JP2004515603A - ブレーキクリーナ組成物およびそれを使用する方法 - Google Patents
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Abstract
自動車などの車両のブレーキシステム構成要素からオイルおよび粒子状の汚染物質を除去するのに有用な、低VOC含量のブレーキクリーナ組成物を報告する。該ブレーキクリーナ組成物は、酢酸メチルを約5重量%〜約30重量%と、式(1)CnH2n+xの炭化水素であって、式中、nは5〜8であり、xは0または2である炭化水素を約25重量%〜約50重量%と、アセトンを約25重量%〜約55重量%と、を含む。
Description
【0001】
分野
本発明は、例えば、自動車などの車両のブレーキシステム構成要素からオイルおよび粒子状の汚染物質を除去するのに有用なブレーキクリーナ組成物に関する。
【0002】
背景
自動車などの車両のブレーキ構成要素(例えば、ドラム、ロータ、キャリパ)の適切な機能および性能を維持するために、ブレーキ構成要素を洗浄して(例えば、ブレーキパッドまたはシューを交換または点検する時など)、オイルやブレーキパッドまたはブレーキシューの粉塵などの堆積した汚染物質を除去することがしばしば必要である。
【0003】
ブレーキ構成要素を洗浄できる方法の一つは、圧縮した空気流をブレーキ構成要素の汚染した表面に向け、汚染物質を強制的に除去することである。このような技術は、粒子状の汚染物質は除去されると空気によって運ばれ、吸入された場合、健康を損なう恐れがあるという点で不都合である。このような方法はまた、ブレーキ構成要素から油状の付着物を除去するのに効果的である。
【0004】
第2の方法は、蒸気を使用してブレーキ構成要素を洗浄することを含む。この方法は、蒸気が金属製のブレーキシステム構成要素の腐食を助長する可能性があるという点で不都合である。
【0005】
ブレーキ構成要素の洗浄で最も一般的に使用される方法は、溶媒をベースにした、スプレー塗布されるブレーキクリーナ組成物を使用することを含む。この方法を使用して、ブレーキクリーナ組成物は汚染されたブレーキ構成要素にスプレーされ(例えば、エアゾール缶を使用して)、そこで、堆積したオイルおよび粒子状の汚染物質を緩め、溶解し、および/または洗い流す機能をする。溶媒をベースにしたブレーキクリーナは、典型的には、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、メチルアルコールなどの揮発性有機化合物(VOC)を含み、また、1種類以上の塩素化炭化水素を含んでいてもよい。現在、環境に対する関心が高まっているため、多くの物質、特にブレーキクリーナなどの溶媒をベースにしたクリーナ中の、VOC濃度を制限する法律や規制が施行されており、また施行されるであろう。例えば、カリフォルニアでは、カリフォルニア大気資源委員会(CARB)は、最近、カリフォルニア州内で販売される、および/または使用されるブレーキクリーナ組成物に45%のVOC濃度制限を課した。塩化メチレンおよびパークロロエチレンなどの塩素化炭化水素も、有害な空気汚染物質(HAP)であり発癌性の疑いがあるため、規制の対象となっている。
【0006】
許容されるためには、溶媒をベースにしたブレーキクリーナは、幾つかの重要な特性に望ましい均衡がとれていなければならない。例えば、ブレーキクリーナは、オイルを迅速に且つ効果的に溶解し、ブレーキ粉塵などの粒子状の汚染物質を浸さなければならない。更に、ブレーキクリーナは、様々な環境条件下で、許容可能な速度で乾燥しなければならない。即ち、ブレーキクリーナは、汚染されたブレーキ構成要素上をブレーキクリーナが流体として流動し、溶解した、および/または緩められたブレーキ汚染物質を汚染された構成要素から運び去ることができるほど十分に遅い速度で乾燥しなければならない。ブレーキクリーナの乾燥が速すぎる場合は、溶解した、および/または緩められたブレーキ汚染物質は、ブレーキクリーナが乾燥する時に、単に、洗浄される表面に再付着するであろう。他方、クリーナの乾燥が遅すぎる場合は、ブレーキ構成要素の適切な性能に干渉する可能性がある。一般に、ブレーキクリーナは、塗付された後、約15〜45秒間内に乾燥しなければならない。ブレーキクリーナの別の重要な特性は、その溶媒の強度、またはブレーキ汚染物質を溶解させるおよび/または緩める能力である。溶媒と汚染物質との相溶性が低すぎる場合は、ブレーキクリーナは、ブレーキ構成要素から汚染物質を除去するのに効果的ではない。溶媒は、使用中に、ブレーキシステムの構成要素(例えば、ゴムホース、ホイールシリンダブーツなど)および車両の他の構成要素(例えば、ボディ側の成形品、ペイント、プラスチック、ホイール、およびタイヤ)に望ましくない破壊的な作用を及ぼす可能性がある。ブレーキクリーナの更に別の重要な特性は、臭気である。ブレーキクリーナの吸入は回避されなければならないが、ブレーキクリーナの使用中に、ブレーキクリーナは、ブレーキクリーナを塗布している、またはブレーキクリーナが塗布される場所付近で作業する作業者に、幾らか吸入されることになるのは避けられない。このことを鑑みて、許容可能な、少ない臭気を有するブレーキクリーナ組成物を提供することが望ましい。
【0007】
前述の内容を鑑みて、低VOC容量(即ち、45%未満)、低毒性、許容可能な臭気、許容可能な乾燥時間、および優れた洗浄性能を有する、スプレー塗布される効果的なブレーキクリーナ組成物が望まれている。
【0008】
概要
本発明は、(1)酢酸メチルを約5重量%〜約30重量%、(2)式CnH2n+xの炭化水素(式中、nは、5〜8であり、xは、0または2である)を約25重量%〜約50重量%、および(3)アセトンを約25重量%〜約55重量%含む、ブレーキクリーナ組成物を提供する。
【0009】
好ましい実施形態では、炭化水素は、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、イソヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン、およびそれらの混合物からなる群より選択される。
【0010】
ブレーキクリーナ組成物の別の好ましい実施形態では、酢酸メチルは、組成物の約5重量%〜約20重量%、更に好ましくは5重量%〜10重量%の範囲の量で存在する。
【0011】
ブレーキクリーナ組成物の別の好ましい実施形態では、炭化水素は、組成物の約30重量%〜約45重量%の範囲の量で存在する。
【0012】
別の好ましい実施形態では、アセトンは、組成物の約45重量%〜約50重量%の範囲の量で存在する。
【0013】
別の好ましい実施形態では、ブレーキクリーナ組成物は、更に、水を約1重量%〜約15重量%の範囲の量で含む。
【0014】
別の好ましい実施形態では、ブレーキクリーナ組成物は、エアゾール噴射剤の圧力下で、耐圧性の容器で提供される。好ましいエアゾール噴射剤には、例えば、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、窒素、二酸化炭素、およびそれらの混合物などが挙げられる。
【0015】
ブレーキクリーナ組成物は、d−リモネンなどの芳香添加剤を含むことが好ましい。芳香添加剤d−リモネンは、典型的には、組成物の約0.05重量%〜約3重量%の範囲の量で存在する。
【0016】
ブレーキクリーナ組成物の好ましい実施形態は、揮発性有機化合物を約50%未満、更に好ましくは揮発性有機化合物を約45%未満有する。
【0017】
詳細な説明
本発明のブレーキクリーナ組成物は、少なくとも以下の3つの成分、即ち:
(1)酢酸メチルを、約5重量%〜約30重量%と、
(2)下式:
CnH2n+x
の炭化水素(式中、nは、5〜8であり、xは、0または2である)を約25重量%〜約50重量%と、
(3)アセトンを約25重量%〜約55重量%と、
を含む。
【0018】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、酢酸メチル(CH3CO2CH3)を約5重量%〜約30重量%含む。現在、酢酸メチルは、揮発性有機化合物として分類されておらず、本発明のブレーキクリーナ組成物に使用することを望まれている。酢酸メチルは、前述の式の炭化水素と組合わされて、オイルおよびグリースに対する高い溶解性を有する組成物を実現し、更に、ブレーキ粉塵に湿潤性を与えることができる。更に、酢酸メチルは、所望のレベルの揮発性を有し、望ましい乾燥速度を有するブレーキクリーナ組成物の配合を可能にする。酢酸メチルはまた、アセトンの不快な臭気を、好ましくは許容可能なレベルまで低減するおよび/または希釈する役割をする。好ましい実施形態では、本発明のブレーキクリーナ組成物は、酢酸メチルを約5重量%〜約10重量%含む。
【0019】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、以下の一般式(1):
CnH2n+x (1)
に適合する少なくとも1種類の炭化水素溶媒を更に含み、式中、nは、5〜8の範囲(更に好ましくは、6〜7の範囲)であり、xは0または2(好ましくは、2)である。
【0020】
この式に包含される炭化水素には、例えば、n−ペンタン(n−C5H12)、イソペンタン(i−C5H12)、n−ヘキサン(n−C6H14)、イソヘキサン(i−C6H14)、n−ヘプタン(n−C7H16)、イソヘプタン(i−C7H16)、n−オクタン(n−C8H18)、およびイソオクタン(i−C8H18)、メチルシクロヘキサン(C7H14)、シクロヘキサン(C6H12)などが挙げられる。任意に、本発明のブレーキクリーナ組成物は、一般式(1)の、1種類より多くの炭化水素を含んでいてもよい。本発明のブレーキクリーナ組成物に使用する式(1)の好ましい炭化水素は、溶媒強度、乾燥速度(即ち、揮発性)、毒性、および臭気のバランスから、n−ヘプタンである。一般式(1)の炭化水素は、揮発性有機化合物として分類されるので、低VOCブレーキクリーナ組成物を実現するように、これらの炭化水素の合計量を制限することが好ましい。本発明のブレーキクリーナ組成物は、一般式(1)を有する少なくとも1種類の炭化水素を組成物の約25重量%〜約75重量%の範囲の量で含む。更に好ましくは、本発明のブレーキクリーナ組成物は、一般式(1)を有する少なくとも1種類の炭化水素を約25重量%〜約50重量%、最も好ましくは約30重量%〜約45重量%の範囲の量で含む。本発明のブレーキクリーナ組成物に使用するのに好適なヘプタンは、エクソン・ケミカル・カンパニー(Exxon Chemical Company)から「エクソン・ヘプタン・フルード(EXXSOL HEPTANE FLUID)」の商品名で市販されている。
【0021】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、現在、揮発性有機化合物として分類されていない有機溶媒である、アセトン(CH3CO2CH3)も含む。アセトンは、本発明のブレーキクリーナ組成物中に、約25重量%〜約55重量%、更に好ましくは約25重量%〜約55重量%、最も好ましくは約45重量%〜約50重量%の量で存在する。好適なアセトンは、シェル・ケミカル・カンパニー(Shell Chemical Company)から、「アセトン99.5%グレード(ACETON 99.5% GRADE)」の商品名で入手されてもよい。
【0022】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、任意に水を含んでいてもよい。低コストの希釈剤として、水を意図的に配合物に添加してもよい。添加する場合には、水は、典型的にはブレーキクリーナ組成物の約2重量%〜約15重量%の範囲の量で含まれる。水はブレーキクリーナ組成物の1つ以上の成分中に不純物として存在してもよい。例えば、産業用の酢酸メチルは、典型的には、水を約0.05重量%〜約5重量%含む。添加される場合には、脱イオン水または蒸留水を使用して、ブレーキクリーナ組成物中に溶解した鉱物の量を低減することが一般に好ましい。水がブレーキクリーナ中に存在する時には、腐食抑制剤を添加してエアゾール缶の腐食を低減または防止することが望ましい場合がある。
【0023】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、任意に芳香添加剤を含んでいてもよい。好ましい芳香添加剤の一つは、柑橘の臭気を付与するd−リモネンである。本発明のブレーキクリーナ組成物中に含まれる場合、d−リモネンなどの芳香添加剤は、典型的には、全組成物の約0.05%〜約3%の範囲の量で添加される。好適なd−リモネン芳香添加剤は、フロリダ・ケミカル・カンパニー(Florida Chemical Company)から、「D−リモネン・テクニカル・グレード(D−LIMONENE,TECHNICAL GRADE)」の商品名で市販されている。
【0024】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、簡便に塗布するため、エアゾールスプレー缶で供給されることが好ましい。エアゾールスプレー缶で供給される場合、ブレーキクリーナ配合物と共に、噴射剤が含まれる。好適な噴射剤には、例えば、窒素、二酸化炭素、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、およびそれらの混合物などが挙げられる。典型的には、プロパン、ブタン、およびイソブタンなどの液体エアゾール噴射剤は、ブレーキクリーナ組成物に、組成物の約5重量%〜約15重量%の範囲の量で添加される。エアゾール噴射剤自体が、揮発性有機化合物(例えば、プロパン、ブタン、イソブタン)として分類される場合、揮発性有機化合物が合計で45重量%未満の組成物を実現するため、式(1)の炭化水素溶媒の量を低減することが好ましい。窒素および二酸化炭素などの気体が噴射剤として使用される場合、その気体の噴射剤は、最大約2重量%までの範囲の量で存在する。エアゾール噴射剤として好適なプロパンは、テクニカル・プロペラント・インク(Technical Propellants,Inc.)から「A−110」の商品名で市販されている。
【0025】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、例えば、低剪断型の混合機を使用して、目的とする成分を混合することにより調製されてもよい。様々な成分を添加する順番が、得られるブレーキクリーナ組成物に影響を与えるということは示されなかった。典型的かつ好ましくは、ブレーキクリーナ組成物の混合およびパッケージでは、爆発に耐える製造設備および装置を使用しなければならない。
【0026】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、ブレーキシステムアセンブリに典型的に存在するような、到達し難い表面に組成物を容易に塗布できるように、エアゾールスプレー缶で提供されることが好ましい。通常の使用では、本発明のブレーキクリーナ組成物は、洗浄される表面がブレーキクリーナ組成物で完全に濡れるまで、洗浄される表面にスプレー塗布されることが好ましい。最初に濡らした後、汚染物質を緩める、および/または流すため、ブレーキクリーナ組成物を洗浄される表面に更にスプレーすることが望ましい場合がある。幾つかの状況では、洗浄される表面にブレーキクリーナ組成物を複数回塗布することが望ましい場合がある。流出したブレーキクリーナ組成物および汚染物質は全て集められ、適切な廃棄技術を使用して廃棄されなければならない。
【0027】
本発明の目的および利点を以下の実施例により更に説明するが、これらの実施例に記載される特定の物質およびそれらの量、並びに、他の条件および詳細は、本発明を不当に限定するものと解釈されるべきではない。別段の記載がない場合、部およびパーセントは全て、重量によるものである。
【0028】
実施例
試験方法A:
パネルの準備。4インチ×8インチの16ゲージの冷間圧延鋼のパネルを、イソプロパノールで濡らしたリントフリーのタオルで主要な表面を両方とも拭いて清浄にした。次いで、清浄にしたパネルの重量を測定し、パネルの重量を±0.01グラムまで「清浄重量」として記録した。予め重量を測定した潤滑油(Mobil 30 重潤滑油(weight lubricating oil))約0.3グラムのアリコートを滴瓶を使用してパネルの一方の表面のほぼ中心に塗布した。次に、潤滑油で濡らしたパネルの表面を、#”240エレク−トロ−カット・クロス(240ELEK−TRO−CUT CLOTH)”(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能)の商品名で市販されている種類の1枚のサンドペーパーを使用し、中程度の圧力を使用して、2分間、手で研磨した。サンドペーパーで研磨して得られるパネルは、オイル、グリット(即ち、サンドペーパーから除去されたもの)、および鋼材粒子(即ち、サンドペーパーで研磨する作業中にパネルから磨耗して取れたもの)の均一なコーティングを含んでいた。サンドペーパーで研磨した後、得られるパネルの重量を再び計量し、パネルの重量を±0.01グラムまで「汚染重量」として記録した。
【0029】
ブレーキクリーナ組成物の試験。コーティングした1枚の試験パネル(前述のように準備した)を、コーティングしたパネルの8インチの側をフードの水平な表面に対して70度の勾配角度に位置決めするように、保持器に固定した。試験されるブレーキクリーナ組成物は、4インチ(10.2cm)の延長チューブを嵌めたエアゾールスプレーノズルを有するエアゾールスプレー缶で提供された。ブレーキクリーナ組成物は、コーティングされた試験パネルの上部で始まる水平スプレーパターンを使用して、コーティングされたパネルにスプレー塗布された。ブレーキクリーナ組成物のスプレー塗布中に、延長チューブのスプレー端部は、試験パネルの表面から約6インチ(15.3cm)の距離に保持された。試験パネルがブレーキクリーナ組成物で完全にコーティングされるまで、スプレーを水平に複数回、通過させた。ブレーキクリーナ組成物の乾燥時間を測定するために、この時点で、ストップウォッチを始動させた。パネルの底部から1/4インチ(0.64cm)の場所のブレーキクリーナ組成物が乾燥した時、ストップウォッチを停止させた。試験パネルを再計量し、その重量を±0.01グラムまで「清浄重量」として記録した。次いで、以下の式:
【数1】
を使用して、オイルおよびグリットの保持率を計算した。前記の式を使用して計算される%オイルおよびグリット保持は、幾つかのサンプルでは、<0.00%と報告される。このような負の値は、サンプルの「清浄重量」が、「初期重量」より小さかったことを示している。試験パネルをサンンドペーパーを用いて手で研磨すると鋼材の粒子が除去され、その重量が減少する可能性があるので、この結果は起こり得る。試験パネルを目視検査後、1〜5の尺度を使用して評価した。1の評点は、洗浄されていない、または洗浄が最小限であることを示す。5の評点は、洗浄が優れていることを示す。
【0030】
比較例A:スリーエム・ブレーキ・クリーナ(3M BRAKE CLEANER)#08906(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)により製造、現在は製造中止);有効成分:1,1,1−トリクロロエタンおよびパークロロエチレン。
【0031】
比較例B:スリーエム・ガスケット・プレップ・アンド・パーツ・クリーナ(3M GASKET PREP & PARTS CLEANER)#08909(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)により製造、現在は製造中止);有効成分:1,1,1−トリクロロエタン。
【0032】
比較例C:ベリーマン・ノン−クロリネーテッド・ブレーキ・クリーナ(BERRYMAN NON−CHLORINATED BRAKE CLEANER)#2421(テキサス州アーリントンのベリーマン・プロダクト・インク(Berryman Products Inc.,Arlington,TX)から入手可能);有効成分:アセトン、トルエン、およびメタノール。
【0033】
比較例D:スリーエム・ハイ・パワー・ブレーキ・クリーナ(3M HIGH POWER BRAKE CLEANER)#08880(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能);有効成分:ヘプタン、キシレン、メタノール、およびエチルベンゼン。
【0034】
比較例E:スリーエム・ハイ・パワー・ブレーキ・クリーナ(3M HIGH POWER BRAKE CLEANER)#08893(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能);有効成分:デカメチルシクロペンタシロキサン、ヘプタン、キシレン、およびアセトン。
【0035】
比較例F:スリーエム・ブレーキ・クリーナ(3M BRAKE CLEANER)#08895(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能);有効成分:ヘプタン、キシレン、メタノール、およびエチルベンゼン。
【0036】
本発明のブレーキクリーナ組成物の実施例1〜12を表1の配合に従って調製した。
【0037】
【表1】
【0038】
実施例1〜8および比較例A〜Jは、試験手順Aを経たが、その結果を表2に報告する。
【0039】
【表2】
【0040】
全ての特許、特許出願、および出版物の完全な開示内容は、個々に援用されるように、引用により本明細書に援用される。本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更がなされることは、当業者には明らかであり、本発明は本明細書に記載される例示的実施形態に不当に限定されるものではないことを理解すべきである。
分野
本発明は、例えば、自動車などの車両のブレーキシステム構成要素からオイルおよび粒子状の汚染物質を除去するのに有用なブレーキクリーナ組成物に関する。
【0002】
背景
自動車などの車両のブレーキ構成要素(例えば、ドラム、ロータ、キャリパ)の適切な機能および性能を維持するために、ブレーキ構成要素を洗浄して(例えば、ブレーキパッドまたはシューを交換または点検する時など)、オイルやブレーキパッドまたはブレーキシューの粉塵などの堆積した汚染物質を除去することがしばしば必要である。
【0003】
ブレーキ構成要素を洗浄できる方法の一つは、圧縮した空気流をブレーキ構成要素の汚染した表面に向け、汚染物質を強制的に除去することである。このような技術は、粒子状の汚染物質は除去されると空気によって運ばれ、吸入された場合、健康を損なう恐れがあるという点で不都合である。このような方法はまた、ブレーキ構成要素から油状の付着物を除去するのに効果的である。
【0004】
第2の方法は、蒸気を使用してブレーキ構成要素を洗浄することを含む。この方法は、蒸気が金属製のブレーキシステム構成要素の腐食を助長する可能性があるという点で不都合である。
【0005】
ブレーキ構成要素の洗浄で最も一般的に使用される方法は、溶媒をベースにした、スプレー塗布されるブレーキクリーナ組成物を使用することを含む。この方法を使用して、ブレーキクリーナ組成物は汚染されたブレーキ構成要素にスプレーされ(例えば、エアゾール缶を使用して)、そこで、堆積したオイルおよび粒子状の汚染物質を緩め、溶解し、および/または洗い流す機能をする。溶媒をベースにしたブレーキクリーナは、典型的には、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、メチルアルコールなどの揮発性有機化合物(VOC)を含み、また、1種類以上の塩素化炭化水素を含んでいてもよい。現在、環境に対する関心が高まっているため、多くの物質、特にブレーキクリーナなどの溶媒をベースにしたクリーナ中の、VOC濃度を制限する法律や規制が施行されており、また施行されるであろう。例えば、カリフォルニアでは、カリフォルニア大気資源委員会(CARB)は、最近、カリフォルニア州内で販売される、および/または使用されるブレーキクリーナ組成物に45%のVOC濃度制限を課した。塩化メチレンおよびパークロロエチレンなどの塩素化炭化水素も、有害な空気汚染物質(HAP)であり発癌性の疑いがあるため、規制の対象となっている。
【0006】
許容されるためには、溶媒をベースにしたブレーキクリーナは、幾つかの重要な特性に望ましい均衡がとれていなければならない。例えば、ブレーキクリーナは、オイルを迅速に且つ効果的に溶解し、ブレーキ粉塵などの粒子状の汚染物質を浸さなければならない。更に、ブレーキクリーナは、様々な環境条件下で、許容可能な速度で乾燥しなければならない。即ち、ブレーキクリーナは、汚染されたブレーキ構成要素上をブレーキクリーナが流体として流動し、溶解した、および/または緩められたブレーキ汚染物質を汚染された構成要素から運び去ることができるほど十分に遅い速度で乾燥しなければならない。ブレーキクリーナの乾燥が速すぎる場合は、溶解した、および/または緩められたブレーキ汚染物質は、ブレーキクリーナが乾燥する時に、単に、洗浄される表面に再付着するであろう。他方、クリーナの乾燥が遅すぎる場合は、ブレーキ構成要素の適切な性能に干渉する可能性がある。一般に、ブレーキクリーナは、塗付された後、約15〜45秒間内に乾燥しなければならない。ブレーキクリーナの別の重要な特性は、その溶媒の強度、またはブレーキ汚染物質を溶解させるおよび/または緩める能力である。溶媒と汚染物質との相溶性が低すぎる場合は、ブレーキクリーナは、ブレーキ構成要素から汚染物質を除去するのに効果的ではない。溶媒は、使用中に、ブレーキシステムの構成要素(例えば、ゴムホース、ホイールシリンダブーツなど)および車両の他の構成要素(例えば、ボディ側の成形品、ペイント、プラスチック、ホイール、およびタイヤ)に望ましくない破壊的な作用を及ぼす可能性がある。ブレーキクリーナの更に別の重要な特性は、臭気である。ブレーキクリーナの吸入は回避されなければならないが、ブレーキクリーナの使用中に、ブレーキクリーナは、ブレーキクリーナを塗布している、またはブレーキクリーナが塗布される場所付近で作業する作業者に、幾らか吸入されることになるのは避けられない。このことを鑑みて、許容可能な、少ない臭気を有するブレーキクリーナ組成物を提供することが望ましい。
【0007】
前述の内容を鑑みて、低VOC容量(即ち、45%未満)、低毒性、許容可能な臭気、許容可能な乾燥時間、および優れた洗浄性能を有する、スプレー塗布される効果的なブレーキクリーナ組成物が望まれている。
【0008】
概要
本発明は、(1)酢酸メチルを約5重量%〜約30重量%、(2)式CnH2n+xの炭化水素(式中、nは、5〜8であり、xは、0または2である)を約25重量%〜約50重量%、および(3)アセトンを約25重量%〜約55重量%含む、ブレーキクリーナ組成物を提供する。
【0009】
好ましい実施形態では、炭化水素は、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、イソヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン、およびそれらの混合物からなる群より選択される。
【0010】
ブレーキクリーナ組成物の別の好ましい実施形態では、酢酸メチルは、組成物の約5重量%〜約20重量%、更に好ましくは5重量%〜10重量%の範囲の量で存在する。
【0011】
ブレーキクリーナ組成物の別の好ましい実施形態では、炭化水素は、組成物の約30重量%〜約45重量%の範囲の量で存在する。
【0012】
別の好ましい実施形態では、アセトンは、組成物の約45重量%〜約50重量%の範囲の量で存在する。
【0013】
別の好ましい実施形態では、ブレーキクリーナ組成物は、更に、水を約1重量%〜約15重量%の範囲の量で含む。
【0014】
別の好ましい実施形態では、ブレーキクリーナ組成物は、エアゾール噴射剤の圧力下で、耐圧性の容器で提供される。好ましいエアゾール噴射剤には、例えば、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、窒素、二酸化炭素、およびそれらの混合物などが挙げられる。
【0015】
ブレーキクリーナ組成物は、d−リモネンなどの芳香添加剤を含むことが好ましい。芳香添加剤d−リモネンは、典型的には、組成物の約0.05重量%〜約3重量%の範囲の量で存在する。
【0016】
ブレーキクリーナ組成物の好ましい実施形態は、揮発性有機化合物を約50%未満、更に好ましくは揮発性有機化合物を約45%未満有する。
【0017】
詳細な説明
本発明のブレーキクリーナ組成物は、少なくとも以下の3つの成分、即ち:
(1)酢酸メチルを、約5重量%〜約30重量%と、
(2)下式:
CnH2n+x
の炭化水素(式中、nは、5〜8であり、xは、0または2である)を約25重量%〜約50重量%と、
(3)アセトンを約25重量%〜約55重量%と、
を含む。
【0018】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、酢酸メチル(CH3CO2CH3)を約5重量%〜約30重量%含む。現在、酢酸メチルは、揮発性有機化合物として分類されておらず、本発明のブレーキクリーナ組成物に使用することを望まれている。酢酸メチルは、前述の式の炭化水素と組合わされて、オイルおよびグリースに対する高い溶解性を有する組成物を実現し、更に、ブレーキ粉塵に湿潤性を与えることができる。更に、酢酸メチルは、所望のレベルの揮発性を有し、望ましい乾燥速度を有するブレーキクリーナ組成物の配合を可能にする。酢酸メチルはまた、アセトンの不快な臭気を、好ましくは許容可能なレベルまで低減するおよび/または希釈する役割をする。好ましい実施形態では、本発明のブレーキクリーナ組成物は、酢酸メチルを約5重量%〜約10重量%含む。
【0019】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、以下の一般式(1):
CnH2n+x (1)
に適合する少なくとも1種類の炭化水素溶媒を更に含み、式中、nは、5〜8の範囲(更に好ましくは、6〜7の範囲)であり、xは0または2(好ましくは、2)である。
【0020】
この式に包含される炭化水素には、例えば、n−ペンタン(n−C5H12)、イソペンタン(i−C5H12)、n−ヘキサン(n−C6H14)、イソヘキサン(i−C6H14)、n−ヘプタン(n−C7H16)、イソヘプタン(i−C7H16)、n−オクタン(n−C8H18)、およびイソオクタン(i−C8H18)、メチルシクロヘキサン(C7H14)、シクロヘキサン(C6H12)などが挙げられる。任意に、本発明のブレーキクリーナ組成物は、一般式(1)の、1種類より多くの炭化水素を含んでいてもよい。本発明のブレーキクリーナ組成物に使用する式(1)の好ましい炭化水素は、溶媒強度、乾燥速度(即ち、揮発性)、毒性、および臭気のバランスから、n−ヘプタンである。一般式(1)の炭化水素は、揮発性有機化合物として分類されるので、低VOCブレーキクリーナ組成物を実現するように、これらの炭化水素の合計量を制限することが好ましい。本発明のブレーキクリーナ組成物は、一般式(1)を有する少なくとも1種類の炭化水素を組成物の約25重量%〜約75重量%の範囲の量で含む。更に好ましくは、本発明のブレーキクリーナ組成物は、一般式(1)を有する少なくとも1種類の炭化水素を約25重量%〜約50重量%、最も好ましくは約30重量%〜約45重量%の範囲の量で含む。本発明のブレーキクリーナ組成物に使用するのに好適なヘプタンは、エクソン・ケミカル・カンパニー(Exxon Chemical Company)から「エクソン・ヘプタン・フルード(EXXSOL HEPTANE FLUID)」の商品名で市販されている。
【0021】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、現在、揮発性有機化合物として分類されていない有機溶媒である、アセトン(CH3CO2CH3)も含む。アセトンは、本発明のブレーキクリーナ組成物中に、約25重量%〜約55重量%、更に好ましくは約25重量%〜約55重量%、最も好ましくは約45重量%〜約50重量%の量で存在する。好適なアセトンは、シェル・ケミカル・カンパニー(Shell Chemical Company)から、「アセトン99.5%グレード(ACETON 99.5% GRADE)」の商品名で入手されてもよい。
【0022】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、任意に水を含んでいてもよい。低コストの希釈剤として、水を意図的に配合物に添加してもよい。添加する場合には、水は、典型的にはブレーキクリーナ組成物の約2重量%〜約15重量%の範囲の量で含まれる。水はブレーキクリーナ組成物の1つ以上の成分中に不純物として存在してもよい。例えば、産業用の酢酸メチルは、典型的には、水を約0.05重量%〜約5重量%含む。添加される場合には、脱イオン水または蒸留水を使用して、ブレーキクリーナ組成物中に溶解した鉱物の量を低減することが一般に好ましい。水がブレーキクリーナ中に存在する時には、腐食抑制剤を添加してエアゾール缶の腐食を低減または防止することが望ましい場合がある。
【0023】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、任意に芳香添加剤を含んでいてもよい。好ましい芳香添加剤の一つは、柑橘の臭気を付与するd−リモネンである。本発明のブレーキクリーナ組成物中に含まれる場合、d−リモネンなどの芳香添加剤は、典型的には、全組成物の約0.05%〜約3%の範囲の量で添加される。好適なd−リモネン芳香添加剤は、フロリダ・ケミカル・カンパニー(Florida Chemical Company)から、「D−リモネン・テクニカル・グレード(D−LIMONENE,TECHNICAL GRADE)」の商品名で市販されている。
【0024】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、簡便に塗布するため、エアゾールスプレー缶で供給されることが好ましい。エアゾールスプレー缶で供給される場合、ブレーキクリーナ配合物と共に、噴射剤が含まれる。好適な噴射剤には、例えば、窒素、二酸化炭素、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、およびそれらの混合物などが挙げられる。典型的には、プロパン、ブタン、およびイソブタンなどの液体エアゾール噴射剤は、ブレーキクリーナ組成物に、組成物の約5重量%〜約15重量%の範囲の量で添加される。エアゾール噴射剤自体が、揮発性有機化合物(例えば、プロパン、ブタン、イソブタン)として分類される場合、揮発性有機化合物が合計で45重量%未満の組成物を実現するため、式(1)の炭化水素溶媒の量を低減することが好ましい。窒素および二酸化炭素などの気体が噴射剤として使用される場合、その気体の噴射剤は、最大約2重量%までの範囲の量で存在する。エアゾール噴射剤として好適なプロパンは、テクニカル・プロペラント・インク(Technical Propellants,Inc.)から「A−110」の商品名で市販されている。
【0025】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、例えば、低剪断型の混合機を使用して、目的とする成分を混合することにより調製されてもよい。様々な成分を添加する順番が、得られるブレーキクリーナ組成物に影響を与えるということは示されなかった。典型的かつ好ましくは、ブレーキクリーナ組成物の混合およびパッケージでは、爆発に耐える製造設備および装置を使用しなければならない。
【0026】
本発明のブレーキクリーナ組成物は、ブレーキシステムアセンブリに典型的に存在するような、到達し難い表面に組成物を容易に塗布できるように、エアゾールスプレー缶で提供されることが好ましい。通常の使用では、本発明のブレーキクリーナ組成物は、洗浄される表面がブレーキクリーナ組成物で完全に濡れるまで、洗浄される表面にスプレー塗布されることが好ましい。最初に濡らした後、汚染物質を緩める、および/または流すため、ブレーキクリーナ組成物を洗浄される表面に更にスプレーすることが望ましい場合がある。幾つかの状況では、洗浄される表面にブレーキクリーナ組成物を複数回塗布することが望ましい場合がある。流出したブレーキクリーナ組成物および汚染物質は全て集められ、適切な廃棄技術を使用して廃棄されなければならない。
【0027】
本発明の目的および利点を以下の実施例により更に説明するが、これらの実施例に記載される特定の物質およびそれらの量、並びに、他の条件および詳細は、本発明を不当に限定するものと解釈されるべきではない。別段の記載がない場合、部およびパーセントは全て、重量によるものである。
【0028】
実施例
試験方法A:
パネルの準備。4インチ×8インチの16ゲージの冷間圧延鋼のパネルを、イソプロパノールで濡らしたリントフリーのタオルで主要な表面を両方とも拭いて清浄にした。次いで、清浄にしたパネルの重量を測定し、パネルの重量を±0.01グラムまで「清浄重量」として記録した。予め重量を測定した潤滑油(Mobil 30 重潤滑油(weight lubricating oil))約0.3グラムのアリコートを滴瓶を使用してパネルの一方の表面のほぼ中心に塗布した。次に、潤滑油で濡らしたパネルの表面を、#”240エレク−トロ−カット・クロス(240ELEK−TRO−CUT CLOTH)”(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能)の商品名で市販されている種類の1枚のサンドペーパーを使用し、中程度の圧力を使用して、2分間、手で研磨した。サンドペーパーで研磨して得られるパネルは、オイル、グリット(即ち、サンドペーパーから除去されたもの)、および鋼材粒子(即ち、サンドペーパーで研磨する作業中にパネルから磨耗して取れたもの)の均一なコーティングを含んでいた。サンドペーパーで研磨した後、得られるパネルの重量を再び計量し、パネルの重量を±0.01グラムまで「汚染重量」として記録した。
【0029】
ブレーキクリーナ組成物の試験。コーティングした1枚の試験パネル(前述のように準備した)を、コーティングしたパネルの8インチの側をフードの水平な表面に対して70度の勾配角度に位置決めするように、保持器に固定した。試験されるブレーキクリーナ組成物は、4インチ(10.2cm)の延長チューブを嵌めたエアゾールスプレーノズルを有するエアゾールスプレー缶で提供された。ブレーキクリーナ組成物は、コーティングされた試験パネルの上部で始まる水平スプレーパターンを使用して、コーティングされたパネルにスプレー塗布された。ブレーキクリーナ組成物のスプレー塗布中に、延長チューブのスプレー端部は、試験パネルの表面から約6インチ(15.3cm)の距離に保持された。試験パネルがブレーキクリーナ組成物で完全にコーティングされるまで、スプレーを水平に複数回、通過させた。ブレーキクリーナ組成物の乾燥時間を測定するために、この時点で、ストップウォッチを始動させた。パネルの底部から1/4インチ(0.64cm)の場所のブレーキクリーナ組成物が乾燥した時、ストップウォッチを停止させた。試験パネルを再計量し、その重量を±0.01グラムまで「清浄重量」として記録した。次いで、以下の式:
【数1】
を使用して、オイルおよびグリットの保持率を計算した。前記の式を使用して計算される%オイルおよびグリット保持は、幾つかのサンプルでは、<0.00%と報告される。このような負の値は、サンプルの「清浄重量」が、「初期重量」より小さかったことを示している。試験パネルをサンンドペーパーを用いて手で研磨すると鋼材の粒子が除去され、その重量が減少する可能性があるので、この結果は起こり得る。試験パネルを目視検査後、1〜5の尺度を使用して評価した。1の評点は、洗浄されていない、または洗浄が最小限であることを示す。5の評点は、洗浄が優れていることを示す。
【0030】
比較例A:スリーエム・ブレーキ・クリーナ(3M BRAKE CLEANER)#08906(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)により製造、現在は製造中止);有効成分:1,1,1−トリクロロエタンおよびパークロロエチレン。
【0031】
比較例B:スリーエム・ガスケット・プレップ・アンド・パーツ・クリーナ(3M GASKET PREP & PARTS CLEANER)#08909(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)により製造、現在は製造中止);有効成分:1,1,1−トリクロロエタン。
【0032】
比較例C:ベリーマン・ノン−クロリネーテッド・ブレーキ・クリーナ(BERRYMAN NON−CHLORINATED BRAKE CLEANER)#2421(テキサス州アーリントンのベリーマン・プロダクト・インク(Berryman Products Inc.,Arlington,TX)から入手可能);有効成分:アセトン、トルエン、およびメタノール。
【0033】
比較例D:スリーエム・ハイ・パワー・ブレーキ・クリーナ(3M HIGH POWER BRAKE CLEANER)#08880(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能);有効成分:ヘプタン、キシレン、メタノール、およびエチルベンゼン。
【0034】
比較例E:スリーエム・ハイ・パワー・ブレーキ・クリーナ(3M HIGH POWER BRAKE CLEANER)#08893(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能);有効成分:デカメチルシクロペンタシロキサン、ヘプタン、キシレン、およびアセトン。
【0035】
比較例F:スリーエム・ブレーキ・クリーナ(3M BRAKE CLEANER)#08895(ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining & Manufacturing Company,St.Paul,MN)から入手可能);有効成分:ヘプタン、キシレン、メタノール、およびエチルベンゼン。
【0036】
本発明のブレーキクリーナ組成物の実施例1〜12を表1の配合に従って調製した。
【0037】
【表1】
【0038】
実施例1〜8および比較例A〜Jは、試験手順Aを経たが、その結果を表2に報告する。
【0039】
【表2】
【0040】
全ての特許、特許出願、および出版物の完全な開示内容は、個々に援用されるように、引用により本明細書に援用される。本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更がなされることは、当業者には明らかであり、本発明は本明細書に記載される例示的実施形態に不当に限定されるものではないことを理解すべきである。
Claims (28)
- 酢酸メチルを約5重量%〜約30重量%と、
下式(1):
CnH2n+x (1)
の炭化水素であって、式中、nは5〜8であり、xは0または2である炭化水素を約25重量%〜約50重量%と、
アセトンを約25重量%〜約55重量%と、
を含むブレーキクリーナ組成物。 - 水を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記炭化水素が、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ヘプタン、イソヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1に記載の組成物。
- 前記酢酸メチルが、前記組成物の約5重量%〜約20重量%の範囲の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記炭化水素が、前記組成物の約30重量%〜約45重量%の範囲の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記炭化水素がn−ヘプタンである、請求項1に記載の組成物。
- 前記アセトンが、前記組成物の約45重量%〜約50重量%の範囲の量で存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記酢酸メチルが、約5重量%〜約10重量%の範囲の量で前記組成物中に存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記水が、約1重量%〜15重量%の範囲の量で前記組成物中に存在する、請求項2に記載の組成物。
- エアゾール噴射剤を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記エアゾール噴射剤が、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、窒素、二酸化炭素、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項10に記載の組成物。
- 芳香添加剤を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記芳香添加剤が、d−リモネンである、請求項12に記載の組成物。
- 前記d−リモネンが、前記組成物の約0.05重量%〜約3重量%の範囲の量で存在する、請求項13に記載の組成物。
- 揮発性有機化合物を50重量%未満有する、請求項1に記載の組成物。
- 酢酸メチルを約5重量%〜約10重量%と、
n−ヘプタンを約30重量%〜約45重量%と、
アセトンを約45重量%〜約50重量%と、
を含むブレーキクリーナ組成物。 - 水を更に含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記水が、約1重量%〜15重量%の範囲の量で組成物中に存在する、請求項17に記載の組成物。
- エアゾール噴射剤を更に含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記エアゾール噴射剤が、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、窒素、二酸化炭素、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項19に記載の組成物。
- 芳香添加剤を更に含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記芳香添加剤が、d−リモネンである、請求項21に記載の組成物。
- 前記d−リモネンが、前記組成物の約0.05重量%〜約3重量%の範囲の量で存在する、請求項22に記載の組成物。
- 揮発性有機化合物を約50重量%以下有する、請求項1に記載の組成物。
- (a)ブレーキシステム構成要素を提供する工程と、
(b)前記ブレーキシステム構成要素にブレーキクリーナ組成物を適用する工程であって、前記ブレーキクリーナ組成物が、
酢酸メチルを約5重量%〜約30重量%と、
下式(1):
CnH2n+x (1)
の炭化水素であって、式中nは、5〜8であり、xは0または2である炭化水素を約25重量%〜約50重量%と、
アセトンを約25重量%〜約55重量%と、
を含む工程と、
を含むブレーキシステム構成要素を洗浄する方法。 - 前記ブレーキシステム構成要素がドラム、キャリパ、およびロータからなる群より選択される、請求項25に記載のブレーキシステム構成要素を洗浄する方法。
- 工程(b)が、前記ブレーキシステム構成要素にブレーキクリーナ組成物をスプレー塗布する工程を含む、請求項25に記載のブレーキシステム構成要素を洗浄する方法。
- 前記ブレーキクリーナが、エアゾールスプレー缶で提供される、請求項27に記載のブレーキシステム構成要素を洗浄する方法。
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