JPH1176702A

JPH1176702A - 水切り乾燥方法

Info

Publication number: JPH1176702A
Application number: JP24156697A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimozawa; 宏下澤; Masaru Kumagai; 勝熊谷; Shigeo Santo; 茂夫山藤
Original assignee: Toshiba Silicone Co Ltd
Current assignee: Momentive Performance Materials Japan LLC
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた水切り乾燥性をもたらし、同時に低分
子量シロキサンを水で効率よく抽出、分離回収すること
のできる水切り乾燥方法を提供する。【解決手段】低分子量シロキサンと親水性溶媒とを含
む水切り剤により水を除去する水切り工程と、前記低分
子量シロキサンを水により前記水切り剤から抽出するシ
ロキサン抽出工程と、前記低分子量シロキサンを回収す
る回収工程とから成る水切り乾燥方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低分子シロキサン
と親水性溶媒から成る水切り剤により対象物から水を除
去する方法に係わり、特に、該水切り剤から低分子シロ
キサンを水により抽出して、分離回収する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体などの実装基板等の電子部
品や、レンズなどの光学部品の乾燥にフロンが多用され
ていた。しかし、フロンにはオゾン層破壊等の問題があ
るため、全廃が見込まれる中、フロンを代替する乾燥剤
および乾燥方法について種々の検討がなされている。近
年、半導体や液晶のカラーフィルタのような精密乾燥が
必要な分野を中心に、アルカリ洗浄、純水リンス後、ア
ルコールのような親水性の有機溶媒の蒸気により乾燥す
る方法が実施されるようになった。

【０００３】しかしながら、前述のアルカリ洗浄、純水
リンス後、親水性の有機溶媒により蒸気乾燥を行う洗浄
方法では、ソルベントアタック、すなわちプラスチック
部品や樹脂被膜を白化させたりクラックを発生させやす
いという問題や、凝縮熱が大きい関係から被洗浄物表面
で生ずる凝縮液の量が少ないため水切りが不十分になり
やすいことに加え、アルコールなどの親水性溶媒は水を
溶解させやすい関係から被洗浄物の上に残渣（乾燥ジ
ミ）を発生しやすいという問題があった。

【０００４】この蒸気乾燥の中に、メッキ工程後あるい
は水系洗浄剤の使用後に、シミ等のない乾燥を行うこと
を目的とした「水切り乾燥」がある。現在このような用
途には、アルコール特にイソプロピルアルコール（ＩＰ
Ａ）が使用されつつあるが、蒸発熱が大きいために乾燥
ジミが発生し易く、しかも空気中からの吸湿により乾燥
ジミがより顕著になるという問題を有している。

【０００５】また、ＩＰＡ等のアルコールは水と共沸す
るために、蒸留により分離、再生することができず、使
い捨てとならざるを得ないばかりでなく、蒸気密度が低
いために揮散ロスが大きく、さらに乾燥速度が遅いため
に、蒸気洗浄後でも場合によっては温風乾燥が必要とな
る等の問題を有している。

【０００６】さらに、ＩＰＡ等の水に対して無限の相溶
性をもつ親水性溶媒による蒸気乾燥は、部品に付着した
水を置換するため、次第にＩＰＡ中の水分濃度は増加す
る。この水分はＩＰＡと共沸混合物を形成し、その結
果、蒸気槽中の水分濃度も増加する。これは部品表面に
おける水の置換に影響を及ぼし、ウォーターマークやパ
ーティクルの発生などの乾燥性低下の原因になる。その
ため、ＩＰＡ中の水分濃度管理が重要であり、液のライ
フタイムや処理回数に応じた液交換や、液を非抵抗にす
るなど、管理が必要となる。また、部品に付着した水を
置換したＩＰＡは、前述のとおり、ＩＰＡ純度を保つ目
的で廃液にせざるを得ず、消費量は多く、高ランニング
コストという問題がある。

【０００７】そこで、上述のＩＰＡの代替として、優れ
た揮発性を有するシリコーン類が注目されてきている
が、比較的高価なこともあり、その再生は重要な課題と
なっている。

【０００８】例えば、特開平８−１１７６８５号には、
シロキサン共沸混合物を用いた二段階の清浄又は脱水法
が開示されているが、シロキサンの再利用については単
に一般的な大気圧又は減圧下における蒸留リサイクルの
みしか示されていない。

【０００９】以上のように、低分子シロキサンの優れた
揮発性を有効に利用しつつ、比較的高価である低分子シ
ロキサンを効率よく分離回収する方法は見出だされてい
ない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた水切
り乾燥性をもたらし、同時に低分子シロキサンを効率よ
く抽出、分離回収することのできる水切り乾燥方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の水切り乾燥方法
は、低分子シロキサンと親水性溶媒とを含む水切り剤に
より水を対象物から除去する水切り工程と、前記低分子
シロキサンを水により前記水切り剤から抽出するシロキ
サン分離工程と、前記低分子シロキサンを回収する回収
工程とから成ることを特徴としている。

【００１２】本発明者らは、均一に混合された低分子シ
ロキサンと親水性溶媒に水を加えて撹拌すると、均一だ
った低分子シロキサンと親水性溶媒が２層に分離するこ
とを見出した。分離した上層には比重の軽い低分子シロ
キサンと水が、下層には比重の重い親水性溶媒と水が存
在している。さらに、上層の水分濃度は、水の添加量が
ある量までは増加していくが、その量を超えると逆に水
分濃度が減少して限り無くゼロに近付いていくという意
外な現象を本発明者らは発見した。本発明はこの知見に
基づいてなされたものである。

【００１３】この現象がいかなるメカニズムによるもの
か必ずしも明確ではないが、水切り剤中で飽和溶解度を
超えて添加された水が分離し、この水が水切り剤中の親
水性溶媒を抽出し、結果的に親水性溶媒と低分子量シロ
キサンの溶解性のバランスを崩して親水性溶媒と低分子
量シロキサンとが分離され、さらに水がある量まで添加
されると上層の低分子量シロキサン中の水分が下層の親
水性溶媒に移動していくと考えられる。

【００１４】水の添加量がある量を超えると上層の低分
子量シロキサン中の水分濃度が減少していき、限り無く
ゼロに近付くということは、低分子量シロキサンの純度
がこれに伴って高くなっていくことを意味している。

【００１５】従って、蒸留したり、系外の成分の抽出溶
媒を新たに添加することなく、水切りと逐次または同時
に起こる組成変化を利用することによって、この高純度
の低分子量シロキサンを簡単に分離回収することができ
る。回収された低分子量シロキサンは、再度、親水性溶
媒を加えて水切り剤として利用したり、または単独で、
蒸気乾燥剤として利用することもできる。低分子量シロ
キサンの再生率は約９０〜９９％、純度は初期使用のも
のと大きく変わらず、市販のものと同様の９９．９％程
度まで可能である。

【００１６】水抽出後の下層には、親水性溶媒と水とが
ほぼ均一に混じりあっているため、これは適切な処理の
後廃棄することになる。

【００１７】本発明の低分子量シロキサンとしては、

【化１】

【化２】が例示される。中でも特に、ヘキサメチルジシロキサ
ン、オクタメチルトリシロキサン、オクタメチルテトラ
シロキサンおよびデカメチルペンタシロキサンが好まし
い。

【００１８】本発明の親水性溶媒としては、アルコール
類、グリコール類、グリコールエーテル類およびこれら
の誘導体のような水溶性アルコール類が例示される。特
に、２価のアルコール、エチレングリコールエーテル、
プロピレングリコールエーテルが好ましく、中でも特に
プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
グリコールの炭素数は２〜９個が好ましい。またグリコ
ールエーテルのエーテル結合の数は１〜３個が好まし
い。ただし、第三級ペンタノールについては、本発明の
効果が発揮できないことが実験により確認されているた
め、単独で使用することは好ましくない。

【００１９】低分子量シロキサンと親水性溶媒の組み合
わせは、均一に混合するものであれば特に制限はない。
共沸組成または準共沸組成であっても構わない。１種の
低分子量シロキサンと２種以上の親水性溶媒、２種以上
の低分子量シロキサンと１種の親水性溶媒、２種以上の
低分子量シロキサンと２種以上の親水性溶媒など適宜組
み合わせることができる。ただし、２種以上の親水性溶
媒の総添加量は、例えば、例えば、１番目の親水性溶媒
をグリコール類またはグリコールエーテル類とした場
合、グリコール類またはグリコールエーテル類１００重
量部に対して、５０重量部、好ましくは４０重量部、よ
り好ましくは３０重量部である。

【００２０】また、低分子量シロキサンの配合比は６０
〜９５重量部、好ましくは７０〜９０重量部、より好ま
しくは７５〜８５重量部、親水性溶媒の配合比は５〜４
０重量部、好ましくは１０〜３０重量部、より好ましく
は１５〜２５重量部である。

【００２１】本発明において、抽出溶媒として添加する
水の量は、０．５重量％以上であれば良いが、好ましく
は、０．８〜２０重量％、より好ましくは１〜１０重量
％である。

【００２２】本発明の水切り剤には、低分子量シロキサ
ンと親水性溶媒の他、界面活性剤、安定化剤等、本発明
の効果を損なわない範囲で添加することができる。

【００２３】本発明において好ましく用いられる界面活
性剤としてはポリオキシアルキレンアルキルエーテルス
ルホン酸塩、リン酸エステル等のアニオン系界面活性
剤、多価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシアルキ
レン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエ
ーテル等のノニオン系界面活性剤、イミダゾリン誘導体
等の両性界面活性剤、アルキルアミン塩、アルキル第４
級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、アミン化
合物と飽和脂肪酸の組み合わせによる界面活性剤とが例
示され、その他には単一物質で存在することは少ない
が、天然物から抽出されるテルペン系化合物や高級脂肪
酸エステル等が挙げられる。

【００２４】また、上述したような各種化合物の化学構
造の一部をフッ素原子やケイ素原子で置き換えた合成化
合物を用いることも可能である。界面活性剤の組成比
は、特に限定されるものではないが、本発明の水切り乾
燥方法に用いる組成物１００重量部対して２０重量部以
下、さらに３重量部以下が好ましい。なお、上述した界
面活性剤は単独で、あるいは２種以上併用して添加する
ことができる。

【００２５】また、本発明の水切り乾燥方法に用いる組
成物に添加できる安定化剤としては、例えばグリシドー
ル、シクロヘキセンオキシド等のエポキシド類、ｌ，４
−ジオキセン、１，３，５−トリオキセン等のエーテル
類、１−ペンテン、１−へキセン等の不飽和炭化水素
類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル
酸エステル等が挙げられる。これら安定化剤は、洗浄剤
の全重量に対して０．１から５重量％程度の割合で添加
することが好ましい。なお上述した安定化剤は単独で、
あるいは２種以上併用して添加することができる。

【００２６】また、本発明の水抽出工程は、通常の作業
環境であれば、温度に関係なく、低分子量シロキサンを
含む上層への水の添加量０．５重量％を超えると水分濃
度が減少していくという本発明の効果が発揮される。例
えば、真冬の０℃、真夏の４０℃においても同様の効果
が得られる。

【００２７】本発明の水切り乾燥方法を施した後、その
まま自然乾燥させても良いし、温風乾燥、熱風乾燥、真
空乾燥、蒸気乾燥等、特に制限はない。水切りする対象
物によって適宜選択すれば良い。

【００２８】本発明の水切り乾燥方法は、各種対象物に
対して適用可能であり、対象物の材質は特に限定される
ものではなく、金属、半金属、セラミックス、プラスチ
ック材料等が挙げられる。例えば、金属や半金属として
は鉄、アルミニウム、シリコン、銅、ステンレス等が、
セラミックスとしては窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ア
ルミニウム、ガラス、磁器等が、プラスチックとしては
ポリアミド、ポリイミド、エポキシ、ポリオレフィン、
ポリエステル、アクリル樹脂等が例示され、またこれら
の複合材料であってもよい。具体的にはプリント基板や
実装部品等の電子部品、電気部品、半導体部品、金属部
品、表面処理部品、精密機器部品、光学部品、ガラス部
品、セラミックス部品、プラスチック部品等が挙げられ
る。

【００２９】本発明によれば、低分子量シロキサンと水
との上記のような意外な関係を利用して低分子量シロキ
サンと親水性溶媒により水切りを行った後、水を添加す
ることで、水を抽出溶媒として作用させ、比較的高価な
低分子量シロキサンを効率よく回収することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】

【００３１】

【実施例１】ガスクロマトグラフィー純度が９９．５％
のヘキサメチルジシロキサンと同じくガスクロマトグラ
フィー純度が９９．５％のプロピレングリコールモノメ
チルエーテルとを１対１の割合で混合し、この混合物２
００ｇを蒸留フラスコに入れ、理論段数３０段の精留塔
を用いて常圧下で蒸留を行った。この蒸留によって、３
６２Ｋから３６９Ｋにおいて共沸留分が得られた。この
共沸留分からなる組成物を水切り乾燥剤として用いた。

【００３２】この共沸留分をガスクロマトグラフィーに
より分析し、得られたピーク面積比から実際の添加割合
を帰属したところ、ヘキサメチルジシロキサンが８１重
量％、プロピレングリコールモノメチルエーテルが１９
重量％であった。なお、ガスクロマトグラフィーは、以
下に示す条件で行った。

【００３３】［ガスクロマトグラフィー条件］装置：
島津製作所製ＧＤ−１４Ａ(TC-D)、カラム：ｓｕｓ製２
ｍ×３ｍｍφ（ＧＬサイエンスクロモソルブ（株）ＷＡ
ＹＤＭＣ８，メッシュ６０／８０）、充填剤:Silicone
SE-30 １０％、インジェクション温度：５２３Ｋ、ＴＣ
−Ｄ温度：３Ｋ、初期温度３２３Ｋ、初期保持時間：０
分、昇温連度：１０Ｋ／分、最終温度：５２３Ｋ、最終
保持時間：０分、current ：１００、ＦＲＣＲＨ
ｅ：４０ml、ATTENUATION ：６４なお、本明細書における組成物の重量割合は、いずれも
混合組成物を上記条件にてガスクロマトグラフィーで分
析し、得られた成分のピーク面積から帰属した添加割合
を示している。

【００３４】

【実施例２】ヘキサメチルジシロキサンを７０重量％、
プロピレングリコールモノメチルエーテルを３０重量％
とした以外は、実施例１と同様に水切り剤を調整した。
これは共沸組成ではない。

【００３５】

【実施例３】ヘキサメチルジシロキサンを９５重量％、
プロピレングリコールモノメチルエーテルを５重量％と
した以外は、実施例１と同様に水切り剤を調整した。こ
れは共沸組成ではない。

【００３６】

【比較例１】プロピレングリコールモノメチルエーテル
の代わりに第三級ペンタノールを用いた以外は実施例１
と同様に水切り剤を調整した。重量割合は実施例１と同
じ共沸組成とした。

【００３７】

【比較例２】さらに、第三級ペンタノールを加えた以外
は、実施例１と同様に水切り剤を調整した。これも共沸
組成である。重量割合は、ヘキサメチルジシロキサンが
６０重量％、プロピレングリコールモノメチルエーテル
１３重量％および第三級ペンタノール２７重量％であっ
た。

【００３８】［上層（ヘキサメチルジシロキサン）の水
分濃度］上記実施例１、比較例１および２の水切り剤１
００ｍｌに、それぞれ水を１ｍｌずつ添加しては強制撹
拌して２層に分離した後、上層のヘキサメチルジシロキ
サン（ＭＭ）中の水分濃度を測定した。結果を図１に示
す。

【００３９】実施例１は水添加量１１ｍｌ（１．１重量
％）で多少極大を示したが、その後水分の添加量が増え
るに従い、逆に上層の水分濃度が減少し、限り無くゼロ
に近付いていった。すなわち、低分子量シロキサンの純
度が高くなり、抽出、分離および回収が可能となる。

【００４０】これに対し、比較例２は、共沸組成である
が、水添加量が５３ｍｌ（５重量％）までは上層の水分
濃度が急勾配で増加した後、１１１ｍｌ（１０重量％）
までは減少するが、その後は水の添加量が増えても上層
の水分濃度は一定となり、減少することはなかった。同
じく比較例１も水添加量が５３ｍｌ（５重量％）までは
上層の水分濃度が増加したが、その後は一定となり、減
少することはなかった。

【００４１】［上層の親水性溶媒濃度］実施例１の水切
り剤について、水添加に伴う、上層のＭＭ中のプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭ）の含有量の
変化を測定した。

【００４２】実施例１の水切り剤１００ｍｌに、水を１
ｍｌずつ添加しては強制攪拌して２層に分離した後、上
層のＭＭ中のＰＧＭの濃度をガスクロマトグラフィーに
より測定した。結果を図２に示す。

【００４３】図２の結果より、ＭＭ中のＰＧＭの含有量
は、水の添加量が増えるに従い徐々に減少していった。
すなわち、これは、ＭＭとＰＧＭとが分離されていき、
ＭＭの純度が増していくことを示している。

【００４４】［共沸組成からずれた水切り剤の挙動］実
施例１、２および３について、水添加による上層の水分
濃度の変化について上記と同様の方法で調べた。図３に
示すように、いずれも同様の挙動を示し、水の添加量が
１重量％を超えるとＭＭ中の水分濃度が下がり限りなく
ゼロに近づいていった。尚、実施例１〜３の水切り剤を
蒸気洗浄工程を含む系に用いる場合は、実施例１の共沸
組成物が好ましい。

【００４５】［温度による上層の水分濃度の変化］水添
加による上層の水分濃度の変化を上記と同様の方法で４
０℃と２５℃で測定した。結果を図４に示す。４０℃の
場合には水添加量が１重量％の時に２５℃の場合に比べ
て上層のＭＭ中の水分濃度が高いが、水の添加量が１重
量％を超えると、いずれの温度においてもＭＭ中の水分
濃度が下がり限りなくゼロに近づいていった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１、比較例１および２の上層の水分濃
度と水添加量の関係を示すグラフ。

【図２】実施例１の親水性溶媒の含有量と水添加量の
関係を示すグラフ。

【図３】実施例１、２および３の上層の水分濃度と水
添加量の関係を示すグラフ。

【図４】実施例１、２および３（２５℃）と実施例１
（４０℃）の親水性溶媒の含有量と水添加量の関係を示
すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低分子シロキサンと親水性溶媒とを含む
水切り剤により対象物から水を除去する水切り工程と、
前記低分子シロキサンを水により前記水切り剤から抽出
するシロキサン分離工程と、前記低分子シロキサンを回
収する回収工程とから成ることを特徴とする水切り乾燥
方法。
【請求項２】前記シロキサン分離工程で用いられる前
記水が、前記水切り剤に対して０．５重量％以上である
ことを特徴とする請求項１記載の水切り乾燥方法。
【請求項３】前記低分子シロキサンが、ヘキサメチル
ジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、オクタメ
チルテトラシロキサンおよびデカメチルペンタシロキサ
ンから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする
請求項１記載の水切り乾燥方法。
【請求項４】前記親水性溶媒が、水溶性溶媒であるこ
とを特徴とする請求項１記載の水切り乾燥方法。