JP3573178B2 - ノンリンス洗浄剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の洗浄に関するものであり、特にノンリンス型の水系洗浄剤に関する。さらに詳しくは、式（１）で示される化合物を含有する水溶液からなり、油分や切削屑等の汚れを除去した後、水洗することなく乾燥しても、清浄な外観が得られるノンリンス型洗浄剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属洗浄においては、フロンや塩素系溶剤を用いた洗浄が主に行われてきた。しかし、これらの溶剤は環境破壊を引き起こすことから、世界的に使用が規制されてきており、これに代わる代替技術が強く求められている。このため、これらの産業界では水系洗浄への転換が進んでおり、水系の洗浄剤を用いる洗浄方法や、洗浄薬剤を使用せず物理的方法のみによる水洗浄等の方法が行われてきている。
【０００３】
水系洗浄剤による洗浄では、油分・切削屑等の汚れを洗浄剤で除去した後、製品に付着した洗浄剤成分を多量の水によりリンスして除去するリンス型洗浄剤による方法が一般的である。しかし、従来、フロン・塩素系溶剤のみを使用していて排水処理設備を有していない施設や、排水設備の能力上、排水を増やすことのできない施設では、水系洗浄剤の採用が容易でなく、水リンスが不要なノンリンス型水系洗浄剤が切望されている。
【０００４】
洗浄剤成分を使用せず、加熱・超音波・高圧ジェット等の物理的手段のみを用いて汚れを除去する水洗浄では、排水処理に関する負担は非常に軽減する。しかし、上記の洗浄剤を用いる方法も含めて、これらの水系洗浄方法においては、洗浄後の乾燥工程において、乾燥ムラ・乾燥シミが発生しやすく、これらの外観不良要因の防止対策が必要である。
【０００５】
乾燥ムラ・乾燥シミの原因としては、水洗水質に起因する蒸発残渣、及び、乾燥時の酸化に大別できる。水質に起因する蒸発残渣による不良は、リンス水洗水の水質を管理することで防止できるが、酸化による不良を防止することは容易ではなく、種々の方法が提案されている。
【０００６】
例えば、真空乾燥・窒素雰囲気下での乾燥等が挙げられるが、真空乾燥法は設備費が高価になり、作業能率も低い。又、窒素雰囲気下での乾燥も設備費が高価であり、更に、多くの窒素を使用することからコストが高くなる。これらの乾燥方法は、特殊な製品の場合のみに適用される。
【０００７】
又、薬剤を用いる酸化防止技術としては、特開昭５３−５５４２７号公報や特開平２−１２５８８７号公報に挙げられているように水中の溶存酸素を除去する脱酸素剤を使用する方法が知られている。しかし、脱酸素剤の使用は、主に水洗工程における水中での金属の酸化防止を目的としており、水中の有限量の溶存酸素を除去することが使用目的である。一方、通常の乾燥工程は大気中で行われる為、絶えず酸素が存在する雰囲気であり、存在する酸素全てを脱酸素剤で除去して金属酸化を防止することは不可能である。又、従来の脱酸素剤成分を含んだ水溶液が付着したまま乾燥すると脱酸素剤成分が蒸発残渣として析出し、乾燥ムラ・シミとなる。
【０００８】
リンス水洗後、溶剤で処理し、製品表面の水を置換除去する水切り置換法は広い分野で一般的に採用されており、この方法によれば乾燥時の酸化は防止される。しかし、この水切り置換法でも使用される溶剤はフロン・塩素系溶剤であり、近年、これらの代替技術としてイソプロパノール等の低毒性溶剤の使用が提案されているが、これらの溶剤は引火性（可燃性）であり、フロン・塩素系溶剤に比べて安全性に問題があり、又、設備費が高価になるという欠点がある。
【０００９】
これらの種々の酸化防止方法はいずれも不十分であり、酸化による外観不良等を防止することは従来技術では困難であった。
【００１０】
特に、排水処理に関する負担が軽減するノンリンス型洗浄剤を用いる場合には、リンス型洗浄剤と同様に、酸化に起因する乾燥ムラ・乾燥シミを防止することが困難なばかりではなく、洗浄成分に起因する蒸発残渣による乾燥ムラ・乾燥シミも発生し、これを防止することも容易ではない。ノンリンス洗浄剤としては、例えば、特開平６−８０９９５号公報が挙げられる。しかしこの公報に記載の洗浄剤においては乾燥後に洗浄剤成分が製品表面に薄膜状に残留し好ましくない。ノンリンス洗浄、即ち、溶剤が付着したまま乾燥することが可能である溶剤洗浄に代替できるノンリンス型水系洗浄剤の工業的な実施は殆ど採用されていないのが現状である。
【００１１】
水系洗浄剤に比べフロン又は塩素系溶剤は洗浄能力、取り扱い性などの観点からは非常に優れた洗浄剤であるが、近年、地下水汚染、大気汚染、オゾン層破壊等の環境問題で水系洗浄への転換を進めることが望まれる。しかし、それには、以上で述べてきたいくつかの水系洗浄の欠陥を改善する必要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、環境破壊を起こす溶剤類による洗浄方法に代る技術として、乾燥ムラ・乾燥シミの発生を防止し、更にリンス水洗を不要とする水系洗浄剤を提供することである。
【００１３】
【問題を解決するための手段】
本発明者等はフロン又は塩素系溶剤等を用いた洗浄方法に代る技術について鋭意研究した結果、式（１）で示される化合物を含有する水溶液からなる洗浄剤は、リンス水洗することなく洗浄剤が付着したまま製品を乾燥しても、製品に洗浄剤成分が残留することなく、清浄な製品が得られると同時に酸化に起因する乾燥ムラ・シミを防止することを見い出した。
【００１４】
すなわち、本発明は式（１）で示されるヒドロキシルアミン化合物を含有する水溶液からなるノンリンス型洗浄剤に関する。
【００１５】
【化２】

【００１６】
（式中Ｒ_１ 、Ｒ_２ 、Ｒ_３ は水素又はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、フェニル基であり、これらの基は置換基を有してもよい。）
【００１７】
【発明の実施の態様】
本発明は、式（１）で示されるヒドロキシアミン化合物を含有する水溶液からなる洗浄剤で処理した後、水洗することなく直接乾燥することができるノンリンス洗浄剤である。
【００１８】
本発明に使用する式（１）で示される化合物は、乾燥工程において蒸発又は分解飛散し、製品表面に残留せず、更に製品の酸化を防止する効果が高い。乾燥条件で異なるが、式（１）で示される化合物は沸点又は分解温度が、室温〜１８０℃の範囲にあるものが好ましく、通常は室温〜１５０℃の範囲にあるものが最適である。沸点又は分解温度が室温以下の化合物は、酸化による乾燥ムラ・シミ発生の防止効果は良好であるが、取り扱いが困難になり、好ましくない。
【００１９】
一方、沸点又は分解温度が１８０℃以上の化合物は、酸化防止効果は高いが、乾燥後の製品に洗浄剤成分が残留し、乾燥ムラ・シミの原因となると同時に清浄な表面を有する製品を得ることが困難になる。乾燥温度を高くすれば、この欠陥を防止できるが、取り扱い性、経済性の観点から好ましくない。１５０℃〜１８０℃の沸点又は分解温度を示す化合物は、酸化防止効果が高く、外観の良好な製品を得ることができるが、製品表面の清浄度が劣る傾向にある。室温〜１５０℃の沸点又は分解温度を有する化合物が、入手のし易さ取り扱いの点ならびに酸化防止効果も高く、乾燥ムラ・シミのない良好な外観を得ると同時に清浄な製品を確保でき最適である。
【００２０】
式（１）で示される化合物について、好ましい化合物を具体的に例示すると、ヒドロキシルアミン、Ｏ−メチルヒドロキシルアミン、Ｏ−エチルヒドロキシルアミン、Ｎ−メチルヒドロキシルアミン、Ｎ， Ｎ−ジメチルヒドロキシルアミン、Ｎ， Ｏ−ジメチルヒドロキシルアミン、Ｎ−エチルヒドロキシルアミン、Ｎ， Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン、Ｎ， Ｏ−ジエチルヒドロキシルアミン、Ｏ， Ｎ， Ｎ−トリメチルヒドロキシルアミン、Ｎ−（２−メトキシエチル）ヒドロキシルアミン、Ｎ−アリルヒドロキシルアミン、Ｎ， Ｏ−ジアリルヒドロキシルアミン、Ｎ−フェニルヒドキシルアミン、Ｎ−ベンジルヒドロキシルアミン、Ｏ−シクロヘキシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルヒドロキシルアミン等が挙げられる。これらのうちヒドロキシルアミン、Ｎ， Ｎ− ジエチルヒドロキシルアミンが特に最適である。
【００２１】
本発明の実施に際して、水溶液中における式（１）で示される化合物の濃度は一般的には、少なくとも１ｐｐｍ以上である。１ｐｐｍ未満でも、効果はあるが製品の種類、形状、水質、乾燥方法によっては、乾燥ムラ・シミが発生する場合がある。又、乾燥ムラ・シミに関し上限濃度は特に制限は無いが、一般的には、取り扱い性、経済性等を考慮して１０％を超える濃度で用いることは不適当である。
【００２２】
実際的には、取り扱い性、経済性等、更には被処理製品の種類、形状、水質、乾燥方法などを考慮し、通常２０ｐｐｍ以上好ましくは５０ｐｐｍ〜１％に保持することが好適である。
【００２３】
製品の種類、形状、汚れの種類、量等によっては洗浄力、浸透力が不足し、洗浄効果を満足しない場合、洗浄液の流動や製品の揺動・回転等による攪拌洗浄、超音波洗浄、加熱洗浄、スプレー洗浄等の物理的手段を併用することが好適である。
【００２４】
本発明の洗浄剤には、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等の水溶性アルコール、モノエタノールアミン、ジタノールアミン等のアルカノールアミン、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル等のグリコールエーテル等の公知の洗浄剤成分と式（１）で示される化合物とを組み合わせて使用することも有効である。これらの洗浄剤成分は乾燥工程にて蒸発飛散し、蒸発残渣に起因する乾燥ムラ・シミを発生しないと同時に、式（１）で示される化合物の乾燥工程における酸化防止効果を阻害しないため、これらの配合は洗浄能力を向上させる効果があり、好ましい態様の一つである。
【００２５】
又、浸透性を向上させるため、本発明の洗浄剤に製品の種類、形状、汚れの種類、量、目的、用途に応じて微量の界面活性剤を配合することもできる。界面活性剤の種類、性質にもよるが、一般的には、１，０００ｐｐｍを超える添加は乾燥ムラ、シミの原因になる場合があり好ましくない。したがって、界面活性剤を配合する場合は１，０００ｐｐｍ以下が好ましい。この場合は、乾燥ムラ、シミが発生し難く、洗浄液の表面張力を低下させ、浸透性を増すばかりでなく、洗浄力が向上する。
【００２６】
本発明の洗浄剤による洗浄方法は通常、浸漬、攪拌、噴霧、超音波照射等の手段により実施される。また、製品の種類、形状、汚れの種類、量、製品の生産量にもよるが、洗浄工程を多段方式とすることが好ましい場合がある。洗浄工程が多段の場合、最終槽で式（１）で示される化合物濃度が少なくとも１ｐｐｍ以上あれば、その他の洗浄槽の濃度は特に制限はなく任意である。
【００２７】
洗浄時間は製品の種類、形状、汚れの種類、程度あるいは洗浄方法等により異なり特に制限はない。しかし、実用的には１０〜１，８００秒が好ましい。１０秒未満の場合洗浄不足になりやすく、製品に乾燥ムラ・シミが発生する場合がある。１，８００秒を越えても、洗浄効果それ自体には問題はないが、生産性、経済性の観点より不適当である。
【００２８】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、以下の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
実施例１
テストピース（鉄鋼、ＳＳ４００、５０×３０ｍｍ）をアセトン及びメタノールで超音波洗浄後、５ｗｔ％硫酸水溶液で酸洗する。次いで、水洗後乾燥して、デシケータ中に放置した後秤量した（清浄なテストピースの重量：Ａ）。これを下記金属切削油（Ａ）中に室温にて３分間浸漬した後、１００℃・３０分間オーブンにて乾燥する。次いで、デシケータ中に放置後、未乾燥の油分を清浄な布で拭きとり秤量した（油分付着重量：Ｂ）。こうして、油分を付着させた洗浄性評価用サンプルを作製した。
次いで、１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液にて、５０℃、１５分間浸漬超音波洗浄後、直ちに１００℃、３０分間オーブンにて乾燥する。次いで、デシケータ中に放置後、秤量した（洗浄後重量：Ｃ）。
試験に用いた金属切削油（Ａ）
水溶性切削油（三菱石油（株） 商品名 ダイヤリッチカット１０１Ａ）
【００３０】
実施例２
実施例１に使用した１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに、１，０００ｐｐｍ Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン含有水溶液を用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００３１】
実施例３
実施例１に使用した１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに、１０，０００ｐｐｍ Ｎ−メチルヒドロキシルアミン含有水溶液を用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００３２】
実施例４
実施例１に使用した金属切削油（Ａ）を下記金属切削油（Ｂ）に、１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに、１０，０００ｐｐｍ Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン含有水溶液を用いた以外は実施例１と同様に行った。
試験に用いた金属切削油（Ｂ）
非水溶性切削油（三菱石油 （株） 商品名 ダイヤリッチカットＷ１２）
【００３３】
実施例５
実施例１に使用した１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに、１０，０００ｐｐｍヒドロキシルアミン，１０００ｐｐｍイソプロパノールの混合水溶液を使用する以外は実施例１と同様に行った。
【００３４】
実施例６
実施例１に使用した１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに、５０００ｐｐｍ Ｎ， Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン，１０００ｐｐｍジエタノールアミン，５００ｐｐｍプロピレングリコールモノメチルエーテルの混合水溶液を使用する以外は実施例１と同様に行った。
【００３５】
比較例１
実施例１に使用した１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに水のみを用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００３６】
比較例２
実施例４に使用した１０，０００ｐｐｍ Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに、水のみを用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００３７】
比較例３
実施例１に使用した１００ｐｐｍヒドロキシルアミン含有水溶液の代わりに１０００ｐｐｍジエタノールアミン，５００ｐｐｍプロピレングリコールモノメチルエーテル，５００ｐｐｍポリオキシエチレンラウリルエーテル，１０００ｐｐｍノナン酸の混合水溶液を用いた以外は実施例１と同様に行った。
【００３８】
洗浄性の比較
実施例１〜６、比較例１〜３について下記式より切削油の除去率を求め、下記基準で３段階に評価した。

○：除去率９５％以上
△：除去率９０％以上９５％未満
×：除去率９０％未満
【００３９】
外観検査
実施例１〜６、比較例１〜３について乾燥後のテストピース外観を目視観察し、酸化及び蒸発残渣によるシミ・ムラを下記基準で４段階に評価した。
◎：酸化、蒸発残渣によるシミ・ムラはなく、非常に優れる
○：酸化、蒸発残渣によるシミ・ムラは殆どなく、優れる
△：酸化、蒸発残渣によるシミ・ムラが若干発生しやや劣る
×：酸化、蒸発残渣によるシミ・ムラが目立ち劣る
上記の結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【発明の効果】
本発明におけるノンリンス洗浄剤は、リンス水洗を必要とすることなく、フロン又は塩素系溶剤を用いた洗浄剤と同様に、清浄で、かつ、乾燥ムラ・シミのない良好な外観を有する製品が得られる。

Claims (1)

1. ヒドロキシルアミンを少なくとも１ｐｐｍ以上含有する水溶液からなるノンリンス洗浄剤。