JPH081112A - 仕上げ洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オゾン層の破壊がなく、水の影響を受けにく
く、被洗浄物への影響が少なく、シミ、残渣等の発生が
なく、低コスト化を図って高精度な仕上げ洗浄を行う。 【構成】 洗浄工程の最終工程である仕上げ洗浄におい
て、リンス液として実質的に化１または化２で表される
ポリジメチルシロキサンを少なくとも１種用いて浸漬、
引き上げを行った後、 【化１】 【化２】 【化３】 化３で表されるパーフロロエーテル化合物を用いて蒸気
洗浄を行うことを特徴とする仕上げ洗浄方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、プラスチック
などのレンズ、プリズム等の光学部品、モールド部品、
金属部品、セラミック部品、電子電気部品等の洗浄にお
ける最終の仕上げ洗浄において、シミ・残渣等がない高
品質な清浄な表面を得ることができる仕上げ洗浄方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、仕上げ洗浄方法としては、洗浄剤
による洗浄工程の最終工程に１，１，２−トリクロロ−
１，２，２−トリフルオロエタン（以下、フロン１１３
という）によるベーパー仕上げ洗浄が広く用いられてき
た。これは、フロン１１３が不燃性であること、生体に
対する毒性が低いこと、プラスチック，ゴムなどの高分
子材料を侵食しないが油脂等を溶解するという選択的溶
解性を有すること、そして、乾燥速度が速いこと、他の
溶剤との相溶性が高いこと等の優れた特徴を有している
ためである。

【０００３】これに対し、近年では、オゾン層保護対策
に関連してフロン１１３の使用量削減等を目的にいくつ
かの混合物，共沸組成物も提案されている。例えば、特
開平１−３１８０９４号公報にはフロン１１３とイソプ
ロピルアルコール，メチルエチルケトンとの混合物が、
特開平２−２８９６９３号公報中にはジクロロテトラフ
ルオロプロパン（以下、フロン２３４という）とエタノ
ール等の脂肪族低級アルコールとの共沸組成物が開示さ
れている。

【０００４】また、オゾン破壊がないパーフロロ化合物
による仕上げ洗浄も特開平２−１９１５８１号公報など
に開示されている。さらに、国際公開Ｗ０９１／１３６
９７では、有機ケイ素系溶剤とイソパラフィン系溶剤が
パーフロロ化合物と相溶性を示すことから、パーフロロ
化合物を蒸気洗浄剤として用いることが開示されてい
る。

【０００５】この他に、イソプロピルアルコール（以
下、ＩＰＡという）を用いてのベーパー仕上げ洗浄が行
われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】フロン１１３等やパー
ハロエタンは、化学的に特に安定であるため、対流圏内
での寿命が長く、拡散して成層圏に達し、ここで太陽光
線により分解して発生する塩素ラジカルがオゾンと連鎖
反応を起こし、オゾン層を破壊することから、これらの
削減、全廃が求められている。

【０００７】そこで、その使用量を削減する１つの方法
として、特開平１−３１８０９４号公報にみられるよう
に、フロン１１３等やパーハロエタンと他の有機溶剤と
の共沸組成物の使用が検討されているが、使用量をある
程度以上減らすことはできない。

【０００８】また、特開平２−２８９６９３号公報にみ
られるように、フロン１１３に比べオゾン層の破壊性が
比較的小さいフロン２３４との共沸組成物も検討されて
いるが、オゾン層の破壊を完全になくすことはできな
い。

【０００９】また、パーフロロ化合物を用いたベーパー
仕上げ洗浄では、住友３Ｍカタログに示されるように、
一般にパーフロロ化合物は他の溶剤、特にアルコールな
どの極性系溶剤との相溶性が低いために、洗浄前液の置
換が不十分となり、シミ・残渣等が発生してしまい、高
精度な仕上げ洗浄ができない。特開平２−１９１５８１
号公報のものでは、アルコール等のパーフロロ化合物と
の相溶性が高くない洗浄剤をパーフロロ化合物で置換す
るために高精度の仕上げ洗浄が困難である。また、国際
公開Ｗ０９１／１３６９７のものでは、有機ケイ素系溶
剤とイソパラフィン系溶剤がパーフロロ化合物と相溶性
を示すことから、パーフロロ化合物を蒸気洗浄剤として
用いている。しかしながら、有機ケイ素系化合物でもそ
の置換基の構造や分子量が大きくなるとパーフロロ化合
物との相溶性が著しく低下してくるため、不純物として
分子量の大きな有機ケイ素系化合物が多く含まれている
場合には、パーフロロ化合物での蒸気洗浄後でも相溶性
の悪い分子量の大きな有機ケイ素系化合物が残り、被洗
浄物表面にシミ・残渣等が発生し、高精度の仕上げ洗浄
が困難となる。したがって、高精度の仕上げ洗浄を行う
ためには、有機ケイ素系洗浄剤の純度を高め、分子量が
大きな成分を排除したものを使用しなければならない。
しかし、このように処理を施した有機ケイ素系洗浄剤で
は、洗浄剤の製造単価が上昇してしまう欠点がある。

【００１０】また、一般に有機ケイ素系化合物とパーフ
ロロ化合物との相溶性は、パーフロロ化合物の分子量を
小さくすることでも向上するが、分子量が小さくなると
パーフロロ化合物の揮発性が高くなるため、液単価が高
いパーフロロ化合物の揮発損失が大きくなり、洗浄ラン
ニングコストが増大し、産業利用上不利となる。このた
め、仕上げ洗浄には揮発損失を抑制する目的で可能な限
り高沸点のパーフロロ化合物を用いる方が有利である
が、高精度な仕上げ洗浄には適さなくなるという欠点が
生じる。

【００１１】この他にＩＰＡベーパー仕上げ洗浄を用い
た場合は、吸湿性が高いために水の影響を受け易く、引
火物をベーパー状態で用いることによる引火の危険性、
プラスチック等を劣化させる等の問題があり広範囲に適
用できるものではない。

【００１２】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、請求項１に係る発明は、オゾン層の破壊
がなく、水の影響を受けにくく、被洗浄物への影響が少
なく、シミ・残渣等の発生がなく、かつコスト増大を抑
制する高精度な仕上げ洗浄方法を提供することを目的と
する。

【００１３】請求項２に係る発明は、上記目的に加え、
さらにコスト増大を抑制することができる仕上げ洗浄方
法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、洗浄工程の最終工程である
仕上げ洗浄において、リンス液として実質的に化１また
は化２で表されるポリジメチルシロキサンを少なくとも
１種用いて浸漬、引き上げを行った後、化３で表される
パーフロロエーテル化合物を用いて蒸気洗浄を行うこと
とした。

【００１５】

【化１】

【００１６】

【化２】

【００１７】

【化３】

【００１８】請求項２に係る発明は、請求項１記載の発
明において、パーフロロエーテル化合物の沸点が５０〜
１２０℃の範囲であることを特徴とする。

【００１９】すなわち、本発明では、化１また化２で表
される低分子シロキサンを主成分とし、不純物として、
ｎ＝３〜４およびｍ＝６〜７の成分の含有率の合計が
０．１ｗｔ％以下である低分子シロキサンを洗浄前液と
して用い、被洗浄物を浸漬、引き上げ後、化３で表され
るパーフロロエーテル化合物により蒸気洗浄を行う。こ
こで使用するパーフロロエーテル化合物の沸点は、消費
量、被洗浄物材質および作業性を考慮すると、５０〜１
２０℃の範囲が望ましい。さらに好ましくは、７０〜１
００℃の範囲である。沸点５０℃未満の場合には、揮発
損失が大きすぎ、１２０℃より高い場合には、被洗浄物
が高温になり、ハンドリングがしづらくなる。沸点５０
℃以上の場合でも７０℃未満では比較的揮発損失が多
く、実用上コスト的に問題となる場合もある。

【００２０】

【作用】本発明では、被洗浄物を洗浄した後、化１また
は化２で表されるポリジメチルシロキサンに浸漬、引き
上げ後、パーフロロエーテル化合物の蒸気中に被洗浄物
を曝して、蒸気洗浄を行う。パーフロロエーテル化合物
による蒸気洗浄では、蒸気として被洗浄物に接触したパ
ーフロロエーテル化合物は、被洗浄物表面で凝縮し、被
洗浄物に付着しているポリジメチルシロキサンと相溶
し、この現象が被洗浄物表面温度が蒸気温度と同じにな
るまで連続的に起こることで被洗浄物表面のポリジメチ
ルシロキサンを置換する。

【００２１】蒸気洗浄では、蒸気洗浄前液により濡れた
被洗浄物を蒸気中に暴露し、該表面に蒸気が接触し凝結
することで、常に清浄な液で表面を洗浄している。した
がって、被洗浄物表面を濡らしている洗浄前液と蒸気洗
浄剤との相溶性がないとシミ・残渣等が発生し、良好な
仕上げ洗浄ができない。また、相溶性が高いほど短時間
で洗浄前液を置換することが可能となり、さらに蒸気洗
浄における蒸気温度と該被洗浄物表面温度の差が大きい
ほど、該蒸気洗浄剤の被洗浄物表面への凝縮が多くな
り、良好な仕上げ洗浄が可能となる。

【００２２】一般にパーフロロ化合物は、ハロゲン系溶
剤およびヘキサンやジエチルエーテルのような低分子の
炭化水素およびエーテル化合物以外の溶剤とは、ほとん
ど相溶性を示さず、その相溶性はパーフロロ化合物の化
学構造にほとんど影響されないといわれていた。したが
って、産業上で普及率の高いパーフロロアルカンとパー
フロロエーテルとでは、他の有機溶剤に対する相溶性は
同程度に悪いと評価されていた。

【００２３】しかしながら、発明者らが検討を行った結
果、図１に示したような結果が得られた。図１は、各種
パーフロロ化合物１００ｇに対する低分子シロキサン
（オクタメチルトリシロキサン、ｎ＝１）の温度による
溶解度変化を示している。図１よりパーフロロ化合物の
うち同じ化合物系列では、低沸点のものの方が相溶性が
高く、化合物系列ではパーフロロアルカン系よりもパー
フロロエーテル系の方が低分子シロキサンとの相溶性が
高いという知見が得られ、従来の一般的な評価と異な
り、シロキサンに対してはパーフロロエーテル類がより
高い相溶性を示すことが判明した。実際に図１に示すと
おり、沸点５６℃のパーフロロアルカンと沸点７０℃の
パーフロロエーテルがほぼ同等の相溶性が得られること
が判明した。

【００２４】また、表１では各種パーフロロ化合物１０
０ｇにドデカメチルシクロヘキサシロキサン（化３でｍ
＝６）１．４ｇが完全に溶解する温度を示している。表
１および図１よりシロキサンでも高分子量のものの方が
相溶性は低いということが確認された。

【００２５】

【表１】

【００２６】一般に、化１または化２で表される低分子
シロキサンは、工業的には蒸留により分離精製されてい
るが、ｎ＝４、ｍ＝７程度のものまで微量ながら含有さ
れているのが通常である。本発明では、蒸気洗浄にパー
フロロエーテル化合物を用いることでパーフロロアルカ
ンによる蒸気洗浄よりもさらに良好な相溶性、すなわ
ち、高精度な仕上げ乾燥が可能となる。さらに、ポリジ
メチルシロキサンとの相溶性が良いため、蒸気洗浄前液
に使用するポリジメチルシロキサンが一般レベルの純度
で多少分子量が大きいもの（ｎ＝４、ｍ＝７等）が含ま
れていても被洗浄物表面から効率よく置換ができ、高精
度の仕上げ乾燥が可能となる。

【００２７】パーフロロアルカンを蒸気洗浄に用いる場
合、相溶性を高めるために低沸点のパーフロロアルカン
を用いると、被洗浄物との温度差が小さくなるため、熱
容量の小さな被洗浄物では、短時間で被洗浄物温度が蒸
気温度に達してしまうために、十分な蒸気洗浄剤の凝縮
作用が得られず、洗浄前液の置換が不十分になり、高精
度の仕上げ洗浄が困難になる。さらに、蒸気洗浄に用い
るパーフロロアルカンの沸点が低いために、揮発損失が
多くなり、洗浄コストの増大となる。また、仕上げ精度
の向上のためにシミ・残渣等の原因となる大きな分子量
のポリジメチルシロキサンを除去したものを使用した場
合には、ポリジメチルシロキサンに高精度蒸留などの処
理を施すために、洗浄コストの増大につながり、産業利
用上不利となる。

【００２８】

【実施例１】φ２０の両凹形状の硝子レンズおよびφ５
０の凹凸形状のプラスチックレンズ（ＰＭＭＡ、ＰＣ）
を以下の手順により洗浄した。まず、アルカリ性洗剤で
超音波（２８ｋＨｚ，６００Ｗ）を加えながら洗浄物を
脱脂した後、中性洗浄剤（オリンパス光学工業（株）製
ＥＥ−１１１０）で前工程と同様の超音波を加えながら
再度脱脂した。その後、上水で前工程と同様に超音波を
加えながら水洗浄をして中性洗浄剤を除去し、更に純水
で前工程と同様の超音波を加えながら洗浄し、上水のイ
オンや汚れを除去し、洗浄度を高めた。そして、純水の
水切りとして、ＩＰＡで超音波（２８ｋＨｚ，６００
Ｗ）を加えながら洗浄した。次に、市販されている化１
・ｎ＝１で表されるオクタメチルトリシロキサンをリン
ス液として用い、浸漬、引き上げを行い、その後、化３
で表される沸点７０℃のパーフロロエーテルにより蒸気
洗浄を行った。

【００２９】本実施例で用いたリンス液をガスクロマト
グラフィー（ＧＣ）にて分析を行ったところ、ドデカメ
チルペンタシロキサン（化１・ｎ＝３）およびドデカメ
チルシクロヘキサシロキサン（化２・ｍ＝６）以上の高
分子量なシロキサンの含有量は０．０８％であった。Ｇ
Ｃの分析条件は、（株）島津製作所製ＧＣ１４Ａを用
い、注入温度：２６０℃、検出器温度：２８０℃、５０
℃より２５０℃まで１０℃／ｍｉｎ で昇温し、ＦＩＤ
検出器、ＯＶ−１キャピラリカラムを用いて行った。

【００３０】仕上げ乾燥状態の評価として双眼実体顕微
鏡および呼気テストを実施した。その結果、シミ、残渣
等は認められず、良好な仕上げ乾燥を行うことができ
た。さらにレンズに対して、光学コーティングを施して
コーティング密着性を評価したところ、コーティング剥
離はなく、良好な結果が得られた。

【００３１】これに対し、同様の被洗浄物を同じ洗浄方
法により洗浄した後、同品質のオクタメチルトリシロキ
サンで浸漬、引き上げを行い、その後、沸点８０℃のパ
ーフロロアルカン（Ｃ₇ Ｆ₁₆）を蒸気洗浄を行った結
果、約５％にシミの発生が見られた。

【００３２】［比較例１］実施例１と同条件で、蒸気洗
浄剤に沸点５６℃のパーフロロアルカン（Ｃ₆ Ｆ₁₄）を
用いた場合は、実施例１と同品質の仕上げ乾燥状態が確
保できたが、揮発損失が実施例１よりも約２割増大し
た。

【００３３】

【実施例２】切削油（ケロシン油）が付着した高純度ア
ルミニウム製ポリゴンミラーを以下の手順により洗浄し
た。まず、石油系溶剤（沸点１８０〜２２０℃イソパラ
フィンを主成分としたもの）で超音波を加えながら被洗
浄物を脱脂した後、該石油系溶剤で超音波（２８ｋＨ
ｚ，６００Ｗ）を加えながらリンスを行った。そして市
販されている化２・ｎ＝４で表されるオクタメチルシク
ロテトラシロキサンをリンス液として用い、浸漬、引き
上げを行い、その後、化３で表される沸点９０℃のパー
フロロエーテルにより蒸気洗浄を行った。

【００３４】本実施例で用いたシロキサンリンス液をＧ
Ｃにて分析したところ、ドデカメチルペンタシロキサン
（化１・ｎ＝３）およびドデカメチルシクロヘキサシロ
キサン（化２・ｍ＝６）以上の高分子量なシロキサンの
含有量は、０．０３％であった。ＧＣの分析条件は、
（株）島津製作所製ＧＣ１４Ａを用い、注入温度：２６
０℃、検出器温度：２８０℃、５０℃より２５０℃まで
１０℃／ｍｉｎ で昇温し、ＦＩＤ検出器、ＯＶ−１キ
ャピラリカラムを用いて行った。

【００３５】仕上げ乾燥状態の評価として双眼実体顕微
鏡および呼気テストを実施した。その結果、シミ、残渣
等は認められず、良好な仕上げ乾燥を行うことができ
た。また、ミラー面での反射率特性評価を行った結果で
も、十分な反射率が得られ、良好な結果が得られた。

【００３６】また、蒸気洗浄に沸点１１０℃のパーフロ
ロエーテルを使用しても、同様の結果が得られた。これ
に対し、同一条件で洗浄した後、沸点１０２℃のパーフ
ロロアルカン（Ｃ₈ Ｆ₁₈）により蒸気洗浄を行った結
果、約６％にシミの発生が見られた。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、特に純度管理されていない安価なポリジメチルシ
ロキサンを蒸気洗浄前液として用い、高精度な仕上げ洗
浄が可能となり、また低分子シロキサンは、人体への安
全性が高く、各種プラスチックへの攻撃特性がほとんど
ないために、人体および被洗浄物に対しての影響が小さ
いという利点があるとともに、パーフロロエーテル化合
物は無色透明、無臭、不活性の液体であり、ゴム・プラ
スチックへの攻撃性が少なく、不燃性であり、人体への
安全性が高く、そして、オゾン破壊係数がゼロである等
の優れた特性を持っており、人体・環境・被洗浄物への
影響が小さいという利点があるので、結局、オゾン層の
破壊がなく、水の影響を受けにくく、被洗浄物への影響
が少なく、シミ・残渣等の発生がなく、かつコスト増大
を抑制でき、高精度な仕上げ洗浄を行うことができる。
請求項２の実施によれば、さらにコスト増大を抑制する
ことが可能となる。また、請求項２に係る発明によれ
ば、さらにパーフロロエーテル化合物の揮発損失を抑制
することで、洗浄コストの増大を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パーフロロ化合物に対する低分子シロキサンの
温度による溶解度変化を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄工程の最終工程である仕上げ洗浄に
   おいて、リンス液として実質的に化１または化２で表さ
   れるポリジメチルシロキサンを少なくとも１種用いて浸
   漬、引き上げを行った後、 【化１】 【化２】 化３で表されるパーフロロエーテル化合物を用いて蒸気
   洗浄を行う、 【化３】 ことを特徴とする仕上げ洗浄方法。
2. 【請求項２】 前記パーフロロエーテル化合物の沸点は
   ５０〜１２０℃の範囲であることを特徴とする請求項１
   記載の仕上げ洗浄方法。