JP5357525B2

JP5357525B2 - 洗浄液および洗浄方法

Info

Publication number: JP5357525B2
Application number: JP2008310116A
Authority: JP
Inventors: さなえ杉山; 勇治小柳; 庸一伊澤; 智教鎌鹿
Original assignee: Parker Corp; Toho Sheet and Frame Co Ltd
Current assignee: Parker Corp; Toho Sheet and Frame Co Ltd
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: JP2010131527A

Description

本発明は、鉄道車輛、バス、路面電車、各種建物などの窓などの透明部材の洗浄液および透明部材の洗浄方法に関する。

新幹線車輛をはじめとする鉄道車輛、バス、路面電車、各種建物などの窓ガラスや外装ガラスは、雨、埃、空気中の腐食性ガスなどによって経時的に汚染され、その外観や透明性が損なわれる。これらの窓ガラスの短期の汚染は、水洗いなどにより容易に除去できるが、水洗を繰り返してもガラスの汚染は徐々に進行し、このような汚染は単なる水洗や界面活性剤によっては除去することができない。このような長期汚染は、窓の表面に珪素系の水垢が発生・蓄積することによるとされている。

上記珪素化合物の汚れの除去は、ガラス表層を研磨剤などを使用して削り取ることによって可能であるが、この研磨法は作業者によって効果のバラツキが発生する、作業時間が長い、研磨機の電源が必要となる、専用の電動工具を必要とするなどの欠点があった。また、この方法ではガラス表面に傷が残ったり、窓のコーナー部など、研磨工具が届かないところの水垢の除去ができないという課題が残っている。

上記研磨法に代えて、フッ素化合物と界面活性剤と酸とを含むガラス表面処理用水性組成物が提案されている（特許文献１）。また、窓ガラスをフッ化水素系洗浄液で洗浄後、シリコーン系被覆材により窓ガラスを被覆するガラス表面保護処理方法が提案されている（特許文献２）。
特開２０００−１５４０４３号公報特開２０００−１５４０４２号公報

例えば、鉄道車輛などの窓ガラスは、その洗浄時に取り外すことはできず、殆どの場合に垂直の状態で洗浄されることから、前記特許文献に記載の洗浄液を使用すると、洗浄液の液だれが著しく、また、早期の乾燥などによって洗浄液と水垢とが十分に反応できず、洗浄液と水垢とが反応する前に洗浄液が流下したり、乾燥したりして水垢を十分かつ均一に除去することができなかった。また、このような課題を解決すべく強力な洗浄液を使用すると、ガラスの表層を必要以上に溶解しクラックの原因になったり、窓ガラスの厚みの均一性が失われ、ガラスを通して見る物体が歪んで見えるなどの視認性が低下した。

また、近年では、表面にシリコンハードコート層を設けたポリカーボネート樹脂板が車輛の窓ガラスとして使用されているが、この窓ガラスの水垢洗浄においても上記と同じ問題があり、特に強力な洗浄液を使用すると、洗浄液によって上記ハードコート層が損傷し、ポリカーボネート板自体の耐久性を低下させるという課題があり、前記特許文献に記載の方法は実用化されなかった。また、車輛などの窓ガラスは、安全性向上などの目的により年々高機能化しており高価になっているので、汚染された窓ガラスの交換は不経済となっている。

従って本発明の目的は、水垢によって汚染された窓ガラスなどの透明部材を、その表面やハードコート層を損傷させることなく、十分かつ経済的に洗浄可能な洗浄液、および透明部材の洗浄方法を提供することである。

上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、水溶性フッ素化合物０．１〜１０質量％と、酸と、増粘剤０．１〜５質量％と、乾燥防止剤３〜６０質量％とを水中に含有し、ｐＨが６以下であり、温度２５℃における粘度が、３０〜１０，０００ｍＰａ・ｓであり、温度２５℃で１０分間の蒸発速度が、２０質量％以下であることを特徴とする透明部材の洗浄液（以下単に「洗浄液」という場合がある）を提供する。

上記本発明の洗浄液は、界面活性剤を含有せず、合成樹脂板の洗浄に用いられることが好ましく、合成樹脂板が、ハードコート被覆ポリカーボネート板又はハードコート被覆アクリル樹脂板であることが好ましい。本発明においては、前記乾燥防止剤が、ソルビトールであることが好ましい。

また、本発明は、上記本発明の洗浄液を上記の如き各種透明部材に塗布し、液保持時間を１分間以上とし、その後に水洗することを特徴とする透明部材の洗浄方法を提供する。本発明においては、前記洗浄液を塗布量１００〜３００ｇ／ｍ ² となるように塗布することが好ましい。

本発明によれば、水垢によって汚染された窓ガラスなどの透明部材を、その表面やハードコート層を損傷させることなく、十分かつ経済的に洗浄可能な洗浄液、および透明部材の洗浄方法を提供することができる。

次に発明を実施するための最良の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
本発明の洗浄液を構成する水溶性フッ素化合物としては、例えば、フッ化水素、酸性フッ化アンモニウム、酸性フッ化ナトリウム、酸性フッ化ナカリウムなどの酸性物質、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウムなどの中性から弱アルカリ性物質が挙げられ、これらの少なくとも１種が使用できる。取り扱い安全性の面から中性および弱アルカリ性物質が使用でき、さらに好ましくは水への溶解性に優れるフッ化カリウムおよびフッ化アンモニウムが挙げられる。

本発明の洗浄液における水溶性フッ素化合物の含有量は０．１〜１０質量％の範囲であり、０．３〜４質量％が実用上好ましい。水溶性フッ素化合物の含有量が０．１質量％未満であると、得られる洗浄液の水垢に対する十分な洗浄力が得られず、一方、含有量が１０質量％を超えると洗浄力が強過ぎて、短時間で被洗浄物表面を劣化させるため、洗浄に十分な作業時間を確保することができない。

本発明の洗浄液を構成する酸としては有機酸および／または無機酸であり、例えば、酢酸、シュウ酸、クエン酸、ヒドロキシ酢酸などの有機酸；硫酸、塩酸、燐酸などの無機酸が挙げられ、これらの少なくとも１種が使用される。特に臭気の殆どないクエン酸、ヒドロキシ酢酸、硫酸、燐酸が好ましく、さらに比較的温和で人体に対して影響が低いクエン酸、ヒドロキシ酢酸、燐酸が特に好ましい。その使用量は、洗浄液の水素イオン指数（ｐＨ）が６以下になる範囲、好ましくはｐＨが２〜６になる使用量である。

本発明の洗浄液は、前記水溶性フッ素化合物と酸とに加えて、増粘剤および／または乾燥防止剤を含有する。増粘剤および乾燥防止剤の両方を含むことが特に好ましい。

本発明の洗浄液を構成する増粘剤としては、水に溶解する水溶性高分子物質であればよく、例えば、グアーガム、ローカストビーンガム、澱粉、アラビアガム、トラガントガム、カラギーナン、アルギン酸などの植物系多糖類、キサンタンガム、ジェランガムなどの微生物などの動物系高分子物質、カルボキシメチル化澱粉、カチオン化澱粉などの澱粉誘導体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ヒドロキシプロピルグアーガム、カチオン化グアーガム誘導体、アルギン酸プロピレングリコールなどのアルギン酸誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイドなどの合成高分子化合物が挙げられ、これらの少なくとも１種が使用される。

なかでも耐酸性に優れたキサンタンガムが好ましい。これらの増粘剤の使用量は、洗浄液の２５℃における粘度が３０〜１０，０００ｍＰａ・ｓになる量、好ましくは１００〜６，０００ｍＰａ・ｓになる量であり、例えば、洗浄液中で０．１〜５質量％となる量、好ましくは０．３〜２質量％となる量である。

本発明の洗浄液を構成する乾燥防止剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトールなどの多価アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリグリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテルなどが挙げられ、これらの少なくとも１種が使用される。

上記乾燥防止剤の使用量は、洗浄液の３〜６０質量％になる量、好ましくは５〜３０質量％になる量である。含有量が３質量％未満では、洗浄液の塗布膜が十分な保湿効果が得られず、一方、６０質量％を超えると、他成分の溶解性が低下し、均一な水溶液の洗浄液が得られない。

本発明の好ましい実施形態は、洗浄液が前記増粘剤と上記乾燥防止剤とを同時に含有する態様であり、この態様では窓ガラスに塗布した洗浄液の液だれおよび乾燥を十分に抑制して、洗浄液と窓の汚染物の反応時間を十分に確保することができる。この態様における洗浄液中の増粘剤の好ましい含有量は０．２〜５質量％であり、乾燥防止剤の好ましい含有量は５〜３０質量％である。

なお、本発明で使用する水は、特に限定されず、水道水、工業用水、脱イオン水など、何れの水であってもよい。また、本発明の洗浄液の調製は前記各成分を単に混合して水に溶解させるのみで行うことができる。さらに本発明の洗浄液は、本発明の目的を損なわない範囲において、界面活性剤、防錆剤、着色剤、香料などの助剤も含み得る。

上記本発明の洗浄液は、一般鉄道車輛、新幹線などの高速鉄道車輛、路面電車、バスなどの各種乗り物の窓ガラス、ホテル、レストラン、デパートなどの商業施設のフロントファサードガラスやショーウインドーガラスなどの建物の外装ガラスの洗浄に有用である。また、近年、新幹線車輛の窓ガラスに採用されつつある透明合成樹脂板、例えば、表面にハードコート層が形成されたアクリル樹脂板や同様のハードコート層が形成されたポリカーボネート板の洗浄に有用であり、これらのハードコート層を損なうことなく、表面に付着した水垢汚染を十分に洗浄除去することができる。

本発明の透明部材の洗浄方法は、上記本発明の洗浄液を使用することが特徴である。洗浄方法は、洗浄液に透明部材を浸漬後引き上げる一般的な洗浄方法でもよいが、前記の如き各種透明部材は通常取り外し不能であるので、例えば、固定されている窓ガラスや外装ガラスの表面にスプレー、刷毛、スポンジ、ローラーなどにより、塗布量１００〜３００ｇ／ｍ²の割合で塗布し、好ましくは１分間以上、より好ましくは１〜６０分間放置して洗浄液と水垢とを十分に反応させた後水洗することが好ましい。

本発明の洗浄液は、洗浄液の粘度が増粘剤によって高められているので、垂直状態の透明部材であっても１分間以上は流下せずに維持され、また、乾燥防止剤を含有していることから、ガラスに塗布された洗浄液は乾燥が防止されるので、洗浄液中の成分と水垢とが十分に反応し、むらなく水垢が除去される。

次に実施例、参考例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、文中「％」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
実施例１〜５、参考例６、７および比較例１〜３（洗浄液）
下記表１、２に記載の各成分を水に溶解して実施例、参考例および比較例の洗浄液を調製し、そのｐＨ、粘度（ｍＰａ・ｓ）および蒸発速度（２５℃で１０分間での蒸発％）を求めた。

実施例８〜１２、参考例１３、１４および比較例４〜６（洗浄方法）
被洗浄物として、鉄道車輛に６年間使用して水垢が付着したシリコーンハードコート層を有するポリカーボネート樹脂製の窓ガラスを用意し、これを垂直状態に維持して、そのハードコート層面に前記実施例１〜５、参考例６、７および比較例１〜３の各洗浄液を、ハンドローラーを使用して塗布量２００ｇ／ｍ²で塗り延ばし、１分間および１０分間放置後に、不織布により洗浄液を拭き取り、さらに水洗乾燥後に洗浄状態を目視観察して下記表３、４の結果を得た。

表３、４における評価方法と評価基準は下記の通りである。
［洗浄力］
目視により水垢汚れの除去状態を評価した。
◎：汚れの残留がなく、平滑面となった。
○：大部分の汚れが除去されているが、薄く水垢の痕跡がある。
△：水垢汚れの溶解除去が認められるが、一部汚れが残留している。
×：汚れが全く除去されていない。
［乾燥性］
垂直面に洗浄液を塗布し、各放置時間終了時の乾き具合を目視評価した。
◎：塗布時と同様の状態で乾燥していない。
○：やや乾燥しているが、十分に濡れ性を保っている。
△：部分的に乾燥が認められる。
×：全体に乾燥している。

［作業性］
洗浄液の塗布時の塗り延ばし易さを官能評価した。
◎：塗り延ばし性良好で、短時間で塗布できる。
○：やや延び難いが、問題なく塗布できる。
△：延び難いが、塗布はできる。
×：塗布し難い（延び難く塗布に時間を要する。または液だれし、塗り難い）。
［保持性］
洗浄液を塗布後に、各放置時間での液だれ度合いを目視観察で評価した。
◎：殆ど液だれしない。
○：やや液だれするが、十分に液を保持している。
△：液膜がやや薄くなっている。
×：液だれし、液不足となる。

［外観変化］
洗浄後の板の表層状態を目視観察で評価した。
◎：全く変化が認められず、透明で平滑である。
○：透明で平滑であるが、若干の曇りが認められる。
△：一部に若干の曇りが認められる。
×：白化、黄変している。
［耐擦傷性］
スチールウールで洗浄面を一定方向に１０往復擦り、傷のつき具合を目視観察で評価した（ハードコート層の損傷の度合いを示す）。
◎：スチールウールが滑り、全く傷がつかない。
○：滑りはないが、傷つかない。
△：若干の小傷がついた。
×：擦り傷がついた。

以上の表３、４に記載の通り、洗浄液のうち、増粘剤と乾燥防止剤の両方を含む洗浄液（実施例１〜５）は、すべての評価項目において実用可能以上の性能を有し、増粘剤または乾燥防止剤の一方を含む洗浄液（参考例６、７）は、実用性があり、一方、増粘剤と乾燥防止剤のいずれも含まない比較例３の洗浄液は、洗浄液の保持性、乾燥性、表層への影響において劣り、水溶性フッ素化合物を含まない比較例１、クエン酸を含まない比較例２はいずれも洗浄性がなく実用性がない。

本発明によれば、水垢によって汚染された窓ガラスなどの透明部材を、その表面やハードコート層を損傷させることなく、十分かつ経済的に洗浄可能な洗浄液、および透明部材の洗浄方法を提供することができる。
特に洗浄液に、増粘剤を含有させることで、洗浄液の塗布時の飛散や塗布後の液だれを防ぎ、水垢と洗浄剤成分との反応が十分行われる反応時間が確保でき、また、乾燥防止剤を含有させることで、塗布膜の乾燥を防止し、洗浄剤成分の濃度を一定に維持でき、乾燥による濃縮で被洗浄物の表層を損傷させる畏れがなく、従って洗浄液の付着時間の管理が容易となった。

Claims

水溶性フッ素化合物０．１〜１０質量％と、酸と、増粘剤０．１〜５質量％と、乾燥防止剤３〜６０質量％とを水中に含有し、
ｐＨが６以下であり、
温度２５℃における粘度が、３０〜１０，０００ｍＰａ・ｓであり、
温度２５℃で１０分間の蒸発速度が、２０質量％以下であることを特徴とする透明部材の洗浄液。
界面活性剤を含有せず、合成樹脂板の洗浄に用いられる請求項１に記載の洗浄液。
前記合成樹脂板が、ハードコート被覆ポリカーボネート板又はハードコート被覆アクリル樹脂板である請求項２に記載の洗浄液。
前記乾燥防止剤が、ソルビトールである請求項１〜３のいずれか一項に記載の洗浄液。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の洗浄液を透明部材に塗布し、液保持時間を１分間以上とし、その後に水洗することを特徴とする透明部材の洗浄方法。
前記洗浄液を塗布量１００〜３００ｇ／ｍ ² となるように塗布する請求項５に記載の洗浄方法。