JP7324092B2 - 洗浄剤及び洗浄方法 - Google Patents
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しかし、トリフロロトリクロロエタンや1,1,1-トリクロロエタンはオゾン層を破壊する物質として、1995年末にその製造が禁止された。また、トリクロロエチレンや塩化メチレンは毒性が強く、放出された場合に大気汚染、水質汚染を起こすという問題も有する。
特許文献1の溶剤組成物を、例えば、蒸気洗浄で使用する場合、被洗浄物に付着した沸点の高い加工油等の汚れが該溶剤組成物の炭化水素系溶剤中に混入することとなり、炭化水素系溶剤の沸点が上昇するため、炭化水素系溶剤とフッ素系溶剤とを共沸させることができず、沸点が低いフッ素系溶剤から揮散し、炭化水素系溶剤のみが加温される場合もある。その場合、炭化水素系溶剤として、沸点が60~100℃の炭化水素を用いた場合、それらの引火点が0℃以下であるため、安全性が十分とはいえない。
すなわち、本発明の第1の態様は、(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物と、(B)成分:炭化水素系溶剤とを含有し、前記(B)成分:炭化水素系溶剤の引火点が、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の沸点よりも高く、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物と、前記(B)成分:炭化水素系溶剤化合物との混合比(質量比)が、90:10~30:70である、洗浄剤である。
本発明の第1の態様において、前記(B)成分:炭化水素系溶剤が、炭素原子数11~13の飽和炭化水素系溶剤を含むことが好ましい。
本実施形態の洗浄剤は、(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物と、(B)成分:炭化水素系溶剤とを含有する。
本明細書において、ハイドロフルオロオレフィン化合物とは、炭素原子のいずれかにフッ素原子が結合しており、炭素-炭素結合のいずれか1つが二重結合である含フッ素オレフィンを意味する。
ハロゲン原子としては、フッ素又は塩素が好ましい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が挙げられる。該モノシクロアルカンとしては、炭素原子数が3~6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基等が挙げられる。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素原子数は5~30であることが好ましく、炭素原子数5~20がより好ましく、炭素原子数6~15がさらに好ましく、炭素原子数6~12が特に好ましい。
芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
ハロゲン原子を有してもよい炭化水素基として、具体的には、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
また、式(A-1)のR1~R4中、さらに少なくとも一つの塩素原子を有することがさらに好ましい。
また、洗浄実施時以外の洗浄剤の入れ替えなどの製造現場での取り扱いや、品質管理において洗浄剤純度を測定する際の洗浄剤の配合比の変化が少ないなどの取り扱いの容易さの観点からも好ましい。
一方で、(A)成分の含有量は、洗浄剤全量100質量%に対して、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることがさらに好ましく、65質量%以下であることが特に好ましい。
本実施形態における(A)成分の含有量が、上記の好ましい上限値以下であれば、コストを抑えることができる。
本実施形態における(B)成分:炭化水素系溶剤は、該(B)成分の引火点が、上述した(A)成分の沸点よりも、高いものである。その中でも、(B)成分の引火点は、(A)成分の沸点よりも30℃以上高いことが好ましい。
該飽和炭化水素系溶剤は、直鎖状の飽和炭化水素系溶剤であっても、分岐鎖状の飽和炭化水素系溶剤であってもよいが、直鎖状の飽和炭化水素が好ましい。
芳香族炭化水素系溶剤として、具体的には、1,2,4-トリメチルベンゼン、1,4-ジメチル-2-(1-フェニルエチル)ベンゼン等が挙げられる。
一方で、(B)成分の含有量は、洗浄剤全量100質量%に対して、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがさらに好ましく、40質量%以下であることが特に好ましい。
なお、洗浄剤自体に引火点がない場合(JIS K2265に準拠した測定方法により引火点が測定できない場合)は、該洗浄剤の消防法における危険物ではなくなり、製造現場における使用の容易さの観点から、より好ましい。
本実施形態における(B)成分の含有量が、上記の好ましい上限値以下であれば、安全性がより向上する。
本実施形態の洗浄剤は、本発明の目的を損なわない範囲で、上述した(A)成分及び(B)成分以外のその他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、ニトロ化合物、エポキシ化合物、フェノール類、イミダゾール類、アミン類、リン化合物類、硫黄化合物類、含窒素アルコール化合物等の安定剤;フェノール化合物、アミン化合物、硫黄化合物、リン化合物等の酸化防止剤;高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、ソルビトール及びソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、シリコーン系、フッ素系の非イオン性界面活性剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ヒンダードアミン系等の紫外線吸収剤;アルキル又はアルケニルコハク酸誘導体、多価アルコール部分エステル、金属スルフォネート、アミン類等の防錆剤などが挙げられる。
本実施形態の洗浄方法は、上述した第1の態様に係る洗浄剤を用いるワークの洗浄方法であって、汚れ付きワークを前記洗浄剤で浸漬洗浄する工程(以下、浸漬洗浄工程ともいう)と、前記浸漬洗浄されたワークを前記洗浄剤から引き上げ、前記洗浄剤を、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の沸点以上、かつ、前記(B)成分:炭化水素系溶剤の引火点以下の温度に加温し、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の蒸気で、前記浸漬洗浄されたワークをリンスする工程(以下、リンス工程ともいう)とを有する洗浄方法である。
本実施形態の洗浄方法に用いる洗浄装置1は、上述した第1の態様に係る洗浄剤2を収容した洗浄槽3、蒸気発生槽4を備える。さらに、洗浄装置1は、洗浄槽3及び蒸気発生槽4上部に、(A)成分からなる発生蒸気で満たされる蒸気ゾーン5及び該蒸気を冷却する冷却管6を備える。
汚れ付きワーク10を洗浄剤2によって浸漬洗浄する際に、洗浄効果を高めるために、洗浄槽3に超音波振動子を設置して、超音波を発生させながら汚れ付きワーク10を浸漬洗浄してもよい。
この場合、超音波の使用条件は、例えば、発振周波数が20~100kHz、洗浄剤2の1L当りの発振出力が10~200Wであることが好ましい。
また、洗浄装置1の上方開口部には冷却管6を備えるため、洗浄装置1の上方開口部には(A)成分の蒸気は存在せず、ワーク10も冷却乾燥される。
電気・電子部品としては、プリント配線基板、セラミック配線基板等の配線基板;リードフレーム等の半導体パッケージ部材;リレー、コネクターなどの接点部材;液晶、プラズマディスプレイ等の表示部品;ハードディスク記憶媒体、磁気ヘッド等の磁気記憶部品;水晶振動子等の圧電部品;モータ、ソレノイド等の電動機部品;センサー部品などが挙げられる。
光学部品としては、眼鏡、カメラ用などのレンズ、その筐体などが挙げられる。
精密機械部品としては、VTR等に用いられる精密ベアリングなどの部品が挙げられる。
自動車部品としては、自動車のエンジン部に使われる燃料噴射用のニードルや駆動部分のギヤなどが挙げられる。
洗浄剤2に含有される(A)成分、(B)成分はともに水に不溶の成分であるため、本実施形態の洗浄方法は、上述した工程を行った後に、水を充填し、洗浄槽3及び蒸気発生槽4に充填された洗浄剤2の液面をシールする工程(水シール工程)を有していてもよい。これにより洗浄剤2に含まれる(A)成分の揮発による消耗を抑制することができる。
なお、典型的には、洗浄を行わない時(洗浄装置1停止時)に水シール工程を行う。そして、再度浸漬洗浄工程を行う場合(洗浄装置1再稼働時)は、洗浄槽3及び蒸気発生槽4の洗浄剤2をシールしている水部分をポンプによる移送などによって別槽に除去した後に、蒸気発生槽4の加熱による蒸気ゾーン5形成を行う。
表2に示す各成分を混合し、各例の洗浄剤を調製した。
50mLのサンプル瓶にて表2に示す質量比で各例の洗浄剤の原料である炭化水素系溶剤及びフッ素系溶剤を混合し、室温(25℃)で1分間よく手で振り混ぜ、各例の洗浄剤を調製した。その後、各例の洗浄剤を室温(25℃)で24時間静置した。
各例の洗浄剤の外観を、振り混ぜた直後及び静置24時間後に目視観察を行い、以下の基準で、各原料同士の相溶性を評価した。
A:振り混ぜた直後から24時間後まで洗浄剤が透明であった
B:振り混ぜた直後から24時間後の間で洗浄剤が白濁又は分離した
加工油としては、ユニプラステラミDP68(JXTGエネルギー社製)を用いた(以下、加工油1という)。
50mLのサンプル瓶にて、加工油1の含有量が、洗浄剤全量100質量%に対して、1、3、5質量%となるように、加工油1を各例の洗浄剤に添加した。次いで、室温(25℃)で1分間よく手で振り混ぜた。その後、加工油1が添加された各例の洗浄剤を、室温(25℃)で24時間静置した。
加工油1が添加された各例の洗浄剤の外観を、振り混ぜた直後及び静置24時間後に目視観察を行い、以下の基準で加工油1に対する各例の洗浄剤の相溶性を評価した。
A:加工油1を5質量%添加した場合において、加工油1が添加された洗浄剤を振り混ぜた直後から24時間後まで、該洗浄剤が透明であった
B:加工油1を3質量%添加した場合においては、加工油1が添加された洗浄剤を振り混ぜた直後から24時間後まで、該洗浄剤が透明であったが、加工油1を5質量%添加した場合においては、振り混ぜた直後から24時間後の間で洗浄剤が白濁又は分離した
C:加工油1を1質量%添加した場合において、振り混ぜた直後から24時間後の間で洗浄剤が白濁又は分離した
加工油としては、リライアプレスRC150(JXTGエネルギー社製)を用いた(以下、加工油2という)。
加工油1を加工油2に変更したこと以外は、上記加工油1相溶性の評価と同様にして、加工油2に対する各例の洗浄剤の相溶性を評価した。
(A)-2:ハイドロフルオロオレフィン(セレフィン(登録商標)1233Z;セントラル硝子社製;沸点39℃;引火点なし)
(B)-1~(B)-12:表1に示す炭化水素系溶剤
fs-2:ハイドロフルオロエーテル(ノベック7100;スリーエムジャパン社製;沸点61℃;引火点なし)
fs-3:ハイドロフルオロカーボン(ソルカン365mfc;日本ソルベイ社製;沸点40℃;引火点なし)
hs-2:2,2,4,6,6-ペンタメチルヘプタン(東京化成工業社製;沸点180℃;引火点37℃)
hs-3:メチルシクロヘキサン(東京化成工業社製;沸点100℃;引火点-4℃)
比較例3の洗浄剤は、(B)成分の含有量が少ないため、加工油1及び2に対する相溶性が低く、洗浄性が低かった。
比較例4~6の洗浄剤は、(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物以外のフッ素系溶剤を用いたため、(B)成分との相溶性が低かった。
上記実施例3の洗浄剤の引火点を、JIS K2265に準拠して測定した。
その結果、実施例3の洗浄剤の引火点は測定できず、非危険物という評価となった。
2・・・洗浄剤
3・・・洗浄槽
4・・・蒸気発生槽
5・・・蒸気ゾーン
6・・・冷却管
7・・・温度制御器
8・・・ヒーター
10・・・ワーク
Claims (4)
- (A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物と、(B)成分:炭化水素系溶剤とを含有し、
前記(B)成分:炭化水素系溶剤が、炭素原子数11~13の飽和炭化水素系溶剤を含み、
前記(B)成分:炭化水素系溶剤の引火点が、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の沸点よりも高く、
前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物と、前記(B)成分:炭化水素系溶剤化合物との混合比(質量比)が、90:10~30:70である、洗浄剤。 - 前記(B)成分:炭化水素系溶剤の引火点が、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の沸点よりも30℃以上高い、請求項1に記載の洗浄剤。
- 前記(B)成分:炭化水素系溶剤の含有量が、洗浄剤全量に対して、40質量%以下であり、前記洗浄剤の引火点が60℃以上である、請求項1又は2に記載の洗浄剤。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載の洗浄剤を用いるワークの洗浄方法であって、
汚れ付きワークを前記洗浄剤で浸漬洗浄する工程と、
前記浸漬洗浄されたワークを前記洗浄剤から引き上げ、前記洗浄剤を、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の沸点以上、かつ、前記(B)成分:炭化水素系溶剤の引火点以下の温度に加温し、前記(A)成分:ハイドロフルオロオレフィン化合物の蒸気で、前記浸漬洗浄されたワークをリンスする工程とを有する洗浄方法。
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