JP2008024901A

JP2008024901A - 共沸様洗浄剤組成物

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Publication number: JP2008024901A
Application number: JP2006202360A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kodoi; 小土井　　浩一; Toyozou Fujioka; 東洋蔵藤岡
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: JP4932367B2

Abstract

【課題】蒸留操作を繰り返し行っても、組成比や特性がほとんど変化せず、洗浄能力が改善された共沸様洗浄剤組成物を提供すること。
【解決手段】1-デセン２５〜４５質量％と１−ヘキサノール７５〜５５質量％とからなる［両者の合計は１００質量％］洗浄成分を含む共沸様洗浄剤組成物である。
【選択図】図１

Description

本発明は、共沸様洗浄剤組成物に関する。さらに詳しくは、特定の２種類の有機溶剤を特定の比率で含む共沸様洗浄剤組成物に関する。

近年、環境規制としてＶＯＣ（Volatile Organic Compounds、揮発性有機化合物）規制が厳しくなってきているため溶剤はリサイクル使用が一般的に行われている。
洗浄剤においては、安全性、毒性、環境汚染等の問題から精密部品、たとえば、光学レンズのような光学部品、オーディオ機器等の精密機械部品、半導体基板のような電子部品、電気部品用の洗浄剤で使用されていたフロン類や塩素系溶剤、芳香族系溶剤から環境汚染が少なく、かつ、毒性が低い安全性の高いものに切り替えられつつある。ハロゲン系炭化水素を含まない液体洗浄剤組成物として、たとえば、光学レンズの加工工程などで用いられるピッチや接着剤を高度に洗浄することができる溶剤、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテルやジエチレングリコールモノまたはジメチルエーテルのようなグリコールモノまたはジアルキルエーテル類等が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、上記特許文献１で提案されている溶剤組成物の場合、洗浄性を増強するためには界面活性剤および水を添加する必要があり、溶剤組成物をリサイクルして使用するという観点から問題がある。
また、ハロゲン系炭化水素を含まない洗浄剤として、沸点が２０℃から３００℃の範囲の直鎖パラフィン、イソパラフィン、オレフィン及びナフテンのような脂肪族炭化水素類を有効成分として含むグリース用洗浄剤（特許文献２）が、また、ハロゲン系炭化水素を含まない溶剤または洗浄剤組成物として、沸点が１００℃から３００℃の範囲の脂肪族炭化水素類とグリコールアルキルエーテル類とを含有する組成物からなる精密機械部品のワックス及び水溶性加工液の洗浄に適した洗浄剤（特許文献３）が提案されている。さらに、ノルマルデカンと３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールとからなる２成分系の共沸様洗浄剤組成物（特許文献４）が自動車、電機、電子、機械、精密機器等の加工部品類に付着する機械油、グリース、フラックス、ワックス等の油類に対する洗浄剤として提案されている。しかしながら、上記の溶剤組成物を以下に述べるプリント基板のようなより高度な洗浄性を要求される半導体基板の製造工程におけるハンダフラックスの除去に用いる洗浄剤組成物として利用するには溶解性（洗浄性）の点で不十分である。

近年、プリント基板のような半導体基板の製造工程におけるフラックスは鉛フリー化し、難溶解性物質を多く含有するようになり、洗浄が難しくなってきている。洗浄剤メーカーでは回路を形成する配線の微細化が進んでおり、洗浄力、回収再使用性の高い洗浄剤が求められている。一方、半田メーカーでは難溶性物質の洗浄に適応できる洗浄剤がないという理由で半田のさらなる性能向上を図れないという問題があった。
ハンダフラックスの除去に用いる洗浄剤組成物として、ハロゲン系炭化水素、例えばＣＦＣ−１１３に代表される通称フロン溶剤は、オゾン層を破壊する原因物質として使用することが不可能となってきたため、代替洗浄剤が広く要望されてきている。
代替洗浄として、オゾン破壊係数の少ないあるいはオゾン破壊の無い代替フロンや、アルコール或いは炭化水素油を主成分とする水系洗浄剤又はアルカリを主成分とする水系洗浄剤が広く提案されている。
しかしながらこれら代替フロン洗浄は、安全性・洗浄性・経済性の点において充分に満足するレベルには到っておらず、アルコール（系）洗浄は引火点の低いことより操業安全性に問題が残り、炭化水素油を主体とする水系洗浄又はアルカリを主体とする水系洗浄剤は被洗浄素材選択性すなわち被洗浄素材への影響場合により洗浄剤自身の残存等が懸念されるという問題点があった。
そこで、例えば、炭素数の異なる脂肪族飽和アルコールのエチレンオキシド付加物の混合物からなる電子部品用洗浄剤組成物（特許文献５）、イミダゾリジノン類およびポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のノニオン性界面活性剤を有効成分とする洗浄剤組成物（特許文献６）、アルキル基で置換された各種飽和脂環式炭化水素と３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールとからなる共沸様洗浄剤組成物（特許文献７）、リモネン、界面活性剤、水およびアミン化合物を含む（特許文献８）等が提案されているが、ハンダフラックスの除去に用いる洗浄剤組成物としてはそれぞれ不十分である。

特開平７−１５０１９２号公報特開平８−２３１９８８号公報特開平９−２５４９７号公報特開平９−５９６８０号公報特開平５−９４９９号公報特開２００２−２０１４９２号公報特開２００４−３０７８３９号公報特開２００５−１１２８８７号公報

本発明は、前記従来技術の問題点を解消し、特にハンダフラックス除去用洗浄剤やワックス用洗浄剤などとしてリサイクル使用を容易に行なうことのできるハロゲンを含まない有機溶剤を含有する洗浄剤組成物を提供することを課題とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、例えば、鉛フリーハンダフラックスやワックス等を洗浄した後、高温でリフローすることにより繰り返し蒸留回収される条件下においても使用可能なオレフィンを一方の成分とする共沸様洗浄剤組成物を見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、
(1)1-デセン２５〜４５質量％と１−ヘキサノール７５〜５５質量％とからなる［両者の合計は１００質量％］洗浄成分を含むことを特徴とする共沸様洗浄剤組成物、
(2)さらに、アルカリ剤、キレート剤、界面活性剤および酸化防止剤から選ばれる少なくとも一種類を含む上記(1)に記載の共沸様洗浄剤組成物、
(3)ハンダフラックス除去用洗浄剤である上記(1)または(2)に記載の共沸様洗浄剤組成物、
(4)ワックス用洗浄剤である上記(1)または(2)に記載の共沸様洗浄剤組成物および
(5)洗浄成分が1-デセン３５〜４０質量％と１−ヘキサノール６５〜６０質量％とからなるものである請求項１〜４のいずれかに記載の共沸様洗浄剤組成物を提供するものである。

本発明の共沸様洗浄剤組成物は洗浄作業や蒸留操作を繰り返し行っても、組成比や特性がほとんど変化しない洗浄剤組成物で優れた洗浄力を有している。

本発明の共沸様洗浄剤組成物は1-デセン２５〜４５質量％と１−ヘキサノール７５〜５５質量％、好ましくは1-デセン３５〜４０質量％と１−ヘキサノール
６５〜６０質量％とからなる洗浄成分を含む共沸様洗浄剤組成物である。
1-デセンと１−ヘキサノールを上記の比率にすることにより、洗浄性に優れるとともにリサイクル使用するために蒸留して回収する際、両者の比率がほとんど変動せず回収条件の設定が容易である。

本明細書における"共沸様（洗浄剤）組成物“とは、単一の物質として挙動する二つの物質が一定の状態で沸騰するか、または、実質的に一定の状態で沸騰する液状混合物を意味する。共沸様（洗浄剤）組成物を特徴づける現象は、液体の部分的な蒸発または蒸溜によって生成される蒸気が、それが蒸発または溜出されてくる液体と実質的に同じ組成を有する、つまり混合物は組成の実質的な変化なしに溜出/還流するということである。
換言すれば、蒸発または蒸溜などによって組成物の５０質量％が除去された後に、もしもとの組成物とその５０質量％が除去された後に残存する組成物との蒸気圧の差が絶対単位で測定して約１０％より少ないならば、組成物は共沸様混合物であると認められる。絶対単位とは圧力の測定単位を意味する。共沸様混合物が存在する場合は、もとの組成物とその５０質量％が除去された後に残存する組成物との間に蒸気圧の差は実質的にない。
したがって、回収の際の条件設定が簡単で極めて効率的に回収することができ、経済性に優れている．

本発明の共沸様洗浄剤組成物には、必要に応じて、カセイソーダ、オルトケイ酸ソーダ等のアルカリ剤、エチレンジアミンテトラ酢酸塩、同クエン酸塩、イソアミレン-無水マレイン酸塩の共重合物等のヒドロキシカルボン酸、アミノカルボン酸またはその塩あるいは水溶性高分子から選ばれるカルシウム捕捉能を有するキレート剤、カチオン性、アニオン性（アルキルエーテル型、アルキルエステル型）、非イオン性界面活性剤、3，5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン、DL-α−トコフェロール及び2，5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキノンのような酸化防止剤から選ばれる少なくとも一種類を加えても良い。添加量は、上記２成分の合計量１００質量部に対してトータルで２０質量部以下である。

その洗浄方法としては、浸漬、スプレー、沸騰洗浄、超音波洗浄、蒸気洗浄或いはこれらの組み合わせ等の従来から用いられている方法が採用できる。
本発明の共沸様洗浄剤組成物においては、本組成物の性能を損なわない範囲で、他の炭化水素類、エステル類、アルコール類、エーテル類、フェノール類、防錆剤等を含有することも可能である。

本発明の共沸様洗浄剤組成物を用いて、金属、電子、精密部品等の洗浄を行なう方法は、特に限定されないが、例えば、浸漬洗浄、スプレー洗浄、超音波洗浄、加温洗浄方式等が有効であり、その後に、温風もしくは真空乾燥を行ない、洗浄液は、断続的又は連続的に蒸留回収しながら使用することが可能である。
本発明の共沸様洗浄剤組成物は、ハンダフラックス除去用洗浄剤またはワックス用洗浄剤として用いる場合に特に有用であるが、従来のフロン系溶剤と同様に塗料用溶剤、抽出剤及び発泡剤等の各種用途にも使用できる。

以下に本発明を実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜比較例１〜７］
＜フラックス洗浄試験＞
表１に示す組成の洗浄剤組成物を調合し、各組成物について、汚れ物質の除去性（洗浄力）を次の方法により評価した。比較例４で使用したHS-FX-50は東ソー（株）社の製品である。結果を表１に示す。
〔評価方法〕
銅板に千住金属（株）製の鉛フリーハンダフラックス（M705-GRN360-G2）を塗布してTAMURA（株）製のエア−リフロー TAS20-15を用いて２５０℃で、1分間リフロー炉で焼成し、試験片を作製した。
一方、ビーカーに４０℃に加熱した洗浄剤組成物を２００ミリリットル供給し、上記試験片を浸漬して洗浄率および白色残渣ランクの２項目で評価した。
（1）洗浄率
２分後にとりだして、乾燥させた後、質量減少量を測定した。
［質量減少量×１００］/［塗布したハンダのフラックス質量］から洗浄率を算出して洗浄力の指標とした。結果を表1に示す。
（2）白色残渣ランク
１０分後にとりだして、乾燥させた後、目視判断により（白色の度合い）を下記の基準で比較して結果を表1に示す。
ランク１：白い部分が全く観察されない。
ランク２：近くで見るとかすかに白い部分が観察される。
ランク３：遠くから見てもはっきりと白く見える部分が観察される。

［実施例２〜比較例８〜１１］
＜ワックスの洗浄試験＞
表２に示す組成の洗浄剤組成物を調合し、各組成物について、汚れ物質の除去性（洗浄力）を次の方法により評価した。
スライドガラス上にレンズ固定用ワックス［九重電気（株）製、スロットWAX−M］を溶融塗布した。次いで、室温でビーカーに洗浄液を２００ミリリットル供給して上記試験片を浸漬させた。
試験片を１０分後にとりだして、乾燥させた後、質量減少量を測定した。
［質量減少量×１００］/［塗布したハンダのフラックス質量］から洗浄率を算出して洗浄力の指標とした。
比較例１１で使用した組成物は、デカン＋グリコールエーテル系洗浄剤である東ソー（株）社のワックス洗浄剤HC-FX-50である。結果を表２に示す。

表１の結果より、以下のことが明らかである。
すなわち、本発明の共沸様洗浄剤組成物における一方の成分である1-デセンを単独で使用した場合は洗浄力（率）も白色残渣ランクも上記質量比の共沸様洗浄剤組成物のそれには及ばない。もう一方の成分である１−ヘキサノールを単独で使用した場合、白色残渣ランクは上記質量比の共沸様洗浄剤組成物のそれと同程度であるが、洗浄力（率）は上記質量比の本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。
また、前記特許文献３で提案されている２成分系の溶剤の一つである1-デセンとプロピレングリコールアルキルエーテルとからなる洗浄剤の場合は、洗浄力（率）は本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれと同程度であるが、白色残渣ランクは上記質量比の本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。
また、前記特許文献４で提案されている２成分系の共沸様洗浄剤組成物であるノルマルデカンと３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールとからなる組成物の場合は、洗浄力（率）は本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれと同程度であるが、白色残渣ランクは上記質量比の本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。
さらに、前記特許文献７で提案されている２成分系の共沸様洗浄剤組成物の一方の成分である３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールを用いて1-デセンと上記本発明におけるような質量比で混合した組成物の洗浄力（率）は本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれと同程度であるが、白色残渣ランクは上記質量比の本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。

表２の結果より、以下のことが明らかである。
すなわち、本発明の共沸様洗浄剤組成物における一方の成分である1-デセンまたは１−ヘキサノールを単独で使用した場合、洗浄力（率）は上記質量比の本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。
また、前記特許文献４で提案されている２成分系の共沸様洗浄剤組成物であるノルマルデカンと３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールとからなる組成物の場合も洗浄力（率）は上記質量比の本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。
さらに、従来のワックス洗浄剤（HC-FX-50）の洗浄力（率）は本発明の共沸様洗浄剤組成物のそれに及ばない。

［参考例１］
＜蒸留回収試験＞
常圧で５００ミリリットルのフラスコに予め調整した1-デセンと1-ヘキサノールの混合液３００gを投入して、オイルバスで沸騰させた。温度が一定になったところでフラスコ内の液相及び気相の組成をガスクロマトグラフィーで分析した。またそのときの気相と液相の温度を測定した。
結果を図１に示す。図１において、縦軸は温度（℃）、横軸は1-デセンの割合（質量比）であり、上部の曲線が露点（デューポイント）、下部の曲線が沸騰点（バブルポイント）の変化を示す。

図１の結果より、以下のことが明らかである。
本発明の共沸様洗浄剤組成物は共沸様溶剤として繰り返し使用が可能であり、洗浄性および白色残渣レベルに優れ、かつ、低コストで製造することが可能であるという特徴を示している。

本発明の共沸様洗浄剤組成物は、洗浄性に優れ、特にフラックス洗浄剤組成物またはワックス洗浄剤組成物として好適に使用することができる。

蒸留回収試験における1-デセンと１−ヘキサノール混合液の気相と液相の温度を示したグラフである。

符号の説明

なし。

Claims

1-デセン２５〜４５質量％と１−ヘキサノール７５〜５５質量％とからなる［両者の合計は１００質量％］洗浄成分を含むことを特徴とする共沸様洗浄剤組成物。

さらに、アルカリ剤、キレート剤、界面活性剤および酸化防止剤から選ばれる少なくとも一種類を含む請求項１に記載の共沸様洗浄剤組成物。

ハンダフラックス除去用洗浄剤である請求項１または２に記載の共沸様洗浄剤組成物。

ワックス用洗浄剤である請求項１または２に記載の共沸様洗浄剤組成物。

洗浄成分が1-デセン３５〜４０質量％と１−ヘキサノール６５〜６０質量％とからなるものである請求項１〜４のいずれかに記載の共沸様洗浄剤組成物。