JP7408382B2 - 洗浄剤組成物及び洗浄方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、沸点130~350℃の炭化水素(A)を20~60質量部と、沸点130~350℃の水に微溶であって、水酸基を有しない極性有機化合物(B)を40~80質量部と、水(C)を前記炭化水素(A)および前記水酸基を有しない極性有機化合物(B)の合計100質量部に対し1.0~100質量部の割合で含み、静置の際、前記炭化水素(A)と前記水酸基を有しない極性有機化合物(B)とが相溶した有機相と前記水(C)相とに2相分離し、洗浄の際、物理力の付加によりW/Oマクロエマルションを形成することにより、有機から無機までの幅広い汚れが洗浄可能であることを特徴とする洗浄剤組成物が開示されている。
すなわち、本発明の第1の態様は、炭化水素系溶剤(A)と、下記一般式(C-1)で表される化合物(C)と、水(W)とを含有し、前記炭化水素系溶剤(A)と、前記化合物(C)との沸点の差が30℃以下である、洗浄剤組成物である。
本実施形態の洗浄剤組成物は、炭化水素系溶剤(A)と、一般式(C-1)で表される化合物(C)と、水(W)とを含有する。
本実施形態の洗浄剤組成物における炭化水素系溶剤(A)(以下、(A)成分ともいう)としては、脂肪族飽和炭化水素系溶剤、脂肪族不飽和炭化水素系溶剤(オレフィン系炭化水素)、脂環式炭化水素系溶剤(ナフテン系炭化水素)、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。
該脂肪族飽和炭化水素系溶剤は、直鎖状の飽和炭化水素系溶剤(ノルマルパラフィン系炭化水素)であっても、分岐鎖状の飽和炭化水素系溶剤(イソパラフィン系炭化水素)であってもよい。
好適な具体例としては、n-ノナン、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン、n-トリデカン、n-テトラデカン、n-ペンタデカン、n-ヘキサデカン等が挙げられ、その中でも、n-デカン、n-ウンデカン、n-ドデカン、n-トリデカンがより好ましい。
好適な具体例としては、イソノナン、イソデカン、イソウンデカン、イソドデカン(2,2,4,6,6、-ペンタメチルヘプタン等)、イソトリデカン(2,3,4-トリメチルデカン、2,3-ジメチルウンデカン、2-メチルドデカン等)、イソテトラデカン、イソヘキサデカン(2,2,4,4,6,8,8-ヘプタメチルノナン等)、イソオクタデカン(2-メチルヘプタデカン)等が挙げられる。
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、(A)成分の沸点を上記の好ましい上限値以下にすることにより、洗浄剤組成物の動粘度が適度となり、洗浄剤組成物の取り扱い性がより優れる。
一方で、(A)成分の含有量は、洗浄剤組成物全量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い。
(A)成分の含有量が上記の好ましい範囲の上限値以下であれば、水溶性加工油や微粒子の洗浄性がより向上する。
本実施形態の洗浄剤組成物における化合物(C)は、下記一般式(C-1)で表される化合物(以下、(C)成分ともいう)である。
該炭素原子数1~4の2価の脂肪族炭化水素基としては、アルキレン基、アルケニレン基、アルカジエニレン基及びアルカトリエニレン基が挙げられる。
炭素原子数1~4の直鎖状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基[-(CH2)2-]、トリメチレン基[-(CH2)3-]、及びテトラメチレン基[-(CH2)4-]が挙げられる。
炭素原子数2~4の分岐鎖状のアルキレン基としては、-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-等のアルキルメチレン基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-等のアルキルエチレン基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキルトリメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。
式(C-1)中のR1及びR2における炭素原子数2~4のアルケニレン基は、直鎖状のアルケニレン基であっても、分岐鎖状のアルケニレン基であってもよい。
炭素原子数2~4の直鎖状のアルケニル基としては、エテニレン基(ビニレン基)、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基、及びブチニレン基が挙げられる。
炭素原子数3又は4の分岐鎖状のアルケニル基としては、1-メチルビニレン基、1-メチルプロペニレン基、及び2-メチルプロペニレン基が挙げられる。
本実施形態の洗浄剤組成物において、(C)成分は、原料が安価であり、かつ、低融点であるという観点から、コハク酸ジメチルと、グルタル酸ジメチルと、アジピン酸ジメチルとの混合物を用いてもよい。
(C)成分の含有量が上記の好ましい範囲の上限値以下であれば、洗浄剤組成物の動粘度が適度となり、洗浄性が十分な洗浄剤組成物がより得られやすい。
(C1)成分の含有量が上記の好ましい範囲の上限値以下であれば、洗浄剤組成物の動粘度が適度となり、洗浄性が十分な洗浄剤組成物がより得られやすい。
本実施形態の洗浄剤組成物における(A)成分及び(C)成分の沸点を上記の好ましい上限値以下にすることにより、被洗浄物に付着している汚れ(加工油等)との沸点差を大きくすることができるため、洗浄剤組成物を蒸留再生する際の分離効率をより高めることができる。
本実施形態の洗浄剤組成物における水(W)(以下(W)成分ともいう)としては、蒸留水、イオン交換水、水道水等を用いることが好ましい。
(W)成分の含有量が上記の好ましい範囲の上限値以下であれば、不水溶性加工油の洗浄性がより向上する。
上記(A)成分及び(C)成分の総含有量と、水(W)の含有量との比率が上記の範囲以上であれば、より洗浄性が向上する。
本実施形態の洗浄剤組成物は、上述した(A)成分、(C)成分及び(W)成分を含有し、本発明の効果を損なわない範囲で、これらの成分以外の成分(任意成分)をさらに含有してもよい。該任意成分としては、極性溶剤(S)、酸化防止剤、安定剤、紫外線吸収剤、防錆剤等が挙げられる。
本実施形態の洗浄剤組成物は、上述した(A)成分、(C)成分及び(W)成分に加えて、極性溶剤(S)(以下、(S)成分ともいう)を含有することが好ましい。
本実施形態の洗浄剤組成物における極性溶剤(S)としては、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、モノアルコール系溶剤等のプロトン性極性溶剤;エステル系溶剤、アミド系溶剤、スルホキシド系溶剤、スルホン系溶剤、ニトリル系溶剤等の非プロトン性極性溶剤が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤として、具体的には、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジイソプロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
モノアルコール系溶剤として、具体的には、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、n-ブタノール、tert-ブタノール等が挙げられる。
アミド系溶剤として、具体的には、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、N-ブチルプロルドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
スルホキシド系溶剤として、具体的には、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
スルホン系溶剤として、具体的には、スルホラン等が挙げられる。
ニトリル系溶剤として、具体的には、アセトニトリル等が挙げられる。
(S)成分の含有量が上記の好ましい範囲の上限値以下であれば、他の成分とのバランスが取れ、洗浄性がより向上する。
また、本実施形態の洗浄剤組成物の製造方法としては、例えば、炭化水素系溶剤(A)、上記一般式(C-1)で表される化合物(C)及び極性溶媒(S)を均一に撹拌混合した後に、水(W)を添加し、撹拌や超音波照射等の物理力を加えることで、W/O型のエマルションである洗浄剤組成物を製造する方法であってもよい。
本発明の第2の態様は、前記第1の態様に係る洗浄剤組成物を用いて、被洗浄物を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄された被洗浄物を前記炭化水素系溶剤(A)及び前記化合物(C)を含むすすぎ液、又は前記炭化水素系溶剤(A)からなるすすぎ液ですすぐすすぎ工程と、前記すすぎ工程で用いた粗すすぎ液を蒸留して、次回以降の前記洗浄工程で使用する蒸留再生工程とを有する、洗浄方法である。
洗浄工程は、上述した第1の態様に係る洗浄剤組成物を用いて、被洗浄物を洗浄する工程である。
洗浄工程として、具体的には、被洗浄物を上述した第1の態様に係る洗浄剤組成物に浸漬洗浄する方法が挙げられる。また、該浸漬洗浄の際に、洗浄効果を高めるために、撹拌、揺動、超音波照射、噴流、エアバブリング又はこれらの組み合わせを行うことが好ましい。
浸漬洗浄の際に、超音波を照射する場合、超音波の照射条件は、発振周波数20~100KHz、発振出力0.1~200W/Lが好ましい。
上記洗浄工程の洗浄温度は、20~90℃であることが好ましい。
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;リチウムイオン電池等の電池缶などが挙げられる。
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、航空機、工作機械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。
本実施形態の洗浄方法は、微粒子が付着した被洗浄物を洗浄するのに有用な方法である。
すすぎ工程は、前記洗浄剤組成物が付着した被洗浄物を、前記炭化水素系溶剤(A)、及び前記化合物(C)を含有するすすぎ液、又は、前記炭化水素系溶剤(A)からなるすすぎ液ですすぐ工程である。
該遠心分離を行うために使用する装置としては、デカンター型、バスケット型、ディスク型、サイクロン型等の遠心分離機が挙げられる。その中でも、サイクロン型の遠心分離機は、構造が簡単で可動部を持たず小型化しやすいため好ましく、ディスク型の遠心分離機は、高遠心力を得やすく微細水滴を安定的に除去しやすいため好ましい。
すすぎ工程の際に、超音波を照射する場合、超音波の照射条件は、発振周波数20~100KHz、発振出力0.1~200W/Lが好ましい。
上記すすぎ工程のすすぎ温度は、20~90℃であることが好ましい。
すすぎ工程を複数回行う方法としては、例えば、一回又は複数回上述したすすぎ液のいずれかのすすぎ液ですすぎ工程を行った後、最終的に炭化水素系溶剤(A)からなるすすぎ液ですすぐ方法が挙げられる。
蒸留再生工程は、前記すすぎ工程で用いた粗すすぎ液を蒸留して、次回以降の前記洗浄工程で使用する工程である。ここで、粗すすぎ液とは、上記すすぎ工程で用いた汚染されたすすぎ液を意味する。
具体的には、炭化水素系溶剤(A)及び化合物(C)を含むすすぎ液ですすぎ工程を行った場合は、炭化水素系溶剤(A)及び化合物(C)を含む粗すすぎ液を蒸留再生し、炭化水素系溶剤(A)及び化合物(C)からなる溶液を得て、それらを次回以降の洗浄工程で使用する工程である。蒸留再生工程によって得られた炭化水素系溶剤(A)及び化合物(C)からなる溶液を次回以降の洗浄工程で使用する場合、その溶液に水(W)を適宜添加すればよい。
また、本実施形態の蒸留再生工程は、粗すすぎ液の蒸留再生のみではなく、さらに汚染された洗浄液(以下、「粗洗浄剤組成物」という)を蒸留再生してもよい。
仕上げ工程は、すすぎ工程を行った後の被洗浄物を乾燥する工程である。乾燥方法としては、特に限定されず、温風、吸引及び減圧により乾燥する方法が挙げられる。また、加熱できない金属部品を乾燥する場合には、部品を回転させる液切り乾燥、高圧エアーでのブロー乾燥、ハロゲン系溶剤などの低沸点溶剤での置換乾燥を行うこともできる。
表1~4に示す各成分を混合し、各例の洗浄剤組成物を調製した。
なお、該洗浄剤組成物が(W)成分を含有する場合は、(W)成分以外の成分を均一に撹拌混合した後、(W)成分を加え、超音波洗浄機(28kHz、100W、30分)を用いて超音波照射を行い、洗浄剤組成物を製造した。
アルミ板を切削加工し、アルミ切削屑等が表面に付着したアルミ板を被洗浄物とした。
該被洗浄物を各例の洗浄剤組成物100mlに浸漬し、超音波洗浄器(商品名:W-113、本多電子社製)を用いて、45kHz、室温(27℃)で10分間洗浄した。次いで、洗浄後の被洗浄物を別途用意した各例の洗浄剤組成物100mlに浸漬し、上記と同じ超音波洗浄器を用いて、28kHz、室温(27℃)で30秒間すすぎ洗浄した。次いで、すすぎ洗浄を行った被洗浄物を80℃で30分間乾燥した。乾燥後の被洗浄物を目視で観察し、以下の基準で清浄度を評価した。その結果を表1~4に示す。
また、下記の評価基準の参考図を図1に示す。
<評価基準>
A:被洗浄物の表面に汚れが観察されない
B:被洗浄物の表面に汚れが多少観察される
C:被洗浄物の表面に多くの汚れが観察される
-:各成分の相溶性が低く、均一な溶液が得られなかったため、評価を行っていない
各例の洗浄剤組成物について、電子水分計(島津製作所 MOC-120H)を用いて、140℃で30分間加熱し、不揮発分を測定した。該不揮発分の量から以下の基準で蒸留再生性を評価した。その結果を表1~4に示す。
<評価基準>
A:不揮発分の量が0.1質量部未満である(蒸留再生可能)
B:不揮発分の量が0.1質量部以上である(蒸留再生不可)
(A)-2:ノルマルドデカン
(A)-3:ノルマルウンデカン
(C)-2:コハク酸ジメチル、グルタミン酸ジメチル、及びアジピン酸ジメチルの混合物(商品名:414ソルベント、大伸化学社製)
(C)-3:マロン酸ジエチル
(C)-4:シュウ酸ジエチル
(S)-1:エチレングリコールモノヘキシルエーテル
(S)-2:プロピレングリコールモノブチルエーテル
(S)-3:3-メトキシ-3-メチルブチルアセテート
Add-2:牛脂トリメチレンジアミンオレイン酸塩
Add-3:ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド
(W)成分を含有しているが、本願発明の(C)成分には該当しない二塩基酸エステルを含有する比較例18の洗浄剤組成物は、他の比較例の洗浄剤組成物よりは微粒子の清浄度が優れていたが、実施例の洗浄剤組成物よりは微粒子の清浄度が劣っていた。
特定の界面活性剤を含む比較例25の洗浄剤組成物は、微粒子の清浄度は優れているが、該界面活性剤は不揮発性であるため、蒸留再生性に劣っていた。
Claims (6)
- 前記炭化水素系溶剤(A)は、飽和炭化水素系溶剤である、請求項1に記載の洗浄剤組成物。
- 前記化合物(C)は、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、及びアジピン酸ジメチルからなる群から選択される一種以上の化合物である、請求項1又は2に記載の洗浄剤組成物。
- 前記化合物(C)の含有量は、洗浄剤組成物全量100質量%に対して、10.5質量%以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の洗浄剤組成物。
- 粒子除去用洗浄剤として用いる、請求項1~4のいずれか一項に記載の洗浄剤組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の洗浄剤組成物を用いて、被洗浄物を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄された被洗浄物を前記炭化水素系溶剤(A)及び前記化合物(C)を含むすすぎ液、又は前記炭化水素系溶剤(A)からなるすすぎ液ですすぐすすぎ工程と、
前記すすぎ工程で用いた粗すすぎ液を蒸留して、次回以降の前記洗浄工程で使用する蒸留再生工程とを有する、洗浄方法。
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