JP2011116909A - 汚れ分離除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】20℃における蒸気圧が1.33×103Pa未満の成分を含有する溶剤(a)と、20℃における蒸気圧が1.33×103Pa以上の成分を含有する溶剤(b)とを、質量比(a)/(b)=29/71〜90/10で含む洗浄液を用いて、被洗物の汚れを洗浄した後に、該汚れを含んだ洗浄液の溶剤(a)と溶剤(b)の質量比を(a)/(b)=10/90〜29/71にすることで、汚れを含んだ洗浄液から、汚れを分離除去する方法。
【選択図】なし
Description
1.20℃における蒸気圧が1.33×103Pa未満の成分を含有する溶剤(a)と、20℃における蒸気圧が1.33×103Pa以上の成分を含有する溶剤(b)とを、質量比(a)/(b)=29/71〜90/10で含む洗浄液を用いて、被洗物の汚れを洗浄した後に、該汚れを含んだ洗浄液の溶剤(a)と溶剤(b)の質量比を(a)/(b)=10/90〜29/71にすることで、汚れを含んだ洗浄液から、汚れを分離除去する方法。
2.溶剤(a)がグリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類及びヒドロキシカルボン酸エステル類から選ばれる一種または二種以上を含む溶剤であり、溶剤(b)が非塩素系フッ素化合物を含む溶剤である、上記1.に記載の汚れを分離除去する方法。
3.溶剤(a)が3−メチル−3−メトシキブタノールと3−メチル−3−メトシキブチルアセテートとを含む溶剤であり、溶剤(b)が2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタン並びに、メチルパーフルオロブチルエーテル及びメチルパーフルオロイソブチルエーテルを含む溶剤である、上記1.に記載の汚れを分離除去する方法。
4.3−メチル−3−メトシキブタノールと3−メチル−3−メトシキブチルアセテートの質量比が80/20〜20/80であり、2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタンと、メチルパーフルオロブチルエーテル及びメチルパーフルオロイソブチルエーテルの混合物の質量比が99/1〜70/30である、上記3.に記載の汚れを分離除去する方法。
本発明は、20℃における蒸気圧が1.33×103Pa未満の成分を含有する溶剤(a)と、20℃における蒸気圧が1.33×103Pa以上の成分を含有する溶剤(b)を特定の比率で含有した洗浄液を用いて、被洗物の汚れを洗浄した後に、該汚れを含んだ洗浄液の溶剤(a)と溶剤(b)の質量比を(a)/(b)=10/90〜29/71にすることで、汚れを含んだ洗浄液から、汚れを効果的に分離除去するものである。
本発明における汚れとは、精密機械部品、光学機械部品等の加工時に使用される切削油、プレス油、塑性加工油などの金属加工油類、グリース類、ワックス類や電気電子部品のハンダ付け時に使用されるフラックス類などを意味する。
エーテル結合を有する化合物としては、例えば、下記一般式(1)で特定される化合物を挙げることができる。
グリコールエーテル類としては、グリコールエーテルモノアルキルエーテル類やグリコールエーテルジアルキルエーテル類を挙げることができる。
ここで、グリコールエーテルモノアルキルエーテル類とは、2個の水酸基が2個の相異なる炭素原子に結合している脂肪族あるいは脂環式化合物において、該水酸基の1個の水素が炭化水素残基またはエーテル結合を含む炭化水素残基に置換されている化合物である。グリコールエーテルジアルキルエーテル類とは2個の水酸基が2個の相異なる炭素原子に結合している脂肪族あるいは脂環式化合物において、2個の水酸基の水素のいずれもが炭化水素残基またはエーテル結合を含む炭化水素残基に置換されている化合物である。 例えば、下記一般式(2)で特定されるグリコールエーテルモノアルキルエーテル類および下記一般式(3)で特定されるグリコールエーテルジアルキルエーテル類を挙げることができる。
さらに、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール等の下記一般式(4)で特定されるグリコールエーテルモノアルキルエーテル類は特に各種汚れに対して良好な洗浄性を有し、優れた洗浄効果の得られる化合物である。
また、グリコールエーテルジアルキルエーテル類において、親水性グリコールエーテルジアルキルエーテルの具体例としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等を挙げることができる。疎水性グリコールエーテルジアルキルエーテルの具体例としては、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。ちなみに、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテルは、特にフラックス成分に含まれるロジンに対する洗浄性に優れている。
さらに、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエーテル等の下記一般式(5)で特定されるグリコールエーテルジアルキルエーテル類は、各種汚れに対して良好な洗浄性を有し、優れた洗浄効果の得られる化合物である。
また、グリコールエーテルモノアルキルエーテル類とグリコールエーテルジアルキルエーテル類との組み合わせは、各種汚れに対して優れた洗浄効果があるので、より好ましい。
グリコールエーテルアセテート類とは、水酸基を有するグリコールエーテル類をアセチル化した化合物であり、好ましくは下記一般式(6)で特定される。
本発明に使用するグリコールエーテルアセテート類としては、人体における代謝系でアルコキシ酢酸を生成しないジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテートおよび3−メチル−3−メトキシブチルアセテート等がより毒性が低く好ましい。
エステル結合を有する化合物としては、ヒドロキシカルボン酸エステル類が好ましい。ヒドロキシカルボン酸エステル類とは水酸基を有するエステル化合物であり、好ましくは下記一般式(8)で特定される。
上記、(b)成分の中でも特に乳酸エステル類が好ましく、その具体例としては乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチルおよび乳酸ペンチル等を挙げることができる。
溶剤(a)としては、エ−テル結合を有する化合物とエステル結合を有する化合物とを含む溶剤が好ましい。具体的には、3−メチル−3−メトシキブタノールと3−メチル−3−メトシキブチルアセテートとを含む溶剤がより好ましく、その好ましい比率は、3−メチル−3−メトシキブタノールと3−メチル−3−メトシキブチルアセテートの質量比が80/20〜20/80である。
以下に溶剤(b)を化合物の種類ごとに例示する。
非塩素系フッ素化合物とは、炭化水素類やエーテル類の水素原子の一部がフッ素原子のみで置換され、塩素原子を含まないフッ素化合物である。例えば、下記一般式(9)で特定される環状HFC(ハイドロフルオロカーボン)、(10)で特定される鎖状HFC、又は(11)で特定されるHFE(ハイドロフルオロエーテル)の、塩素原子を含まない、炭素原子、水素原子、酸素原子、フッ素原子からなる化合物、及びこれらの中から選ばれる2種以上の化合物の組み合わせ等を挙げることができる。
(4≦n≦6、5≦m≦2n−1 n、mは整数)
CxH2x+2−yFy (10)
(4≦x≦6、6≦y≦12 x、yは整数)
CsF2s+1OR (11)
(4≦s≦6、Rは炭素数1〜3のアルキル基)
(10)式で特定される鎖状HFCの具体例としては、1H,2H,3H,4H−フルオロブタン、1H,2H−フルオロブタン、1H,3H−フルオロブタン、2H,3H−フルオロブタン、4H,4H−フルオロブタン、1H,1H,3H−フルオロブタン、1H,1H,4H−フルオロブタン、1H,2H,3H−フルオロブタン、1H,1H,4H−フルオロブタン、2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタン、1H,2H−フルオロペンタン、1H,4H−フルオロペンタン、2H,3H−フルオロペンタン、2H,4H−フルオロペンタン、2H,5H−フルオロペンタン、1H,2H,3H−フルオロペンタン、1H,3H,5H−フルオロペンタン、1H,5H,5H−フルオロペンタン、2H,2H,4H−フルオロペンタン、1H,2H,4H,5H−フルオロペンタン、1H,4H,5H,5H,5H−フルオロペンタン、1H,2H−フルオロヘキサン、2H,3H−フルオロヘキサン、2H,4H−フルオロヘキサン、2H,5H−フルオロヘキサン、3H,4H−フルオロヘキサン等を挙げることができる。さらに好ましくは、これらの非塩素系フッ素化合物で、その分子内の全アルキル基に対してフッ素を有さないアルキル基が半数以上である化合物が挙げられる。例えば、2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタンが挙げられる。これらは、金属加工油等に対する溶解性が他の非塩素系フッ素化合物よりも高く、その結果優れた洗浄性を有する。
(11)式で特定されるHFEの具体例としてはメチルパーフルオロブチルエーテル、メチルパーフルオロイソブチルエーテル、メチルパーフルオロペンチルエーテル、メチルパーフルオロシクロヘキシルエーテル、エチルパーフルオロブチルエーテル、エチルパーフルオロイソブチルエーテル、エチルパーフルオロペンチルエーテル等を挙げることができる。
溶剤(b)としては、2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタンと、メチルパーフルオロブチルエーテル、メチルパーフルオロイソブチルエーテルを含む溶剤がより好ましい。さらに、その好ましい質量比率は、2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタンと、メチルパーフルオロブチルエーテル及びメチルパーフルオロイソブチルエーテルの混合物の質量比が99/1〜70/30である。
アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等を挙げることができる。
ケトン類としては、アセトン,メチルエチルケトンを挙げることができる。
エステル類としてはギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸イソブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等を挙げることができる。
炭化水素類としては、n−ヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、2−メチルペンタン、2,3−ジメチルブタン、n−ヘプタン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、2,4−ジメチルペンタン、イソオクタン等が挙げられる。
被洗物の汚れを洗浄する洗浄液の、質量比(a)/(b)は、(a)/(b)=29/71〜90/10とすることが必要である。好ましくは、(a)/(b)=35/65〜80/20である。さらに好ましくは、(a)/(b)=40/60〜60/40である。
1)溶剤(b)を添加する方法、
2)溶剤(a)と溶剤(b)を添加する方法、
3)溶剤(a)と溶剤(b)を混合した混合液を添加する方法、
4)溶剤(a)と溶剤(b)を混合した混合液Aと、溶剤(a)と溶剤(b)を混合した混合液Bを、それぞれ添加する方法、
5)溶剤(a)と溶剤(b)を混合した混合液Aと、溶剤(a)と溶剤(b)を混合した混合液Bを混合して添加する方法、
のいずれの方法でも良い。
まず、初めに溶剤(a)と溶剤(b)とを、質量比(a)/(b)=29/71〜90/10で含む洗浄液が入った洗浄槽1に、被洗物を投入して、被洗物の汚れを洗浄する。次に、溶剤(b)が入ったリンス槽2で、被洗物をリンスする。
洗浄槽1の汚れを含んだ洗浄液は、洗浄液送液用配管12を通して、混合槽4に送液される。また、洗浄槽1に備えられているヒーター19により、蒸気圧が高い溶剤(b)が蒸発し、冷却管7によって、溶剤(b)は凝縮される。その凝縮された溶剤(b)も、凝縮液用配管8から、水分離器3を経て、混合槽4へ送液される。ちなみに、リンス槽2から溶剤(b)を混合槽4へ送液しても良い。
その後、汚れが析出した洗浄液を分離槽5に送液する。この洗浄液中には、汚れが溶解せず微分散しており、この汚れを除去するために、フィルターを通して、汚れを該洗浄液から分離除去する。分離槽内で浮遊し、上層に分離した汚れは、ある一定量溜まると電磁弁6が働き系外に放出される。そして、汚れが除去された清浄な洗浄液は、送液用配管16から再び洗浄槽1に戻されることになる。
なお、本発明に用いられる評価方法及び測定方法、及び各試験条件に用いた試験油および評価の油分離率は下記の通りである。
溶剤(a): 3−メチル−3−メトキシブタノールと3−メチル−3−メトキシブチルアセテート(質量比率が、3−メチル−3−メトキシブタノール/3−メチル−3−メトキシブチルアセテート=40/60)
溶剤(b):2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタンと、メチルパーフルオロブチルエーテル及びメチルパーフルオロイソブチルエーテル(質量比率が、HFC365mfc/HFE7100=90/10、HFC365mfc:2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタン、HFE7100:メチルパーフルオロブチルエーテルとメチルパーフルオロイソブチルエーテルの混合物)
洗浄液:溶剤(a)と溶剤(b)を50:50で混合したものを用いる。
A:切削油(ユニカットテラミAM30(商標)、新日本石油(株)製)
B:プレス油(ユニプレステラミDP68(商標)、新日本石油(株)製)
C:塑性加工油(ユシロンフォーマーFM220(商標)、ユシロ化学工業(株)製)
D:引抜き油(マスタードロー533WD(商標)、出光興産(株)製)
洗浄液100mlに油を5mlを投入し、1時間オートシェーカーで振とうし、汚れを含んだ洗浄液とする。そこに、溶剤(b)を加えて、溶剤(a)/溶剤(b)質量比を変えて、試験液とする。この試験液を、1時間オートシェーカーで振とうし、振とう直後の分散液および振とう後1時間放置させた分散液を各々5mlサンプリングする。これらの分散液をアルミカップに入れ、真空乾燥機で80℃、1時間、0torrの条件で乾燥させ、乾燥残分を求め、これを油分とし、油分離率を下記の式により計算した。
W1(g):振とう直後の分散液5mlの乾燥残分
W2(g):振とう後1時間放置させた分散液5mlの乾燥残分
油分離率(%)=(W1−W2)/W1×100
評価は以下の基準による。
◎:油分離率 60%以上
○:油分離率 40%以上60%未満
×:油分離率 40%未満
試験液に、溶剤(b)を、溶剤(a)と溶剤(b)の質量比10/90がとなるように添加し、試験液とした。この試験液を用いて上記の操作により油分離率を測定した。各試験油の油分離率は切削油79%、プレス油79%、塑性加工油89%、引抜き油82%であり、非常に良好な結果を示した。
試験液に、溶剤(b)を、溶剤(a)と溶剤(b)の質量比25/75がとなるように添加し、試験液とした。それ以外は実施例1と同様に行い、油分離率を測定した。油分離率はいずれの試験油においても50%以上であった。試験結果を表1に示す。各試験油の油分離率は切削油61%、プレス油63%、塑性加工油80%、引抜き油72%であり、非常に良好な結果を示した。
溶剤(a)と溶剤(b)を質量比40/60で混合し、混合液Aとする。そして溶剤(a)と溶剤(b)を質量比10/90で混合し、混合液Bとする。これらの混合液A、混合液Bを、試験液に、溶剤(a)と溶剤(b)の質量比25/75がとなるように添加し、試験液とする。それ以外は実施例1と同様に行い、油分離率を測定した。試験結果を表1に示す。各試験油の油分離率は切削油62%、プレス油64%、塑性加工油83%、引抜き油75%であり、非常に良好な結果を示した。
試験液に、溶剤(b)を、溶剤(a)と溶剤(b)の質量比30/70がとなるように添加し、試験液とした。それ以外は実施例1と同様に行い、油分離率を測定した。油分離率はいずれの試験油においても40%以上であった。試験結果を表1に示す。各試験油の油分離率は切削油40%、プレス油44%、塑性加工油65%、引抜き油57%であり、良好な結果を示した。
試験液に、溶剤(b)を、溶剤(a)と溶剤(b)の質量比50/50がとなるように添加し、試験液とした。それ以外は実施例1と同様に行い、油分離率を測定した。油分離率はいずれの試験油においても40%未満であった。試験結果を表1に示す。各試験油の油分離率は切削油2%、プレス油10%、塑性加工油38%、引抜き油32%であり、油分離率は低かった。
試験液に、溶剤(b)を、溶剤(a)と溶剤(b)の質量比70/30がとなるように添加し、試験液とした。それ以外は実施例1と同様に行い、油分離率を測定した。各試験油の油分離率は切削油0%、プレス油0%、塑性加工油21%、引抜き油11%であり、油分離率はさらに低い結果を示した。切削油、プレス油は完全に溶解し分離は全く認められなかった。
2リンス槽
3水分離器
4混合槽
5分離槽
6電磁弁
7冷却管
8凝縮液用配管
9水分離後の凝縮液用配管
10凝縮液送液用
11送液用ポンプ
12洗浄液送液用配管
13送液用ポンプ
14送液用配管
15送液用ポンプ
16送液用配管
17送液用ポンプ
18超音波
19ヒーター
Claims (4)
- 20℃における蒸気圧が1.33×103Pa未満の成分を含有する溶剤(a)と、20℃における蒸気圧が1.33×103Pa以上の成分を含有する溶剤(b)とを、質量比(a)/(b)=29/71〜90/10で含む洗浄液を用いて、被洗物の汚れを洗浄した後に、該汚れを含んだ洗浄液の溶剤(a)と溶剤(b)の質量比を(a)/(b)=10/90〜29/71にすることで、汚れを含んだ洗浄液から、汚れを分離除去する方法。
- 溶剤(a)がグリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類及びヒドロキシカルボン酸エステル類から選ばれる一種または二種以上を含む溶剤であり、溶剤(b)が非塩素系フッ素化合物を含む溶剤である請求項1に記載の汚れを分離除去する方法。
- 溶剤(a)が3−メチル−3−メトシキブタノールと3−メチル−3−メトシキブチルアセテートとを含む溶剤であり、溶剤(b)が2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタン並びに、メチルパーフルオロブチルエーテル及びメチルパーフルオロイソブチルエーテルを含む溶剤である請求項1に記載の汚れを分離除去する方法。
- 3−メチル−3−メトシキブタノールと3−メチル−3−メトシキブチルアセテートの質量比が80/20〜20/80であり、2H,2H,4H,4H,4H−フルオロブタンと、メチルパーフルオロブチルエーテル及びメチルパーフルオロイソブチルエーテルの混合物の質量比が99/1〜70/30である請求項3に記載の汚れを分離除去する方法。
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