水性金属洗浄は、主に乳化、湿潤、可溶化、浸透、分散、腐食阻害、キレートなどの界面活性剤の機能を通じて達成されます。
界面活性剤は、2つのフェーズ間の界面張力を変更する（通常は減らす）ことができます。それらは、親水性基と親油性基の両方を含む両親媒性化合物です。親油性群は一般に炭化水素鎖で構成されていますが、親水性基は通常、ヒドロキシル、カルボキシル、エーテル基などの酸素含有官能基で構成されています。したがって、界面活性剤の特性は、疎水性部分のサイズと形状だけでなく、親水性基の種類にも依存します。水中でイオン化する能力と、結果として生じる活性イオンの電荷に基づいて、界面活性剤は、非イオン性、陰イオン、カチオン性、および両性の4つのタイプに分類できます。これらの中で、非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤は、金属脱脂クリーナーで最も一般的に使用されています。
界面活性剤特性を評価するためのパラメーター
親水性 - リポフィリックバランス（HLB）
界面活性剤の親水性 - リポファイリック能力とそのバランスを説明するために、HLB値が導入されます。低いHLBは、強い親油性と貧弱な水溶性を示し、すすぎが困難になります。高いHLBは、強い疎水性と良好な溶解度を示しますが、インターフェイスでの効果的な吸着性が低いことを示します。非イオン性界面活性剤の場合、HLB値は通常0〜20の範囲です。イオン界面活性剤の場合、1〜40の範囲です。湿潤、浸透、および乳化に使用される洗剤の場合、13〜15のHLBが最適と見なされます。
クラウドポイント
クラウドポイントは、非イオン性界面活性剤の重要な指標です。これは、1％の水溶液が加熱時に乱流になる臨界温度を指し、さらに加熱または冷却すると再び透明になります。クラウドポイントの上では、界面活性剤の活性が低下しますが、その下では活動が増加します。クラウドポイントは、親油性群の長さ、親水性基のタイプ、および溶液中の電解質濃度の影響を受けます。
非イオン性界面活性剤は、水分子群（–ochch –、–oh）が水分子と水素結合を形成するため、温度上昇するにつれて温度が上昇するにつれて水の溶解性が低くなります。温度が上昇すると、水分子が解離し、親水性が低下します。したがって、非イオン性界面活性剤は、低温金属洗浄剤の主要成分です。
エトキシル化非イオン性界面活性剤（例えば、アルキルフェノールエトキシル酸塩）の場合、より長いカーボン鎖が雲点を低下させ、より高いエチレンオキシドモル数（n）は雲点を増加させ、親水性を高めます。したがって、適切なクラウドポイントを備えた製品は、実際の要件に従って選択する必要があります。
金属脱脂洗浄のための一般的な界面活性剤
非イオン性界面活性剤
これらの界面活性剤は水中でイオン化しません。それらの親水性基は通常、酸素含有部分（エーテルまたはヒドロキシル）で構成され、それらの親油性群は長い炭化水素鎖です。
アルキルポリオキシエチレンエーテル：たとえば、ドデシルポリオキシエチレンエーテルには、親油性群 - c₁₂h₂₅および親水性基–o（ch₂ch₂o）₆hが含まれています。
アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル（OPシリーズ） ：一般的にオクチル（C₈）およびノニル（C₉）フェノールに基づいています。エチレンオキシドの添加数（m）が8〜12の場合、それらは優れた湿潤、乳化、および浸透特性を提供します。たとえば、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル（TX-10）のHLBは12.8で、雲点は61〜67°Cです。 m> 15の場合、乳化能力が低下します。
脂肪アルコールポリオキシエチレンエーテル（AEOシリーズ） ：一般式r – O（ch₂ch₂O）– hでは、r =c₁₂–c₁₈、およびn = 7–13。たとえば、AEO-9。これらの界面活性剤は、効果的に乳化、分散、クリーンを排除するだけでなく、硬い耐水性と湿潤性能も提供します。テキスタイルクリーニングと染色で広く使用されています。
アルカノールアミド（例、ココナッツオイルジエタノールアミド、RCON（CH₂CH₂OH ） ₂ ） ：フォーム安定化と洗剤の強化のために合成クリーナーで使用されますまた、金属脱脂中の短期錆防止にも適用されます。。
非イオン性界面活性剤は、酸性およびアルカリ性の培地に優れた安定性を示し、他の界面活性剤との互換性、さまざまな溶媒の良好な溶解度を示します。それらは金属表面に弱い吸着を示し、残留物を最小限に抑えているため、金属脱脂洗浄に理想的な材料です。
陰イオン界面活性剤
これらは水でイオン化して、主に以下を含む負に帯電した活性グループを生成します。
カルボキシレート：例えば、オレイン酸ナトリウム（c₁₇H₃₃COONA）。
硫酸塩：たとえば、硫酸ドデシルナトリウム（C₁₂H₂₅oso₃na、SDS）。
スルホン酸塩：例えば、ドデシルスルホン酸ナトリウム（c₁₂h₂₅so₃na）。
アルキルベンゼンスルホン酸塩：例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（LAS）。
これらの中で、LASは最も広く生産され、使用されています。その性能は、アルキル鎖の長さとベンゼン環のスルホン基の位置に依存します。線形アルキル鎖は一般に分岐鎖よりも強い洗剤を提供しますが、分岐構造は溶解度を向上させます。
より高い脂肪アルコールエステル界面活性剤の場合、ナトリウム塩は一般に最高の脱脂能力を持っています。 AES（ナトリウム脂肪アルコールエーテル硫酸）や酢酸硫酸塩などのエトキシル化硫酸塩は、非イオン性とアニオン性の親水性群を組み合わせて、強力な洗剤、脱脂効率、良好な硬い耐水性を提供します。
アニオン性界面活性剤は、金属表面と粒子状汚染物質（研磨化合物、グリース、ワックスなど）の両方に吸着する傾向があり、同じ電荷を与え、相互反発を引き起こします。これにより、接着が減少し、土壌の除去が促進されます。しかし、多くの場合、それらは金属表面により多くの残留物を残しているため、比較的弱いすすぎパフォーマンスが示されます。さらに、不溶性沈殿物の形成を避けるために、アニオン性とカチオン性の界面活性剤を混合しないでください。
カチオン性および両性界面活性剤
カチオン性界面活性剤 （例、セチルトリメチルアンモニウム臭化）は、水中で正に帯電したイオンを生成します。それらは一般に弱い洗剤を持っているが、強い細菌性特性を持っているため、通常、金属脱脂には使用されていません。
両性界面活性剤 には、ベタイン（r –n⁺（ch₃）₂ch₂coo⁻）など、同じ分子に陰イオン基とカチオン基が含まれています。それらは、クリーニング機能と抗菌機能の両方を示しますが、高級シャンプー、ベビークレンザー、布軟化剤、抗抵抗性剤、および消毒剤ではより一般的に使用されます。
界面活性剤の構造と洗浄性能の関係は顕著です。溶解度の制限内で、疎水性チェーンが長くなると洗浄が強くなります。線形チェーンは、分岐チェーンよりも優れたパフォーマンスを発揮します。端子位置の親水性グループは、内部の群よりも有利です。より高い雲のポイントを持つ非イオン性界面活性剤は、より効果的にきれいになります。また、ポリオキシエチレン非イオン性界面活性剤の場合、エチレン酸化物鎖の長さが増加するにつれて洗浄能力が低下します。
ビルダーエージェント（添加物）
相乗剤とも呼ばれる建設業者は、脱脂における界面活性剤の性能を高め、土壌の除去を加速し、金属表面の再堆積を防ぐために使用されます。一般的なタイプは次のとおりです。
キレート剤：ca²⁺やmg²⁺などのアルカリの根った金属イオンを可溶性錯体に結合し、二次吸着を防ぎます。
腐食阻害剤：たとえば、銅とその合金を洗浄するときにベンゾトリアゾールが追加されます。アルミニウム、亜鉛、およびそれらの合金を洗浄すると、メタリケートナトリウムが添加されます。
軟化剤：カルシウムイオンとマグネシウムイオンを可溶性リン酸塩に変換するトリポリン酸ナトリウム（Na₅p₃o₁₀）など。
