JP5838679B2 - Cleaning liquid - Google Patents
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Description
本発明は、洗浄液に関するものであり、特に、金型洗浄液に関するものである。 The present invention relates to a cleaning liquid, and more particularly to a mold cleaning liquid.
金属を様々な形に加工する手法の一つとして鋳造法がある。鋳造法は、融解した金属を型に流し込んだ後、硬化させて取り出す手法である。様々な鋳造法があるが、例えば、樹脂と鋳物砂の硬化物を鋳型として用いる。 There is a casting method as one of methods for processing metal into various shapes. The casting method is a technique in which molten metal is poured into a mold and then cured and taken out. There are various casting methods. For example, a cured product of resin and foundry sand is used as a mold.
樹脂と鋳物砂の硬化物を鋳型として用いる鋳造法は、まず樹脂と鋳物砂を混合したものを金型に充填し、アミン類や熱等によって硬化させ、鋳型を形成する。次に鋳型を金型から取り外し、高温で融解させた金属を鋳型に流しこみ、金属が硬化した後、鋳型から金属を取り出す。 In a casting method using a cured product of resin and foundry sand as a mold, a mold is first filled with a mixture of resin and foundry sand and cured by amines or heat to form a mold. Next, the mold is removed from the mold, and the metal melted at a high temperature is poured into the mold. After the metal is cured, the metal is taken out from the mold.
鋳型の成形を繰り返し行うと、金型表面に樹脂と砂の硬化物が徐々に固着する。金型によっては極めて高い精度が必要なものもあるため、そのまま使用を繰り返すと、鋳型の品質に支障をきたすことから、固着物を頻繁に除去する必要がある。 When molding of the mold is repeated, the cured product of resin and sand gradually adheres to the mold surface. Since some molds require extremely high accuracy, repeated use of the mold will hinder the quality of the mold, and therefore, it is necessary to frequently remove the fixed matter.
固着物除去にはハンマー、ブラシ、エアブラスト等の物理的方法を用いる方法や、適当な溶媒を用いて溶解または膨潤させて除去する方法、もしくはこの二つを組み合わせた方法等が用いられている。複雑な構造の金型では、自動洗浄による方法だけでは固着物の除去が困難である。そこで手作業による固着物の除去が必要になる場合もあり、手作業の時、人が洗浄液と接触する頻度が増すため、洗浄液は有害性が低いものが好ましい。また洗浄分野では有害性が懸念される溶媒は使用が控えられ、有害性の低い洗浄溶媒へ移行する傾向がある。 For removing the fixed matter, a method using a physical method such as a hammer, brush, air blast, a method of removing by dissolving or swelling using an appropriate solvent, or a method combining these two methods is used. . In a mold having a complicated structure, it is difficult to remove the sticking matter only by the automatic cleaning method. Therefore, there are cases where it is necessary to remove the fixed matter by manual work, and during manual work, the frequency with which a person comes into contact with the cleaning liquid increases. Therefore, it is preferable that the cleaning liquid has low toxicity. In the cleaning field, use of solvents that may be harmful is refraining from use, and there is a tendency to shift to less harmful cleaning solvents.
ジメチルスルホキシド(以下、DMSOと記載する場合がある)は、洗浄力、低有害性を同時に満たす溶媒であり、有害性の高い溶媒を用いる洗浄液の代替としての用途が広がりつつある。しかし、他の洗浄溶媒に比べると洗浄表面の材質によっては錆が生じる。微量の錆でも残ると鋳型に不良を生じ、また錆を落とすには工程を別途設けなければならず、その結果生産性が低下し、大きな問題になる。例えば、特許文献1では、DMSOとアニオン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤を含有する金型洗浄液が提案されているが、防錆効果は低い。 Dimethyl sulfoxide (hereinafter sometimes referred to as DMSO) is a solvent that simultaneously satisfies detergency and low toxicity, and its application as an alternative to a cleaning solution that uses a highly harmful solvent is expanding. However, rust occurs depending on the material of the cleaning surface compared to other cleaning solvents. If even a small amount of rust remains, the mold will be defective, and in order to remove the rust, a separate process must be provided. As a result, productivity is lowered, which becomes a serious problem. For example, Patent Document 1 proposes a mold cleaning solution containing DMSO and an anionic surfactant or a fluorosurfactant, but has a low rust prevention effect.
本発明は、洗浄後の金型表面の発錆を抑える洗浄液を提供することにある。本発明は、特に、DMSOを主成分とした洗浄液であって、鋳型を取り外した金型に固着した樹脂と砂を除去する金型に最適な洗浄液を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a cleaning liquid that suppresses rusting on the mold surface after cleaning. In particular, the present invention is to provide a cleaning liquid mainly composed of DMSO, which is most suitable for a mold that removes resin and sand fixed to a mold from which a mold has been removed.
前記課題を達成するため、本発明の洗浄液は下記の組成からなる。すなわち、脂肪酸グリセリルのうち、モノエステル、ジエステル、およびトリエステルの3種混合物とジメチルスルホキシドを含む洗浄液であって、洗浄液中のジメチルスルホキシドの含有量が、60〜95重量%であり、脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの重量混合比が、モノエステル:ジエステル:トリエステル=30〜70:20〜60:1〜30である洗浄液である。 In order to achieve the above object, the cleaning liquid of the present invention has the following composition. That is, the fatty acid glyceryl is a washing liquid containing a mixture of three kinds of monoester, diester, and triester and dimethyl sulfoxide, and the content of dimethyl sulfoxide in the washing liquid is 60 to 95% by weight. The weight ratio of monoester, diester, and triester is monoester: diester: triester = 30 to 70:20 to 60: 1 to 30 .
本発明のDMSOを含有する洗浄液は、脂肪酸グリセリルのうち、モノエステル、ジエステル、およびトリエステルの3種混合物を添加することによって、従来のDMSOを主成分とする洗浄液に比べて、金型表面に付着した鋳物砂と樹脂の固着物を除去後、金型表面の発錆を抑制することができる。 The cleaning liquid containing DMSO of the present invention has a surface on the mold surface, compared with a cleaning liquid mainly composed of DMSO, by adding a mixture of three kinds of fatty acid glyceryl, monoester, diester and triester. After removing the adhering foundry sand and resin, rusting on the mold surface can be suppressed.
本発明の洗浄液は、特に、金属を鋳造法で加工する際に用いる鋳型の製造時に使用した金型の表面を効果的に洗浄することができる。さらに、本発明の洗浄液は、樹脂と鋳物砂の硬化物からなる鋳型を金型から離型した後に、金型表面に付着した鋳物砂と樹脂を除去すると同時に、金型表面の発錆を抑制することができる。 In particular, the cleaning liquid of the present invention can effectively clean the surface of a mold used at the time of producing a mold used when a metal is processed by a casting method. Furthermore, the cleaning liquid of the present invention removes the molding sand and resin adhering to the mold surface after releasing the mold made of the cured resin and molding sand from the mold, and at the same time, rusts the mold surface. Can be suppressed.
本発明は、DMSOに脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの3種混合物を添加する洗浄液であって、洗浄液中のジメチルスルホキシドの含有量が、60〜95重量%であり、脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの重量混合比が、モノエステル:ジエステル:トリエステル=30〜70:20〜60:1〜30である洗浄液である。 The present invention relates to a cleaning liquid in which a mixture of three kinds of monoester, diester, and triester of fatty acid glyceryl is added to DMSO, and the content of dimethyl sulfoxide in the cleaning liquid is 60 to 95% by weight. monoesters, diesters, and the weight mixing ratio of the triester, monoester: diester: triesters = 30-70: 20-60: a wash solution is from 1 to 30.
本発明で用いるDMSOの製造方法に特に制限はない。例えばDMSOはジメチルスルフィドの酸化によって得られる。 There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of DMSO used by this invention. For example, DMSO is obtained by oxidation of dimethyl sulfide.
脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステルは、脱水反応する部位によって一般式、 Monoesters and diesters of fatty acid glyceryl have general formulas depending on the site of dehydration reaction,
(式中、R1は、脂肪酸グリセリルの脂肪鎖部位である。) (In the formula, R 1 is a fatty chain site of fatty acid glyceryl.)
(式中R1,R2は、脂肪酸グリセリルの脂肪鎖部位であり、同一であっても良いし異なってもよい)が例示されるが、いずれの構造の組み合わせであってもよい。 (Wherein R 1 and R 2 are fatty chain sites of fatty acid glyceryl and may be the same or different), but any combination of structures may be used.
脂肪酸グリセリルのジエステル、トリエステルは、分子内でそれぞれの脂肪鎖部位が同一のものであってもよいし、異なっていてもよい。 The fatty acid glyceryl diester and triester may have the same or different fatty chain sites in the molecule.
脂肪酸グリセリルの脂肪鎖部位の炭素鎖の炭素数は、好ましくは、12〜20である。炭素数が12より少ないと防錆効果が低下する場合がある。炭素数が20より多いと、DMSOに溶解しにくくなる場合がある。脂肪鎖部位の具体例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等があげられる。これらの脂肪鎖は単体であってもよいし、モノエステル、ジエステル、およびトリエステルがそれぞれ異なる種類の脂肪鎖のエステルで構成されてもよい。また、脂肪酸グリセリルの脂肪酸部位の炭素鎖は直鎖であっても枝分かれしていてもよい。 The carbon number of the carbon chain in the fatty chain portion of the fatty acid glyceryl is preferably 12-20. If the number of carbon atoms is less than 12, the rust prevention effect may be reduced. When there are more than 20 carbon atoms, it may be difficult to dissolve in DMSO. Specific examples of the fatty chain site include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and the like. These fatty chains may be a simple substance, or monoesters, diesters, and triesters may be composed of esters of different types of fatty chains. Moreover, the carbon chain of the fatty acid moiety of the fatty acid glyceryl may be linear or branched.
本発明で用いる脂肪酸グリセリルは、より好ましくは、モノオレイン酸グリセリル,ジオレイン酸グリセリル,トリオレイン酸グリセリルである。 The fatty acid glyceryl used in the present invention is more preferably glyceryl monooleate, glyceryl dioleate, or glyceryl trioleate.
本発明で用いる脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、および、トリエステルの混合物の製造方法は特に制限はない。例えば酸性条件下、脂肪酸とグリセリンの脱水反応によるエステル化によって脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの混合物を得ることができる。 There is no particular limitation on the method for producing a mixture of monoester, diester and triester of fatty acid glyceryl used in the present invention. For example, a mixture of monoester, diester and triester of fatty acid glyceryl can be obtained by esterification by dehydration reaction of fatty acid and glycerin under acidic conditions.
脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの重量混合比は、モノエステル:ジエステル:トリエステル=30〜70:20〜60:1〜30であり、好ましくは、モノエステル:ジエステル:トリエステル=40〜60:30〜50:2〜20である。防錆効果の検討から、この3成分の混合比の内、ひとつでも0の場合は、防錆効果が低下する。 Monoesters of fatty acids glyceryl diesters, and the weight mixing ratio of the triester, monoester: diester: triesters = 30-70: 20-60: 1 to 30, good Mashiku is monoester: diester: tri Esters = 40 to 60:30 to 50: 2 to 20. From the examination of the rust prevention effect, if any one of the mixing ratios of the three components is 0, the rust prevention effect is lowered.
脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの3種混合物の洗浄液中の含有量は、好ましくは、0.1〜5.0重量%、より好ましくは、0.5〜3.0重量%である。脂肪酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの3種混合物の含有量が0.1重量%より少ないと防錆力が弱くなる場合がある。5.0重量%よりも多いと、洗浄力が低下し、洗浄液が分離する場合がある。 The content of the mixture of three kinds of fatty acid glyceryl monoester, diester, and triester in the cleaning liquid is preferably 0.1 to 5.0% by weight, more preferably 0.5 to 3.0% by weight. is there. If the content of the mixture of three kinds of fatty acid glyceryl monoester, diester, and triester is less than 0.1% by weight, the rust preventive power may be weakened. When the amount is more than 5.0% by weight, the cleaning power is lowered and the cleaning liquid may be separated.
本発明の洗浄液は、好ましくは、一般式 The cleaning liquid of the present invention preferably has the general formula
(式中、Rは、置換基を有してもよい炭素数7〜13のアラルキル基を表す)で表されるアミンを含む。 (In the formula, R represents an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms which may have a substituent).
アミンは、好ましくは、一般式: The amine is preferably of the general formula:
(式中、R1は、水素、水酸基、tert-ブチル基、メチル基、メトキシ基のいずれか、R2は水素、メチル基、メトキシ基のいずれか)で表されるベンジルアミン誘導体である。 (Wherein R 1 is any one of hydrogen, hydroxyl group, tert-butyl group, methyl group and methoxy group, and R 2 is any one of hydrogen, methyl group and methoxy group).
アミン類は、例えば、ベンジルアミン、2、4−ジメトキシベンジルアミン、4−tert−ブチルベンジルアミン、2、3−ジメチルベンジルアミン、2−メトキシベンジルアミン、4−メトキシベンジルアミン、4−ヒドロキシベンジルアミン等が挙げられるが、洗浄液の洗浄力を向上させ、低有害性かつ、工業的に入手しやすいという観点から、好ましくはベンジルアミンである。 Examples of amines include benzylamine, 2,4-dimethoxybenzylamine, 4-tert-butylbenzylamine, 2,3-dimethylbenzylamine , 2-methoxybenzylamine, 4-methoxybenzylamine, 4-hydroxybenzylamine. Among them, benzylamine is preferable from the viewpoint of improving the detergency of the cleaning liquid, low toxicity, and industrial availability.
アミンの洗浄液中の含有量は、好ましくは、5〜50重量%であり、より好ましくは10〜20重量%である。アミンの添加量が5重量%より少ないと洗浄力が低下する場合がある。30重量%より多いと有害性、臭気が問題となる場合がある。 The content of the amine in the cleaning solution is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 20% by weight. If the added amount of amine is less than 5% by weight, the detergency may decrease. If it is more than 30% by weight, harmfulness and odor may be a problem.
本発明で用いるアミンの製造法に特に制限はない。ハロゲン化アルキル等に対してアンモニアやアミンを反応させる方法や、ニトロ基、オキシム、アミド等を還元する方法によって得られる。 There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the amine used by this invention. It can be obtained by a method of reacting ammonia or amine with an alkyl halide or the like, or a method of reducing a nitro group, oxime, amide or the like.
洗浄液中のDMSO(融点18.4℃)の含有量は、洗浄力の維持や、冬期に洗浄液を凝固させずに作業性を維持するために、60〜95重量%であり、好ましくは70〜80重量%である。 The content of DMSO (melting point: 18.4 ° C.) in the cleaning liquid is 60 to 95% by weight , preferably 70 to 95% in order to maintain cleaning power and maintain workability without solidifying the cleaning liquid in winter. 80% by weight.
また、本発明のDMSOを含有する洗浄液には、必要に応じて、凝固点を下げるためなど、他の成分、例えば水や有機溶媒を配合することができる。 In addition, the cleaning liquid containing DMSO of the present invention can be blended with other components, for example, water or an organic solvent, if necessary, for example, to lower the freezing point.
有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、シクロヘキサノール、へプタノール等のアルコール類、N−メチルホルムアミド、N、N-ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N、N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−ピロリドン等のラクタム類、1、3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1、3−ジエチル−2−イミダゾリジノン等のイミダゾリジノン類、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコール類、1、3−ジオキサン、1、4−ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。添加することによる洗浄液の洗浄力の維持、低有害性、低臭気性を満たす必要性から、好ましくは、アルコール類であり、より好ましくは、エタノール、イソプロピルアルコールであり、さらに好ましくはエタノールである。エタノールの洗浄液中の含有量は10〜30重量%が好ましく、より好ましくは15〜20重量%である。エタノールの添加量が10重量%よりも少ないと、冬期に凝固して作業性が低下する。添加量が30重量%よりも多いと洗浄力が低下する。 Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, cyclohexanol, heptanol, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide and the like. Amides, lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-pyrrolidone, imidazolidinones such as 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and 1,3-diethyl-2-imidazolidinone , Lactones such as γ-butyrolactone, δ-valerolactone, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethers such as 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, nitriles such as acetonitrile Etc. From the need of maintaining the detergency of the cleaning liquid by the addition, low toxicity, and low odor, alcohols are preferable, ethanol and isopropyl alcohol are more preferable, and ethanol is more preferable. The content of ethanol in the cleaning solution is preferably 10 to 30% by weight, more preferably 15 to 20% by weight. If the amount of ethanol added is less than 10% by weight, it will solidify in winter and workability will decrease. When the addition amount is more than 30% by weight, the cleaning power is lowered.
本発明に用いるエタノールの製造法に特に制限はない。グルコース等の糖類を酵母を用いて分解する方法やエチレンの水和反応によって得られる。 There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of ethanol used for this invention. It is obtained by a method of decomposing saccharides such as glucose using yeast or a hydration reaction of ethylene.
本発明で洗浄の対象となる鋳型製造の方法としては特に制限はないが、シェルモールド法(フラン樹脂と珪砂を混合し、金型上で熱によって硬化させ鋳型を得る方法)やコールドボックス法(フェノール樹脂とイソシアネート樹脂と珪砂を混合し、金型上でアミン類を噴霧し硬化させて鋳型を得る方法)等が挙げられる。 Although there is no restriction | limiting in particular as a casting_mold | template manufacturing method used as the object of washing | cleaning by this invention, the shell mold method (The method which mixes furan resin and quartz sand, and hardens | cures with a mold by heat | fever and obtains a casting_mold | template) And a method of obtaining a mold by mixing a phenol resin, an isocyanate resin, and silica sand, and spraying and curing amines on a mold.
本発明の洗浄液は、好ましくは、金型洗浄液として使用可能であり、機械部品等の鋳型形成に用いられる金型に対して、その表面に固着した樹脂や鋳物砂の除去に使用できる。 The cleaning liquid of the present invention can be preferably used as a mold cleaning liquid, and can be used for removing a resin or foundry sand fixed to the surface of a mold used for forming a mold of a machine part or the like.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
試験方法
テストピース(材質:鋳鉄FC−25、直径50mm、厚さ20mm)を紙やすり(三共理化学(株)製:100番→180番→320番→600番→1000番→1500番)で研磨した。テストピースに、表1〜3で示す各種洗浄液を0.3mL塗布し、35℃相対湿度60%の恒温恒湿槽で4日間静置し、升目を用意し目視で升目の数を数えた。錆発生率は、下記式に従って算出した。
錆発生率(%)=(錆が発生した升目の数)/(鋳鉄の表面の升目の数)×100
図1は錆(図の黒い部分)が発生したテストピースの模式図であり、図2は、図1を上からみたものである。升目(20×20)で区切り、錆発生率は、上記式に従って算出した。
Test method Polish the test piece (material: cast iron FC-25, diameter 50mm, thickness 20mm) with sandpaper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd .: 100->180->320->600->1000-> 1500) did. 0.3 mL of the various cleaning solutions shown in Tables 1 to 3 were applied to the test piece, and left for 4 days in a constant temperature and humidity chamber with a relative humidity of 35 ° C. and a relative humidity of 60%. The cells were prepared, and the number of cells was counted visually. The rust occurrence rate was calculated according to the following formula.
Rust generation rate (%) = (Number of cells with rust) / (Number of cells on the cast iron surface) × 100
FIG. 1 is a schematic view of a test piece in which rust (black portion in the figure) has occurred, and FIG. 2 is a top view of FIG. The rust generation rate was calculated according to the above formula, divided by squares (20 × 20).
実施例1〜7、比較例1〜21
洗浄液の組成と、試験結果を表1〜3に示した。
Examples 1-7, Comparative Examples 1-21
The composition of the cleaning liquid and the test results are shown in Tables 1-3.
オレイン酸グリセリルのモノエステル、ジエステル、およびトリエステルの3種混合物を加えた実施例1〜7は発錆を完全に抑えることができた。しかし他の界面活性剤を加えた比較例1〜15は発錆を完全に抑えることはできなかった。錆発生率を0%にすることは、難易度が高い。 In Examples 1 to 7 in which a mixture of three kinds of monoester, diester, and triester of glyceryl oleate was added, rusting could be completely suppressed. However, Comparative Examples 1-15 added with other surfactants could not completely suppress rusting. Setting the rust occurrence rate to 0% is difficult.
表3は、オレイン酸グリセリル混合物を添加した洗浄液の防錆力比較である。オレイン酸グリセリル1種あるいは2種混合物では、発錆を完全に抑えることはできなかった。 Table 3 is a comparison of the rust prevention ability of the cleaning liquids to which the glyceryl oleate mixture was added. With one or two glyceryl oleates, rusting could not be completely suppressed.
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