JPH10168498A

JPH10168498A - エアゾール組成物

Info

Publication number: JPH10168498A
Application number: JP32832296A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Karaki; 和久唐木; Michio Shirai; 道雄白井; Kaori Koo; 香織小尾
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】エアゾールとしても、高品質で洗浄でき、乾
燥性に優れたものとする。【解決手段】２−メチルペンタンを４４重量％以上含
む炭素数６の脂肪族飽和炭化水素６６〜９０重量％及び
エチルアルコールを８５重量％以上含む炭化数１〜３の
低級アルコール１０〜３４重量％からなる洗浄組成物
と、炭酸ガス又は窒素ガスからなる圧縮ガスを用いた噴
射剤とからなるエアゾール組成物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラスやプラ
スチック成形品、金属加工部品を洗浄する際に、優れた
脱脂性、乾燥性を示す洗浄組成物を携帯に適した形態と
するためのエアゾール組成物に関する。

【０００２】

【従来技術】工業洗浄においては、不燃性で毒性が少な
く、化学的、熱的に非常に安定なクロロフルオロカーボ
ン、特に１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフ
ルオロカーボン（ＣＦＣ−１１３）が蒸気洗浄や手拭き
洗浄等の種々の洗浄に広く用いられている。また、手拭
き洗浄に於いては、優れた乾燥性の他に汚れの除去性が
要求される場合があり、この場合には、ＣＦＣ−１１３
とエタノールとの共沸混合溶剤あるいは特開平１- ３１
８０９４号公報に記載されるようにＣＦＣ−１１３とイ
ソプロピルアルコール及びメチルエチルケトン等の有機
溶剤との混合溶剤が使用されている。

【０００３】さらに、より高い汚れの除去性や乾燥性が
要求される場合には、アセトン、低級アルコールやエタ
ノール・ジエチルエーテル混合溶剤等の乾燥性の良好な
有機溶剤による手拭き洗浄が行われている。一方、特開
平２−２８９６９３号公報には、代替フロンや代替フロ
ンと各種有機溶剤との共沸混合溶剤を洗浄に用いること
が記載されている。

【０００４】さらに、特開平７−３３１２９０号公報で
は、圧縮ガスや液化天然ガスを噴射剤として使用するエ
アゾール形態の洗浄液が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＦＣ
−１１３等の特定フロンは、オゾン層を破壊し、環境汚
染を引き起こすところから使用量が低減されており、現
状では洗浄への適用が出来なくなっている。また、代替
フロン及び代替フロンと有機溶剤との混合溶剤もオゾン
層への影響が全く皆無であるわけではなく、将来的に使
用が停止されるところから好ましくない。アセトン、低
級アルコールやエタノール・ジエチルエーテル混合溶剤
等は揮発性が大きく、取り扱いにくいものとなってい
る。

【０００６】また、工業的に広く使用されるエタノー
ル、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類で
は、蒸発潜熱が高く、沸点が低い割には、乾燥性が悪く
乾燥表面を迅速に得ることが困難である。

【０００７】さらに、これらの洗浄剤をエアゾール組成
物とした場合には、使用する噴射剤の物性によって洗浄
の仕上がり性能が左右される。ＬＰＧ，ＤＭＥに代表さ
れる液化ガスはエアゾール噴射時に液状のＬＰＧ，ＤＭ
Ｅが気化して噴出する。この噴出の際にＬＰＧ，ＤＭＥ
が気化熱を奪うため、噴出された洗浄剤の温度が下が
る。又、この噴出の際に空気中の水分を結露させ、結露
した水滴が被洗浄物表面に付着するため、水シミ等を発
生させる可能性がある。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点を考慮し
てなされたものであり、洗浄に使用する洗浄剤組成物を
携帯に適した形態とすると共に、乾燥性に優れ、しか
も、高品質に洗浄できるエアゾール組成物を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明は、２−メチルペンタンを４４重量％以
上含む炭素数６の脂肪族飽和炭化水素６６〜９０重量％
と及びエチルアルコールを８５重量％以上含む炭素数１
〜３の低級アルコール１０〜３４重量％からなる洗浄剤
組成物と、圧縮ガスを用いた噴射剤とからなることを特
徴とする。

【００１０】本発明者が検討の結果、２−メチルペンタ
ン、３- メチルペンタン、ｎ−ヘキサンのうちの１種以
上からなる脂肪族飽和炭化水素と、メチルアルコール、
エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコールのうちの一種以上からなる低級アルコー
ルとの混合系は、ある範囲の組成で共沸および共沸様状
態を示す組成物を形成することが判明した。一般に共沸
特性を示す複数の化合物が混合した共沸混合系では見か
け上、安定した一つの沸点を有しており、単一化合物の
ような挙動を示す。又、共沸混合系の沸点は、共沸混合
系を構成する複数の化合物のそれぞれの沸点より、上昇
あるいは下降することが知られている。さらに共沸混合
系では気液平衡状態において気相と液相の組成成分比が
同一となることが知られている。ここで、共沸様状態と
は２種類以上の化合物の混合系において、常圧（１．０
１ｋＰａ）においての共沸時の沸点に対して、その沸点
範囲が５℃以下で、単一化合物に近似した挙動を示す状
態である。

【００１１】請求項１の発明では、２−メチルペンタン
を４４重量％以上含む炭素数６の脂肪族飽和炭化水素が
６６〜９０重量％、エチルアルコールを８５重量％以上
含む炭素数１〜３の低級アルコールが１０〜３４重量％
の組成比の時に、常圧下での沸点が５２〜５５．５℃の
範囲となり、表１に示した炭素数６の脂肪族飽和炭化水
素および炭素数１〜３の低級アルコールの各構成成分の
沸点と比較しても十分に低いものとなる。

【００１２】

【表１】

【００１３】溶剤系の洗浄剤組成物の場合、沸点を比較
することにより乾燥速度を比較することが可能であり、
一般的には、沸点が低いほど乾燥速度が速い。したがっ
て請求項１の洗浄剤組成物は、その構成成分より優れた
乾燥性を有している。

【００１４】請求項１の発明では、この洗浄剤組成物を
噴射剤としての圧縮ガスを添加してエアゾール化する。
このエアゾール組成物は被洗浄物に対して噴射させた場
合、あるいはワイピングクロス等に噴出させて被洗浄物
を拭き取った際にも、共沸様組成のために一定の割合で
乾燥する。このため、一成分が被洗浄物の上に残ること
はない。

【００１５】請求項２の発明は、ｎ−ヘキサン、メチル
アルコール、イソプロピルアルコール又はノルマルプロ
ピルアルコールの合計の含有率を洗浄剤組成物全体の１
０重量％未満とすることにより、安全性を確保するもの
である。

【００１６】洗浄剤組成物の構成成分のうち、ｎ−ヘキ
サン、メチルアルコール、イソプロピルアルコールは、
日本の労働安全衛生法有機溶剤中毒予防規則において第
２種有機溶剤に指定されている。また、メチルアルコー
ルは毒劇物としても指定されている。ｎ−ヘキサン、メ
チルアルコール、イソプロピルアルコールおよびノルマ
ルプロピルアルコールの許容濃度は、それぞれ５０，１
００，４００および２００ｐｐｍであり、その他の構成
部分の許容濃度に比較して低く、安全性を考慮した場
合、これらの成分の合計の含有量を制限することが望ま
しいことによる。

【００１７】請求項３の発明は、炭酸ガス、窒素ガスあ
るいはこれらの混合から選ばれる圧縮ガスを噴射剤とし
て使用するものであり、これにより噴射時の結露を抑え
ることができる。エアゾール噴射時には洗浄剤組成物の
原液の一部が飛散して、気化する。この際に気化熱を奪
うため、原液の液温および周辺空気の温度を同時に低下
させる。このため空気中の飽和水蒸気量の変化を伴い、
空気中の水分を結露させる。このことは、洗浄剤組成物
の原液ばかりでなく噴射剤として使用する物質による影
響も大きい。例えば、ＬＰＧ，ＤＭＥに代表される液化
ガスは、エアゾール容器中では加圧されているため液体
状態で存在している。ところが、これがエアゾール噴射
時に洗浄剤組成物の原液に同伴して、エアゾール容器外
に噴射すると、瞬時に気化する。このときに発生する気
化熱はかなり大きく、この気化熱は洗浄剤組成物の原液
の温度を更に低下させるのに十分な熱量となっている。

【００１８】これに対して、炭酸ガスや窒素ガスの圧縮
ガスは圧力変化に起因した温度変化が液化ガスに比べて
小さく、噴射による洗浄剤組成物の温度低下を小さくす
ることができる。又、炭酸ガス、窒素ガスは不活性のた
め、引火することがない。

【００１９】炭酸ガス、窒素ガスの洗浄剤組成物に対す
る割合は、洗浄剤組成物に対する溶解特性が異なるため
に同一には規定できないが、炭酸ガスは洗浄剤組成物に
対し、３．５〜５重量％、窒素ガスは０．５〜０．８重
量％が好ましい。この組成以下の場合は、洗浄剤組成物
を全て噴射させる事が困難となる。また、この組成以上
では、圧力が高くなり、急激な噴射となって洗浄剤組成
物が無駄に消費され、好ましくない。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）炭素数６の脂肪族飽和炭化水素とし
て、２−メチルペンタン６０．１重量％、３−メチルペ
ンタン３６．２重量％、ｎ−ヘキサン３．７重量％で構
成される混合物を用い、炭素数１〜３の低級アルコール
として、エチルアルコール８５．５重量％、イソプロピ
ルアルコール４．９重量％、ｎ−プロピルアルコール
９．６重量％で構成される混合物を用いた。これらの炭
化水素混合物及び低級アルコール混合物の組成比を変化
させたもの（表２では、低級アルコール混合物の組成比
を０，１０，１５，２０，３０，１００％とした。）を
各々２００ｇ調製して混合組成物とし、これらについて
常圧下での単蒸留を行い、初期蒸留における沸点、初期
蒸留組成物組成比（以下、気相組成比という）、および
初期蒸留組成物を得たときの蒸留容器内の混合組成物組
成比（以下、液相組成比という）を求めた。結果を表２
に示す。ここで初期蒸留組成物は、蒸留液が留出を開始
してから沸点の上昇が安定した時点で採取された蒸留組
成物を指している。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２に示すように、エチルアルコール８
５．５重量％、イソプロピルアルコール４．９重量％、
ｎ−プロピルアルコール９．６重量％で構成される低級
アルコール混合物の液相組成比が９．６〜３１．８重量
％の範囲（これは、エチルアルコール８．５〜２７．２
重量％、イソプロピルアルコール０．４〜１．６重量
％、ｎ−プロピルアルコール０．９〜３．１重量％に相
当する。）であり、且つ、２−メチルペンタン６０．１
重量％、３−メチルペンタン３６．２重量％、ｎ−へキ
サン３．７重量％で構成される炭化水素混合物の液相組
成比が９０．４〜６８．２重量％の範囲（これは、２−
メチルペンタン５４．３〜４０重量％、３−メチルペン
タン３２．７〜２４．７重量％、ｎ−ヘキサン３．３〜
２．５重量％に相当する。）では、沸点が５５．０〜５
５．５℃となり、炭化水素混合物のみの沸点６２．０℃
および低級アルコール混合物のみの沸点７８．５℃より
も著しく沸点が降下しており、近似的に共沸状態となっ
ていることが確認された。このように沸点が低下するこ
とにより、洗浄剤組成物としては非常に優れた乾燥性を
有している。

【００２３】また、表２の結果を基に低級アルコール混
合物の液相組成比をＸ軸（横軸）に、低級アルコール混
合物の気相組成比をＹ軸（縦軸）にプロットし、炭化水
素混合物と低級アルコールの混合物の混合系における気
液平衡特性図（Ｘ−Ｙ線図）を作成し、共沸組成を求め
た。これを図１に示す。共沸状態においては、液相の組
成比と気相の組成比が同一となることから、Ｘ−Ｙ線図
と関数Ｙ＝Ｘの交点が共沸組成となる。図１のＸ−Ｙ線
図より共沸組成を求めたところ、低級アルコール混合物
の組成が１６．１重量％、炭化水素混合物の組成が８
３．９重量％となった。したがって、共沸組成は２−メ
チルペンタン５０．４重量％、３−メチルペンタン３
０．４重量％、ｎ−ヘキサン３．１重量％、エチルアル
コール１３．７重量％、イソプロピルアルコール０．８
重量％、ｎ−プロピルアルコール１．６重量％であるこ
とが判明した。

【００２４】次に、上述した共沸組成の洗浄剤組成物を
１００ｇ調製し、常圧下で単蒸留を行なって経時的に蒸
留液およびそのときの残留液（液相）を採取し、その組
成変化を求めた。組成比の決定は、ガスクロマトグラフ
により検量線を用いて行なった。ガスクロマトグラフ測
定条件は、ガスクロマトグラフ本体として（株）島津製
作所製、商品名「ＧＣ−１４Ｂ」、カラムとして、ヒュ
ーレットパッカード社製、商品名「ＤＢ−１（内径０．
５３ｍｍ，長さ３０ｍ）」、検出器として、ＦＩＤを用
い、注入口温度２１０℃、検出器温度２３０℃とし、カ
ラム温度は初期４０℃（維持時間２．５分）、昇温速度
を１０℃／分、最終到達温度２００℃で行なった。結果
を表３および表４に示す。表３において、横欄は蒸留液
のサンプリングタイミングを示し、縦欄は各構成成分の
組成比の分析結果および低級アルコールと炭化水素のそ
れぞれの合計の組成比を重量％単位で示してある。表４
において、横欄は蒸留残留液（液相）のサンプリングの
タイミングを示し、縦欄は各構成成分の組成比の分析結
果および低級アルコールと炭化水素のそれぞれの合計の
組成比を重量％単位で示してある。

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】これらの結果から蒸留液の組成変化は、表
３に示すように、蒸留終了まで０．４重量％の幅であ
り、各蒸留液採取時の蒸留残留液（液相）の組成変化
は、表４に示すように、蒸留終了までで４．７重量％の
幅であり、組成安定性が非常に高いことが確認された。

【００２８】（実施の形態２）炭素数６の飽和炭化水素
として、２−メチルペンタン９７．３重量％、ｎ−ヘキ
サン２．７重量％で構成される炭化水素混合物を炭素数
１〜３の低級アルコールとして、エチルアルコール１０
０重量％のみで構成される低級アルコール混合物を用い
た。これらの炭化水素混合物および低級アルコール混合
物の組成比を変化させたもの（表５では、低級アルコー
ル混合物の組成比を０，１０，１５，２０，３０，１０
０％で行なった。）を各々２００ｇ調製して混合組成物
とし、これらについて常圧下において単蒸留を行い、初
期蒸留における沸点、気相組成比、液相組成比を求め
た。結果を表５に示す。

【００２９】

【表５】

【００３０】表５に示すように、エチルアルコール１０
０重量％で構成される低級アルコール混合物の液相組成
比が９．６〜３４．０重量％の範囲では沸点が５３．４
〜５４．０℃となり、炭化水素混合物のみの沸点６２．
０℃および低級アルコール混合物のみの沸点７８．５℃
よりも著しく沸点が降下しており、近似的に共沸状態と
なっていることが確認された。

【００３１】表５の結果を基に、低級アルコール混合物
の液相組成比をＸ軸（横軸）に、低級アルコール混合物
の気相組成比をＹ軸（縦軸）にプロットし、炭化水素混
合物と低級アルコール混合物の混合系における気液平衡
図（Ｘ−Ｙ線図）を作成し、共沸組成を求めた。これを
図２に示す。図２のＸ−Ｙ線図より共沸組成を求めたと
ころ、低級アルコール混合物の組成が１６．６重量％、
炭化水素混合物の組成が８３．４重量％となった。した
がって、共沸組成は、２−メチルペンタン８１．２重量
％、ｎ−ヘキサン２．２重量％、エチルアルコール１
６．６重量％であることが判明した。

【００３２】（実施の形態３）実施の形態１と同様の炭
化水素混合物および低級アルコール混合物を洗浄剤組成
物として、エアゾール組成物を作製した。エアゾール噴
射剤としてはＬＰＧ、圧縮炭酸ガス、圧縮窒素ガスをそ
れぞれ使用した。洗浄剤組成物に対する噴射剤の割合
は、ＬＰＧ１５重量％、圧縮炭酸ガス４重量％、圧縮窒
素ガス０．６重量％とした。エアゾール容器として容量
２２０ｍｌの容器を使用した。このときの２０℃におけ
る内部圧力はＬＰＧが１．５ｋｇ／ｃｍ²、炭酸ガスが
５ｋｇ／ｃｍ²、窒素ガスが５ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００３３】上記エアゾールを熱電対に噴射させ、噴射
液温を比較した。噴射液温が低いことは、エアゾール噴
射時に周囲の空気を冷却するため、飽和水蒸気量の変化
に伴い、空気中の水分を結露させる。この結露によっ
て、物品を洗浄した際に、物品上に水シミを作り出す原
因となるため、噴射液温低下が少ない噴射剤の選択をす
ることが好ましい。噴射液温比較の結果を表６に示す。
ＬＰＧはエアゾール缶内では加圧されているため液体状
態で存在するが、エアゾール缶の系外に噴出した際は、
気化して噴出する。測定液温は炭酸ガス、窒素ガスと比
較して４℃程度低い値となっており、気化熱が奪われて
いることが判る。これに対し、炭酸ガス、窒素ガスはほ
ぼ同程度の温度で噴射される。いずれの噴射温度も外気
温に比べて低くなっているが、これは、噴射した洗浄剤
組成物の乾燥性が優れるため、熱電対上での蒸発による
温度低下である。

【００３４】表６からエアゾール噴射剤として、炭酸ガ
ス、窒素ガスを使用することにより洗浄剤組成物の結露
を抑えることができる。

【００３５】

【表６】

【００３６】（実施の形態４）実施例１と同様の炭化水
素混合物および低級アルコール混合物を用いて、炭化水
素混合物および低級アルコール混合物の組成比を変化さ
せたもの（表７に示すように、低級アルコール混合物の
組成比を５，１０，１５，２０，３０，４０重量％とし
た。）を各々１２０ｇ調製して洗浄剤組成物とし、噴射
剤として圧縮炭酸ガスを使用したエアゾール組成物を作
製した。炭酸ガス量は内容量２２０ｍｌの缶に対し、５
ｋｇ／ｃｍ²の内圧になるように調製した。一方、スラ
イドガラスに手脂を付着させ、付着後、常温常圧下で２
４時間放置したもの、スライドガラスを油性マジックイ
ンキおよびトリクロロエチレンを溶媒とした４０重量％
の松やに溶液に浸漬して溶媒を揮発させたものを用意
し、これらに対し、組成比を変化させたエアゾール組成
物をワイピング紙（十条キンバリー（社）製、商品名
「キムワイプ」）に噴射させて含浸させ、手拭き洗浄
を行なった。洗浄性評価は、１０回未満の手拭き洗浄で
除去できたものを「○」、１０回以上の手拭き洗浄で除
去できたものを「△」、１０回以上の手拭き洗浄でも除
去しきれない場合を「×」として評価を行なった。結果
を表７に示す。

【００３７】

【表７】

【００３８】表７に示すように、低級アルコール混合物
の組成比が５重量％の場合、手脂、マジックインキ、松
ヤニのいずれも洗浄除去が困難になる傾向にあり、１０
重量％未満の場合にはマジックインキ松ヤニに対しては
除去できない場合が生じている。このように、本実施の
形態では、手脂、マジックインキ、松ヤニに対して、高
い洗浄性を示したエアゾール組成物とすることができ
る。

【００３９】（実施の形態５）図３は、以上のエアゾー
ル組成物が充填されるエアゾール缶１を示す。このエア
ゾール缶１は、缶本体２の上部にガスケット部３が取り
付けられている。ガスケット部３は操作部となる稼動ノ
ズル６と、稼動ノズル６を貫通する溶剤透過用の噴出孔
６ａと、缶本体２の缶口にパッキン１１を介して密着す
る固定枠１０と、この固定枠１０と稼動ノズル６との間
に設けられたばね９と、噴出孔６ａと連通するように垂
下するチューブ７とを有している。チューブ７は缶本体
２内に充填された洗浄剤組成物４に浸積されている。
又、このチューブ７と噴出孔６ａとの間には、梃子の原
理で開閉するバルブ８が設けられている。洗浄剤組成物
４の上部には、圧縮ガス１２が充填されている。

【００４０】上記構造のエアゾール缶１と、通常の横向
きノズルを使用したエアゾール缶を使用して片手にワイ
ピングペーパー１２へ洗浄剤組成物を含浸させる実験を
実施した。上記エアゾール缶１の場合には、片手にワイ
ピングペーパー１２を持ったままで、指１３によって稼
動ノズル６を押すことが出来るため、無駄なく洗浄剤組
成物を含浸させることができた。一方、横向きノズルの
エアゾール缶によってワイピングペーパーに洗浄剤組成
物を含浸させる際にはノズルの噴出部にワイピングペー
パーを固定できないために、下方への洗浄剤組成物の逃
げがあった。

【００４１】従って、このエアゾール缶１によれば、片
手動作でエアゾールからワイピングペーパーへの洗浄液
に含浸させることが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１のエアゾール組成物では、優れ
た乾燥性及び洗浄能力に加えて非常に安定した洗浄能力
の維持ができ、しかも携帯に適した形態とすることがで
きる。請求項２のエアゾール組成物では、ｎ−ヘキサ
ン、メチルアルコール、イソプロピルアルコール又はノ
ルマルプロピルアルコールの含有量が洗浄剤原液組成物
全体の組成に対して１０重量％未満となっているため、
使用上の安全性を確保することができる。請求項３のエ
アゾール組成物では、噴射時の結露を抑えることができ
るため、高品質な洗浄を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の気液平衡特性図である。

【図２】実施の形態２の気液平衡特性図である。

【図３】エアゾール缶の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２−メチルペンタンを４４重量％以上含
む炭素数６の脂肪族飽和炭化水素６６〜９０重量％及び
エチルアルコールを８５重量％以上含む炭素数１〜３の
低級アルコール１０〜３４重量％からなる洗浄剤組成物
と、圧縮ガスを用いた噴射剤とからなることを特徴とす
るエアゾール組成物。
【請求項２】ｎ−ヘキサン、メチルアルコール、イソ
プロピルアルコール又はノルマルプロピルアルコールの
含有率が洗浄剤組成物全体の組成に対して１０重量％未
満であることを特徴とする請求項１記載のエアゾール組
成物。
【請求項３】噴射剤が、炭酸ガス、窒素ガス又はこれ
らの混合の圧縮ガスであることを特徴とする請求項１記
載のエアゾール組成物。