル研磨に用いられる洗浄剤であって、表面に錆や変色が発生するなどの金属表面への悪影響が十分少なく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性と金属表面の平滑性や光沢を向上させる仕上げ性の双方に優れるバレル研磨用洗浄剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、金属物品の湿式バレル研磨に特定の界面活性剤を用いると、被研磨物の表面に悪影響を及ぼすことなく、その表面に付着した汚れを十分除去することができるとともに、平滑性や光沢を向上させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有する。
【００１１】
本発明のバレル研磨用洗浄剤によれば、金属物品の湿式バレル研磨に洗浄剤として用いた場合に、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れを十分除去し、金属表面の平滑性や光沢を十分向上させることができるとともに、表面に錆や変色が発生することを十分抑制することができる。
【００１２】
本発明のバレル研磨用洗浄剤が上記の効果を有する理由は定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明のバレル研磨用洗浄剤に含まれるＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の長鎖アシル基とカルボキシル基とが金属表面に配向し、金属表面の酸化反応を抑制する防錆効果を発揮するためと本発明者らは推察する。また、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤は、破泡しにくくきめ細かな泡立ちを有するため金属物品とメディア（研磨材）との相互摩擦の適度な緩衝となるために、加工油やスケール等の汚れを円滑に除去できる除去性と、金属表面のバリ取りや、丸み付け、平滑仕上げ、光沢仕上げなどの仕上げ性とを高水準で両立できたものと推察する。
【００１３】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤によれば、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が適度な起泡性を有し、生分解性にも優れるので、上記の本発明の効果を得ながらも、本発明の構成を有していない界面活性剤含有洗浄剤に比べて、排水処理時の負荷の軽減や作業環境の改善を図ることができる。
【００１４】
本発明のバレル研磨用洗浄剤において、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、N−長鎖アシルグルタミン酸、N−長鎖アシルアスパラギン酸、N−長鎖アシルサルコシン、N−長鎖アシル−β−アラニン、N−長鎖アシル−N−メチル−β−アラニン及びこれらの塩からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１５】
また、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、ノニオン界面活性剤を更に含有することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、金属物品の湿式バレル研磨に用いられる洗浄剤であって、表面に錆や変色が発生するなどの金属表面への悪影響が十分少なく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性と金属表面の平滑性や光沢を向上させる仕上げ性の双方に優れるバレル研磨用洗浄剤を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有することを特徴とする。
【００１９】
Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤としては、N−長鎖アシルグルタミン酸、N−長鎖アシルアスパラギン酸、N−長鎖アシルサルコシン、N−長鎖アシル−β−アラニン、N−長鎖アシル−N−メチル−β−アラニン及びこれらの塩からなる群より選ばれる１種以上を用いることが好ましい。上記塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アルカノールアミン塩が挙げられる。
【００２０】
ここで、長鎖アシル基は、炭素数が８〜３６であることが好ましく、炭素数が１２〜１８であることが好ましい。長鎖アシル基の炭素数がこの範囲内であると、金属表面の錆や変色を十分に抑制することができ、また、金属表面の汚れの除去性、平滑性や光沢といった仕上げ性に更に優れたバレル研磨用洗浄剤が実現可能となる。
【００２１】
本発明のバレル研磨用洗浄剤においては、界面活性剤の生分解性、金属表面の汚れの除去性、平滑性や光沢といった仕上げ性が特に良好となる点から、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤として、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸及びその塩から選ばれる１種以上を含有することが特に好ましい。
【００２２】
本発明のバレル研磨用洗浄剤におけるＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の含有量は、特に制限はないが、洗浄剤全量基準で２質量％以上とすることが好ましく、５質量％以上とすることがより好ましい。Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の含有量が上記範囲より少ない場合は、本発明の効果が十分に発揮されないおそれがある。Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の含有量の上限は、特に制限されないが、バレル研磨用洗浄剤の水への希釈性を良好なものとするために、上限値を７０質量％までとすることが好ましく、５０質量％までとすることがより好ましい。
【００２３】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、上記Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤に加えて、ノニオン界面活性剤を更に含有することが好ましい。ノニオン界面活性剤を併用することにより、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れの除去性、及び、除去した汚れの金属物品への再付着を抑制する再付着防止性を更に向上させることができる。また、ノニオン界面活性剤を併用することにより、平滑性や光沢といった金属物品の仕上がりを更に向上させることができる。
【００２４】
ノニオン界面活性剤としては、例えば、グリコール類やアルコールのアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物、脂肪酸のアルキレンオキサイド付加物、アミン類又はアミド類のアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミドが好適なものとして挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００２５】
上記のノニオン界面活性剤のなかでも、汚れの除去性と再付着防止性が良好となるという観点からは、グリコール類やアルコールのアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物を用いることが好ましく、金属物品の仕上げ性や防錆効果の観点からは、脂肪酸アルカノールアミドを用いることが好ましい。
【００２６】
グリコール類やアルコールのアルキレンオキサイド付加物及びそれらのエステル化物としては、下記一般式（１）で表される化合物がより好ましい。
Ｒ１O（ＡＯ）ｎＲ２ …（１）
なお、式（１）中、Ｒ１は、水素原子又は炭素数が１〜２４の飽和若しくは不飽和の炭化水素基を示し、Ｒ２は、水素原子又は炭素数が２〜２４のアシル基を示し、Ａは炭素数が２〜４のアルキレン基を示し、ｎは１〜５０、より好ましくは１〜２０の整数（ただし、Ｒ１及びＲ２がともに水素原子の場合にはｎは５〜５０の整数）を示す。１分子中にＡが複数存在する場合には、Ａは同一でも異なっていてもよく、共重合体である場合にはブロック共重合体であってもランダム共重合体であってもよい。
【００２７】
また、脂肪酸アルカノールアミドとしては、炭素数８〜３６の飽和若しくは不飽和の脂肪酸のモノアルカノールアミド又はジアルカノールアミドが好ましく、ジエタノールアミドが特に好ましい。
【００２８】
本発明のバレル研磨用洗浄剤において、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤に加えて上記ノニオン界面活性剤を併用する場合には、Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性１質量部に対してノニオン界面活性剤１〜３質量部となるような配合比で使用することが好ましい。
【００２９】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤には、上述した成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲で従来公知のアニオン界面活性剤を配合することができる。アニオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪酸塩などのカルボン酸塩型；アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、スルホコハク酸ジエステルなどの硫酸塩型；高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物の硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化オレフィンなどの硫酸エステル塩型；高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩型のアニオン界面活性剤が挙げられる。
【００３０】
また、本発明のバレル研磨用洗浄剤には、必要に応じて金属加工薬剤に使用される成分、例えば、防錆剤、消泡剤、腐食防止剤、潤滑剤等の成分を適宜配合することができる。
【００３１】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、被研磨物、メディア及び水とともにバレル装置内に添加して用いられる。
【００３２】
被研磨物としては、鉄、アルミニウム、亜鉛、銅などの金属や、真鍮、ステンレスなどの合金を素材とする金属物品が挙げられる。本発明のバレル研磨用洗浄剤は、鋳造品、ダイカスト品、焼結品の湿式バレル研磨に特に好適である。
【００３３】
メディアとしては、例えば、アルミナ微粒子などのセラミックメディア、金属メディア、プラスチックメディア、植物系メディア等が挙げられる。
【００３４】
本発明のバレル研磨洗浄剤を適用できるバレル装置としては、湿式のものであれば特に制限されず、例えば、回転バレル装置、振動バレル装置、流動バレル装置、遠心バレル装置等が挙げられる。
【００３５】
本発明のバレル研磨用洗浄剤の添加量は、金属物品表面に付着した加工油やスケール等の汚れの種類や量、要求される効果に応じて適宜調整することができ、例えば、バレル内においてＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤の濃度が、水及びバレル研磨用洗浄剤の合計を基準として０．０５〜５．０質量％となるように添加することが好ましい。
【００３６】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、金属物品の湿式バレル研磨に際してバレル内に添加されることによって、金属物品表面に錆や変色等の悪影響を及ぼすことなく、金属物品に付着した加工油やスケール等の汚れを除去でき、金属物品の平滑性や光沢などの仕上げ性を向上させることができる。
【００３７】
また、金属物品のバレル研磨に本発明のバレル研磨用洗浄剤を適用した場合、バレル研磨後の金属物品を清浄な水によって再洗浄する必要がなく、研磨工程を簡略化することができる。再洗浄工程を省略できることは、金属物品表面の防錆の観点からも好ましい。
【００３８】
また、バレル装置自身の素材は金属であることが多いが、本発明のバレル研磨用洗浄剤によれば、バレルの錆の発生等の悪影響をも抑制することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４０】
＜バレル研磨用洗浄剤の調製＞
（実施例１）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩３０ｇと水７０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４１】
（実施例２）
Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウム塩３０ｇと水７０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４２】
（実施例３）
Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸カリウム塩３０ｇと水７０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４３】
（実施例４）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩１０ｇ、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル２０ｇ及び水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４４】
（実施例５）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩１０ｇ、オレイン酸ジエタノールアミド（１：１モル型）２０ｇ及び水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４５】
（実施例６）
Ｎ−ヤシ油脂肪酸アシル−Ｌ−グルタミン酸トリエタノールアミン塩１０ｇと、オレイン酸ジエタノールアミド（１：１モル型）１０ｇ、炭素数１２〜１４の第一級アルコールのエチレンオキサイド４モル付加物１０ｇ及び水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４６】
（比較例１）
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル３０ｇと水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４７】
（比較例２）
オレイン酸ジエタノールアミド（１：１モル型）３０ｇと水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４８】
（比較例３）
炭素数１２〜１４の第一級アルコールのエチレンオキサイド４モル付加物３０ｇと水７０ｇを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００４９】
（比較例４）
ヤシ脂肪酸Ｎ−メチルタウリンナトリウム塩１０ｇと水９０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００５０】
（比較例５）
ポリオキシエチレン（１０モル）ソルビタンオレイン酸モノエステル１０ｇと水９０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００５１】
（比較例６）
ラウリルジメチルアミンオキサイド１０ｇと水９０ｇとを均一に混合し、バレル研磨用洗浄剤を得た。
【００５２】
＜バレル研磨用洗浄剤の評価＞
実施例及び比較例で得られたバレル研磨用洗浄剤について、下記の方法にしたがって、バレル研磨用洗浄剤の起泡性、金属物品に付着した汚れの除去性及び再付着防止性、金属表面の光沢及び平滑性、並びに、金属の防錆性を評価した。なお、「水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤」とは、バレル研磨用洗浄剤１質量部に対して水９９質量部を混合したものをいう。
【００５３】
（１）バレル研磨用洗浄剤の起泡性
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤５０ｍＬを、１００ｍＬのメスシリンダーに入れ、上下に５０回激しく振とうした後に静置し、５分後の泡の高さ（ｍｍ）を測定した。
【００５４】
（２）汚れの除去性及び再付着防止性
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤１００ｇに金属加工油「コスモクリーンプレスＡＫ６２０」（コスモ石油ルブリカンツ（株）製、商品名）１ｇを混合した。清浄なＳＰＣＣ−ＳＢ鋼板（縦５０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１ｍｍ）をピンセットで持ち上げ、上記の混合液の中に浸漬したまま左右に１０回揺動させ、次いで、流水で３０秒間水洗した。
【００５５】
この操作を１回の処理とし、これを５回繰り返した。処理後のＳＰＣＣ−ＳＢ剛板において、金属加工油が付着している面積比率（％）を観測した。金属加工油が付着している面積が少ないほど、汚れの除去性及び再付着防止性が良好であると評価する。
【００５６】
（３）金属表面の光沢
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤１００ｇ、超弾力鋼板（縦５０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ３ｍｍ）１枚及びセラミックメディア（φ１ｍｍ）２００ｇを２５０ｍＬのポリ容器に入れ、振とう機「ペイントコンディショナー」（レッドデビル社製、商品名）で３０分振とうした後に、鋼板を取り出して１０５℃で３０分間乾燥した。乾燥後の鋼板の光沢を６０°光沢度計（ＭＩＮＯＬＴＡ社製、ＣＨＲＯＭＡ ＭＥＴＥＲ ＣＲ−２００）で測定した。なお、測定値が高いほど光沢が良好であり、この評価において光沢が良好であるほど表面の平滑性が良好である。
【００５７】
（４）金属表面の平滑性
（３）と同様の操作で得た鋼板の表面粗さ（十点平均粗さＲＺ（μｍ））を「フォームタリサーフＳ３Ｃ」（テーラーホブソン（株）製、商品名）を用いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に従って測定した。なお、Ｒ２（μｍ）が小さいほど平滑性が良好である。
【００５８】
（５）金属の防錆性
水で１００倍に希釈したバレル研磨用洗浄剤１００ｇに、清浄なＳＰＣＣ−ＳＢ鋼板（縦５０ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１ｍｍ）を浸漬し、４５℃で１日間放置した。その後、鋼板を取り出して、表面の錆の発生を目視にて観測し、以下の３段階に評価した。錆の発生がないほど防錆性に優れている。
「○」：鋼板に錆の発生が全く見られない。
「△」：鋼板に錆の発生が一部見られる。
「×」：鋼板の全面に錆が発生している。
【００５９】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のバレル研磨用洗浄剤は、自動車部品、ＯＡ機器部品、家電部品、通信機器部品、精密機械部品等の金属部品の湿式バレル研磨に適用可能であり、湿式バレル装置に使用されている素材や金属部品表面に悪影響を与えることなく、金属部品に付着した汚れを除去し、金属表面の平滑性と光沢を向上させることができる。また、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、防錆性に優れているので、防錆剤の併用や金属物品を研磨した後の水による再洗浄を特に必要とせず、研磨工程を簡略化することができる。
【００６１】
さらに、本発明のバレル研磨用洗浄剤は、生分解性の高いＮ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を主成分とするので、排水処理時の環境負荷の軽減や作業環境の改善を図ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有する、バレル研磨用洗浄剤。
【請求項２】
前記Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、N−長鎖アシルグルタミン酸、N−長鎖アシルアスパラギン酸、N−長鎖アシルサルコシン、N−長鎖アシル−β−アラニン、N−長鎖アシル−N−メチル−β−アラニン及びこれらの塩からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載のバレル研磨用洗浄剤。
【請求項３】
前記Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載のバレル研磨用洗浄剤。
【請求項４】
ノニオン界面活性剤を更に含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバレル研磨用洗浄剤。
【請求項１】
Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤を含有する、バレル研磨用洗浄剤。
【請求項２】
前記Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、N−長鎖アシルグルタミン酸、N−長鎖アシルアスパラギン酸、N−長鎖アシルサルコシン、N−長鎖アシル−β−アラニン、N−長鎖アシル−N−メチル−β−アラニン及びこれらの塩からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載のバレル研磨用洗浄剤。
【請求項３】
前記Ｎ−長鎖アシルアミノ酸型界面活性剤が、Ｎ−長鎖アシルグルタミン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載のバレル研磨用洗浄剤。
【請求項４】
ノニオン界面活性剤を更に含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバレル研磨用洗浄剤。
【公開番号】特開２００９−２９１８９０（Ｐ２００９−２９１８９０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４８４１７（Ｐ２００８−１４８４１７）
【出願日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（０００２２６１６１）日華化学株式会社 (208)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【出願人】（０００２２６１６１）日華化学株式会社 (208)
【Ｆターム（参考）】
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