JP2009228048A - 物品の水切り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】含フッ素エーテルからアルコールを十分除去するとともに、含フッ素エーテルが系外へ排出されるのを防ぐことができる物品の水切り方法の提供。
【解決手段】物品をアルコールに接触させるアルコール接触工程３、物品を、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル等の含フッ素エーテルに接触させるエーテル置換工程４、エーテル置換工程４から、アルコールを含んだ含フッ素エーテルを取り出す取出し工程、取出し工程で取り出された、前記アルコールを含んだ含フッ素エーテルに、該含フッ素エーテルの質量に対して、１〜１０倍の量の水を接触させる水抽出工程６、含フッ素エーテルと水とを分離させる水分離工程７、水と分離された含フッ素エーテルを、上記エーテル置換工程４に戻す工程を有する物品の水切り方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品、光学部品、切削部品等の物品の水切り方法に関する。

従来、水系洗浄剤で洗浄した後等において、物品に付着した水分を除去する方法としては、物品をアルコールに接触させた後、アルコールよりも乾燥性の高いハロゲン化炭化水素に物品を接触させることで、水分を除去し、乾燥させる方法が広く知られている。

上記方法において、物品をハロゲン化炭化水素に接触させた後のハロゲン化炭化水素は、アルコールを含む。このアルコールを除去せずにハロゲン化炭化水素を使い続けると、物品はしだいに乾燥しにくくなり、物品にしみが発生する等の洗浄不良が起こるおそれがある。

このため、アルコールを含んだハロゲン化炭化水素に水を接触させることで、アルコールを除去し、ハロゲン化炭化水素を再利用する方法が行われている。

特開２００４−１６７１３６号公報（背景技術）

しかし、このような従来の方法においては、アルコールを除去するための指標となるものがなかったため、水の接触量によりアルコールの除去率が変わっていた。水の接触量が少なく、アルコール除去率が低い場合は物品の乾燥性が悪くなる。一方、水の接触量が多い場合は、アルコール除去率は高くなるが、ハロゲン化炭化水素の水への溶解量が増加する。

本発明は、ハロゲン化炭化水素からアルコールを十分除去するとともに、ハロゲン化炭化水素が系外へ排出されるのを防ぐことができる物品の水切り方法の提供を目的とする。

本発明は、物品をアルコールに接触させるアルコール接触工程、
該物品を、式１で表される含フッ素エーテルに接触させるエーテル置換工程、
エーテル置換工程から、アルコールを含んだ含フッ素エーテルを取り出す取出し工程、
取出し工程で取り出された、前記アルコールを含んだ含フッ素エーテルに、該含フッ素エーテルの質量に対して、１〜１０倍の量の水を接触させる水抽出工程、
含フッ素エーテルと水とを分離させる水分離工程、
水と分離された含フッ素エーテルを、上記エーテル置換工程に戻す工程
を有する物品の水切り方法を提供する。

Ｒ^ｆ１−Ｏ−Ｒ^ｆ２ ・・・式１
式１において、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２は、各々独立に含フッ素アルキル基である。Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２に含まれるフッ素原子の数はそれぞれ１以上であり、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２に含まれる炭素原子数の合計は４〜８である。

本発明によれば、アルコールを含む、式１で表わされる含フッ素エーテルに対し、所定量の水を接触させることにより、該含フッ素エーテルからアルコールを十分除去するとともに、含フッ素エーテルの系外への排出量を低減できる。

含フッ素エーテルも含めハロゲン化炭化水素は、地球温暖化の観点から極力放出量を削減することが望まれている化合物である。これを含む廃水は適切に処理する必要があるため、この排出量が低減できることは非常にメリットがある。

＜含フッ素エーテル＞
本発明における含フッ素エーテルは、式１で表される化合物である。Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２の各々は、１以上、好ましくは２〜１０のフッ素原子を有し、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２に含まれる炭素数の合計は４〜８である。

Ｒ^ｆ１−Ｏ−Ｒ^ｆ２ ・・・ 式１
上記含フッ素エーテルは、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２のいずれか一方にフッ素原子を有する含フッ素エーテルに比べ、熱安定性の点で優れる。

式１で示される含フッ素エーテルとしては、具体的には１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（ＣＨＦ_２ＣＦ_２−Ｏ−ＣＨ_２ＣＦ_３、沸点５６℃）、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２−ジフルオロエチルエーテル（ＣＨＦ_２ＣＦ_２−Ｏ−ＣＨ_２ＣＨＦ_２、沸点７９℃）、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，３，３−テトラフルオロプロピルエーテル（ＣＨＦ_２−ＣＦ_２−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＦ_２−ＣＨＦ_２、沸点９３℃）等が挙げられる。

本発明において、含フッ素エーテルは１種で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

また、表面にアルコールが付着した物品を含フッ素エーテルに接触させ、物品の表面を含フッ素エーテルに置き換えて、乾燥させることから、含フッ素エーテルとしては沸点が３０〜１００℃であるものを用いるのが好ましく、この観点から、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２に含まれる炭素原子の数の合計が４〜６である含フッ素エーテルがより好ましい。

＜アルコール＞
本発明において用いられるアルコールは、入手が容易なもので、式１で表される含フッ素エーテルに溶解するものが好ましく、水への溶解度が高く、その結果として前記アルコールを含んだ含フッ素エーテルから抽出が容易で、含フッ素エーテルの再利用が容易であるという観点から、沸点が６０〜９０℃であるものが特に好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、２−プロパノールが挙げられる。

＜物品＞
本発明の水切り方法を適用できる物品としては、プリント基板、フープ剤関係、液晶表示器、磁気記録部品、半導体材料、電歪用水晶、磁気記録部品、光電変換部品等の電子部品、電動機部品、発券用等部品、貨幣検査用等部品等の電機部品、ベアリング、時計等の精密機械部品、光学レンズ、プリズム、ポリゴンミラー、光学フィルター等の光学部品、超硬チップなど加工用精密機械部品等様々な物品が挙げられる。

これらの物品を構成する基材の材質としては、鉄、ステンレス、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、銀、銅、銅合金、錫、硫酸アルマイト等の金属および、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、金で材料表面をめっき処理した金属、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキサイド、フェノール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、エポキシ樹脂のようなプラスチック材料、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、エチレンテレフタレートとパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、フェノールおよびフタル酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体、２，６−ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との重縮合体等の高分子材料、およびガラスが挙げられる。

本発明における含フッ素エーテルはこれら基材に影響を及ぼさないという観点で好ましい。

＜アルコール接触工程＞
アルコール接触工程は、例えば、水系洗浄剤で洗浄した後のすすぎや、めっき後のめっき液のすすぎ工程において、被洗物品に付着した水をアルコールに溶解させて除去することを目的として行われる。物品にアルコールを接触させる方法としては、アルコールをスプレー式で吹き付ける方法、アルコールの蒸気に接触させる方法、アルコールの液体中に浸漬する方法のいずれでもよく、これらの方法を組合せた方法であってもよい。

＜エーテル置換工程＞
エーテル置換工程において、物品を含フッ素エーテルに接触させる方法としては、物品を含フッ素エーテル液中に浸漬する方法、物品に含フッ素エーテルをスプレー式に吹き付ける方法、物品を含フッ素エーテルの蒸気に接触させる方法等が挙げられる。

また、物品に付着しているアルコールを、含フッ素エーテルで置き換える効率を高めるためには、同一の接触方法を繰り返したり、異なる接触方法を組み合わせて行ってもよい。特に、物品を含フッ素エーテルに浸漬する方法または吹き付ける方法と、蒸気と接触させる方法とを組み合わせると、物品に付着しているアルコールを含フッ素エーテルに置き換える効果が高くなる。この場合、含フッ素エーテル中に物品を浸漬、またはスプレー式に吹き付けた後、蒸気にさらしてすすぐのが好ましい。

また、含フッ素エーテルに物品を浸漬する方法においては、浸漬時に超音波を照射する方法、物品を浸漬液中で上下に動かす方法、物品を浸漬液中で回転させる方法、または物品を浸漬液から液の上部にある蒸気エリアに出し入れする方法を採用することで、アルコールを含フッ素エーテルに置き換える効果を向上できる。

本工程で物品から垂れ落ちる含フッ素エーテルに含まれるアルコールの濃度は、物品の形状に依存する。物品の形状が平滑で凹凸がない場合、凝縮液のアルコール濃度は０．０１質量％から１０質量％だが、物品の形状が複雑で凹凸に富む場合、凝縮液のアルコール濃度は３０質量％にもなる。さらに、物品から垂れ落ちる含フッ素エーテルに含まれるアルコールの濃度は、物品を搭載するための器具の形状にはより大きな影響を受け、目の細かい網や、小さな隙間が多い複雑な形状をしている場合、凝縮液のアルコール濃度が５０質量％にもなる場合がある。

＜取出し工程＞
取出し工程において、物品の表面に付着していたアルコールを含んだ含フッ素エーテルは、水と接触させる槽（以下、水接触槽という。）に送られる。

具体的な方法としては、従来技術（特開平６−２１０１０３号公報）にあるように、物品を含フッ素エーテル蒸気と接触させ、表面に凝縮した含フッ素エーテルを受け皿で採取する方法、物品にスプレーした含フッ素エーテルの液を受け皿等で採取する方法、物品を浸漬した槽の液を採取する方法、含フッ素エーテルの蒸気を発生させる槽（以降、蒸気槽と記す）の液を採取する方法等がある。

＜水抽出工程＞
水抽出工程においては、アルコールを含んだ含フッ素エーテルに、該含フッ素エーテルの質量に対して、１倍以上の量の水を接触させ、アルコールを水で抽出する。

１倍以上の量の水を添加した場合は、含フッ素エーテル中のアルコールを十分除去できるので、エーテル置換工程にアルコールが戻されることがなく、物品の表面にしみ等の不良が発生しない。上記水の量は、好ましくは上記含フッ素エーテルの質量に対して２倍以上とする。

一方、接触させる水の量が多すぎる場合は、多くの含フッ素エーテルが水中に取り込まれ、廃水として排出されるおそれがあるため、接触させる水の量は、アルコールを含んだ含フッ素エーテルに対し１０倍以下とし、好ましくは５倍以下とする。

上記含フッ素エーテルと水とを接触させる方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。水と含フッ素エーテルの比重の違いを利用して、接触槽の下部から水を供給し、上部から含フッ素エーテルを供給し、両者を連続的に接触させる方法、接触槽において、バッチで水相と含フッ素エーテルからなる相を混合する方法、含フッ素エーテル相をポンプでくみ上げ、これを水を入れた接触槽の上から流す方法等がある。

アルコールを含んだ含フッ素エーテルは、できるだけ細かい液滴状にして水と接触させることが好ましい。細かい液滴にするためには、接触槽の下部から水を供給し、上部から含フッ素エーテルを供給する場合は、流し出す部分を、それぞれ網目状もしくは細孔とすればよい。バッチで水相と含フッ素エーテルからなる相とを混合する場合は、撹拌機を用いて撹拌する方法、接触槽を密閉し、振とう機などを用いて振り混ぜる方法を適用できる。

＜水分離工程、エーテル置換工程に戻す工程＞
水抽出工程の後、静置するなどして含フッ素エーテル相と水相とを分離する。得られた含フッ素エーテル相は、エーテル置換工程に戻す。水相は系外へ排出し、然るべき処理をする。

以下に本発明の実施例および比較例を、図１を用いながら説明する。例５〜９、１２は実施例、例１〜４、１０〜１１は比較例である。

＜物品＞
あらかじめよく洗浄したＳＵＳ３０４ステンレス板（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ２ｍｍ）を準備した。

（洗浄試験１） 例１〜１１
上記物品を切削油（ダフニカットＡＳ−４０Ｈ：出光興産株式会社製）に１０秒間浸漬して引き上げ、５分間放置した。その後、洗剤（パワークリーナー：花王株式会社製）に１分間浸漬し、次いで、別の洗剤（パワークリーナー）に１分間浸漬した（水系洗浄工程１）。その後、水道水に１分間浸漬、さらに別の水道水に１分間浸漬した。引き続き、蒸留水に１分間浸漬、さらに別の蒸留水に１分間浸漬した（すすぎ工程２）。

そして、３Ｌのビーカーに満たした２Ｌのエタノールに浸漬し、１分間保持した。さらに、別のエタノールに浸漬し、１分間保持した。いずれも４０℃で超音波を照射した状態で行った（アルコール接触工程３）。

物品をエタノールから取り出し、次いで、含フッ素エーテルであるＡＥ−３０００（旭硝子社製品名、ＣＨＦ_２−ＣＦ_２−Ｏ−ＣＨ_２ＣＦ_３ 、沸点５６℃）の蒸気に３分間接触させ、物品を取り出してエタノールを含フッ素エーテルで置換した。蒸気発生装置としては、冷却コイルを装着した３Ｌガラス製ビーカーを用い、含フッ素エーテルを２００ｍｌ入れ、これを５６℃に加熱して蒸気を発生させた（エーテル置換工程４）。

前記含フッ素エーテルに物品を接触させるエーテル置換工程４において、物品の表面で凝縮して垂れ落ちてくる含フッ素エーテルを、物品の下部に容器を設けることで採取して取出した。なお、エーテル置換工程において、物品の表面で凝縮する含フッ素エーテルの質量は１０ｇで、凝縮液のエタノール濃度は５質量％だった。

取出した前記含フッ素エーテルを２００ｍｌのガラス製容器に入れ、水を表１に示す割合で加えて密栓し、２５℃において５分間、振とう機で１秒間に１往復の速さで振り混ぜて接触させた(水抽出工程６)。

前記含フッ素エーテルと水の接触後、静置して含フッ素エーテルと水とを二層分離させ、含フッ素エーテルと水を分離し（水分離工程７）、前記含フッ素エーテルを前記含フッ素エーテル蒸気発生装置に戻した。

上述した、物品に加工油を付着させた後、水系洗浄剤で洗浄し、アルコールと接触させた後、含フッ素エーテルに接触させ、採取した凝縮液を水と接触させて洗浄槽に戻すという一連の操作を、３０回／日で５日間連続的に繰り返した。

（洗浄試験２） 例１２
アルコールとしてエタノールの代わりに２−プロパノールを用いたこと以外は、例７と同様に洗浄試験を行った。

＜評価方法＞
（１）エタノール除去率
試験終了後、水抽出工程後の含フッ素エーテル中のエタノールの含有割合、および、エーテル置換工程で発生した凝縮液におけるエタノールの含有割合を、アジレント社製ガスクロマトグラフ（アジレント６８９０ＧＣシステム）により測定し、エタノールが除去された割合を算出した。

（２）洗浄性、乾燥性の評価
５日後運転終了時のステンレス板表面の乾燥状態を目視で確認した。

（３）含フッ素エーテルの損失率
また、前記水抽出工程後の水相に含まれる含フッ素エーテルの濃度を、アジレント社製ガスクロマトグラフ（アジレント６８９０ＧＣシステム）により測定した。上記水相に含まれる含フッ素エーテルの、初期含フッ素エーテルの仕込み量に対する割合を、含フッ素エーテルの損失率として算出した。

＜評価結果＞
例１〜１１の評価の結果を１に示す。

エタノール除去率は、○：９０％以上、△：エタノール除去率 ８０％〜９０％、×：エタノール除去率 ８０％未満、として表した。

また、洗浄性、乾燥性については、○：速やかに溶剤が蒸発した、△：ゆっくり溶剤が蒸発した、×：蒸発せずシミが残った、として表した。

含フッ素エーテルの損失率は、○：含フッ素エーテル損失率 ０．５％未満、△：含フッ素エーテル損失率 ０．５〜０．６％、×：含フッ素エーテル損失率 ０．６％以上、として表した。

例１２の評価結果を表２に示す。

なお、表２において、２−プロパノール除去率は、○：９０％以上、△：２−プロパノール除去率 ８０％〜９０％、×：２−プロパノール除去率 ８０％未満である。洗浄性、乾燥性、および含フッ素エーテルの損失率に関する○、×、△の意義は、表１と同様である。

本発明は、電子部品、光学部品、切削部品等の物品の洗浄、乾燥に適用できる。

本発明の水切り方法のフロー図。

符号の説明

Ａ：洗浄乾燥のフロー
Ｂ：含フッ素エーテル中のアルコールを除去するフロー
１：水系洗浄工程
２：すすぎ工程
３：アルコール接触工程
４：含フッ素エーテルに接触させるエーテル置換工程
５：含フッ素エーテル取出し工程
６：水抽出工程
７：水分離工程
８：分離された水

Claims (6)

1. 水系の液体が付着した物品をアルコールに接触させるアルコール接触工程、
   該物品を、式１で表される含フッ素エーテルに接触させるエーテル置換工程、
   エーテル置換工程から、アルコールを含んだ含フッ素エーテルを取り出す取出し工程、
   取出し工程から取り出された、前記アルコールを含んだ含フッ素エーテルに、該含フッ素エーテルの質量に対して、１〜１０倍の量の水を接触させる水抽出工程、
   含フッ素エーテルと水とを分離させる水分離工程、
   水と分離された含フッ素エーテルを、上記エーテル置換工程に戻す工程
   を有する物品の水切り方法。
   Ｒ^ｆ１−Ｏ−Ｒ^ｆ２ ・・・式１
   式１において、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２は、各々独立に含フッ素アルキル基である。Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２に含まれるフッ素原子の数はそれぞれ１以上であり、Ｒ^ｆ１およびＲ^ｆ２に含まれる炭素原子数の合計は４〜８である。
2. 含フッ素エーテルが、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテルである請求項１に記載の水切り方法。
3. アルコールが、メタノール、エタノールまたは２−プロパノールである請求項１または２に記載の水切り方法。
4. 上記エーテル置換工程において、物品を含フッ素エーテルの蒸気と接触させる請求項１、２または３に記載の水切り方法。
5. 上記エーテル置換工程において、物品を、含フッ素エーテルの液体に浸漬した後、含フッ素エーテルの蒸気と接触させる請求項４に記載の水切り方法。
6. 上記水抽出工程において、接触槽の下部から水を供給し、該接触槽の上部から含フッ素エーテルを供給し、両者を連続的に接触させる請求項１〜５のいずれかに記載の水切り方法。

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