JPWO2007032211A1 - 共沸溶剤組成物および混合溶剤組成物 - Google Patents

Abstract

ＩＣ等の電子部品、精密機械部品、ガラス基板等の物品に付着する油脂類、プリント基板等のフラックス、塵埃などの汚れを除去できる、不燃性の新規な溶剤組成物を提供する。１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン４０〜９０質量％とイソプロパノール６０〜１０質量％とを含有する混合溶剤組成物、および１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン６２質量％とイソプロパノール３８質量％とからなる共沸溶剤組成物。

Description

本発明は、ＩＣ等の電子部品、精密機械部品、ガラス基板等の物品に付着する油脂類、プリント基板等のフラックス、塵埃などの汚れや、特にイオン性成分を含むそれらの汚れを除去するために用いられる溶剤組成物に関する。

従来、精密機械工業、光学機器工業、電気電子工業、およびプラスチック加工業等において、製造加工工程等で付着した油、フラックス、塵埃、ワックス等を除去するための精密洗浄には、不燃性で化学的および熱的安定性に優れ、油脂類の溶解力のあるフッ素系溶剤としてジクロロペンタフルオロプロパン（以下、Ｒ−２２５と記す。）等のハイドロクロロフルオロカーボン（以下、ＨＣＦＣと記す。）が広く使われていた。

しかし、ＨＣＦＣはオゾン破壊係数があるため、先進国においては２０２０年に生産が全廃される。ＨＣＦＣの代替溶剤については種々検討されており、例えば１，１，２，２−テトラフルオロ−１−（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタンとエタノールの共沸混合物が提案されている（特許文献１参照。）。しかし、この共沸混合物はエタノールの共沸組成が約６％であり、イオン性の化合物を洗浄するには不十分である。一方、オクタフルオロブタン等のフッ化脂肪族炭化水素と、エタノール等の低級アルコールとからなる水除去用組成物が提案されている（特許文献２参照。）。しかし、これらの組成物は共沸点を有する組成物ではなく、混合成分の揮発速度が異なるため、使用中または保管中に液組成が変化する問題があった。
また、１,１，１，２，２，３，３，４，４−ノナフルオロヘキサン（以下、ＨＦＣ−５６９ｓｆという。）と２−プロパノールとからなる混合溶剤が、脱脂洗浄やフラックス洗浄に用いられる溶剤として提案されている（特許文献３参照。）。しかし、この組成物はイオン性成分を含む汚れの除去性能がやや弱いという問題があった。

特開平４−２２７６９５号公報 特開平５−１５４３０２号公報 特開平７−６２３９４号公報

本発明は、オゾン破壊係数がゼロであり、油、フラックス、塵埃、ワックス等に対し十分な洗浄力を有する溶剤組成物の提供を目的とする。

本発明は、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン ６２質量％と、イソプロパノール ３８質量％とからなる共沸溶剤組成物を提供する。
また、本発明は、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン ４０〜９０質量％と、イソプロパノール １０〜６０質量％とを含有する混合溶剤組成物を提供する。

本発明の溶剤組成物は、油やフラックスに対し優れた洗浄性能を発現する。特に本発明の共沸溶剤組成物、または共沸組成に近い混合溶剤組成物は、蒸気洗浄や蒸留等によりリサイクル使用しても組成の変動が全くないまたは小さいため、従来、主として一成分からなる溶剤が用いられていた洗浄装置にそのまま使用できる。すなわち、洗浄装置の大幅な変更を必要としない。

例１における気液平衡測定結果を示したグラフ

本発明の共沸溶剤組成物は、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンとイソプロパノールとからなる。この共沸溶剤組成物の沸点は、圧力１０１０ｈＰａにおいて７９．５℃である。この共沸溶剤組成物は、油やフラックスの洗浄剤として用いた場合、十分な洗浄力を発現する。一方、共沸溶剤組成物は、蒸発、凝縮を繰り返し行った場合に組成変化がないので、蒸発した溶剤組成物を回収し、リサイクルするのが容易であるという利点がある。本発明の共沸溶剤組成物もこの利点を有する。

本発明の混合溶剤組成物は、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンを４０〜９０質量％、好ましくは５０〜７０質量％含有する。１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンの含有割合が上記範囲である場合は、当該組成物は難燃性の組成物となる。

本発明の混合溶剤組成物は、イソプロパノールを１０〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％含有する。イソプロパノールの含有割合が上記範囲である場合は、当該組成物は油やフラックスに対して優れた洗浄力を発現する。

本発明の混合溶剤組成物は、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンおよびイソプロパノールのみからなることが好ましい。この場合、混合溶剤組成物は難燃性であり、油に対し優れた洗浄力を有し、さらにフラックス等のイオン性物質に対しても十分な洗浄力を有する。

また、本発明の混合溶剤組成物が当該二成分のみからなる場合、該組成物は共沸様組成であるのが好ましい。共沸様組成とは、組成物を繰り返し蒸発、凝縮した場合、該組成物の組成変化が比較的小さい組成物のことである。
この場合は、共沸溶剤組成物と同様に、蒸発、凝縮を繰り返し行った場合の組成変化が比較的小さいので、蒸発した溶剤組成物を回収し、リサイクルするのが容易であるという利点がある。

本発明の混合溶剤組成物は、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンとイソプロパノールのみからなることが好ましいが、必要に応じては、さらに他の化合物を含んでいてもよい。混合溶剤組成物中における他の化合物の含有割合は２０質量％以下、特には１０質量％以下とするのが好ましい。

上記他の化合物としては、炭化水素類、アルコール類（ただしイソプロパノールを含まない。）、ケトン類、ハロゲン化炭化水素類（ただし、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンを含まない。）、エーテル類およびエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物が挙げられる。

炭化水素類としては、炭素数５〜１５の鎖状または環状の飽和または不飽和炭化水素類が好ましく、ｎ−ペンタン、２−メチルブタン、ｎ−ヘキサン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、２，３−ジメチルブタン、ｎ−ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、２，４−ジメチルペンタン、ｎ−オクタン、２−メチルヘプタン、３−メチルヘプタン、４−メチルヘプタン、２，２−ジメチルヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン、３，３−ジメチルヘキサン、２−メチル−３−エチルペンタン、３−メチル−３−エチルペンタン、２，３，３−トリメチルペンタン、２，３，４−トリメチルペンタン、２，２，３−トリメチルペンタン、２−メチルヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、ｎ−ノナン、２，２，５−トリメチルヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ビシクロヘキサン等が挙げられる。より好ましくは、ｎ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタン等の炭素数５〜７の炭化水素である。

アルコール類としては、炭素数１〜１６の鎖状または環状のアルコール類が好ましく、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、１−エチル−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブタノール、ネオペンチルアルコール、１−ヘキサノール、２−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−エチル−１−ブタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、１−ノナノール、３，５，５−トリメチル−１−ヘキサノール、１−デカノール、１−ウンデカノール、１−ドデカノール、シクロヘキサノール、１−メチルシクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、α−テルピネオール、２，６−ジメチル−４−ヘプタノール、ノニルアルコール、テトラデシルアルコール等が挙げられる。より好ましくは、メタノール、エタノール等の炭素数３以下のアルカノールである。

ケトン類としては、炭素数３〜９の鎖状または環状のケトン類が好ましく、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、アセトフェノン等が挙げられる。より好ましくは、アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数３〜４のケトンである。

ハロゲン化炭化水素類としては、炭素数１〜６の飽和または不飽和の塩素化または塩素化フッ素化炭化水素類が好ましく、塩化メチレン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１，２−テトラクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、トランス−１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，２−ジクロロプロパン、ジクロロペンタフルオロプロパン、ジクロロフルオロエタン、デカフルオロペンタン等が挙げられる。より好ましくは、オゾン破壊係数の小さいトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の不飽和結合を有する化合物である。

エーテル類としては、炭素数２〜８の鎖状または環状のエーテル類が好ましく、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、アニソール、フェネトール、メチルアニソール、ジオキサン、フラン、メチルフラン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。より好ましくは、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の炭素数４〜６のエーテルである。

エステル類としては、炭素数２〜１９の鎖状または環状のエステル類が好ましく、具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｓｅｃ−ブチル、酢酸ペンチル、酢酸メトキシブチル、酢酸ｓｅｃ−ヘキシル、酢酸２−エチルブチル、酢酸２−エチルヘキシル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル等が挙げられる。より好ましくは、酢酸メチル、酢酸エチル等の炭素数３〜４のエステルである。

さらに、主として安定性を高めるために、例えば以下に挙げる化合物の１種または２種以上を０．００１〜５質量％の範囲で本発明の混合溶剤組成物中へ配合できる。
ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロプロパン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物類。ジエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン等のアミン類。フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、チモール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｔ−ブチルカテコール、カテコール、イソオイゲノール、ｏ−メトキシフェノール、ビスフェノールＡ、サリチル酸イソアミル、サリチル酸ベンジル、サリチル酸メチル、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール類。２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−［（Ｎ，Ｎ−ビス−２−エチルヘキシル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類。

本発明の共沸溶剤組成物および混合溶剤組成物は、従来のジクロロペンタフルオロプロパン類組成物と同様に各種用途に好適に使用できる。具体的な用途としては、汚れが付着した物品を除去するための洗浄剤、種々の化合物の塗布溶剤または抽出剤などの用途がある。上記の物品の材質としては、ガラス、セラミックス、プラスチック、エラストマー、または金属などが挙げられる。また、物品の具体例としては、電子・電気機器、精密機械・器具、光学機器等、およびそれらの部品であるＩＣ、マイクロモーター、リレー、ベアリング、光学レンズ、プリント基板、ガラス基板などが挙げられる。

物品に付着する汚れとしては、物品または物品を構成する部品を製造する際に使用され、最終的に除去されなければならない汚れまたは物品の使用時に付着する汚れが挙げられる。汚れを形成する物質としては、グリース類、鉱油類、ワックス類、油性インキ類等の油脂類、フラックス類、塵埃が挙げられる。

上記汚れを除去する具体的手段としては、例えば、手拭き、浸漬、スプレー、揺動、超音波洗浄、蒸気洗浄等が挙げられ、またはこれらを組み合わせた方法等も採用できる。

本発明の溶剤組成物は、該組成物を構成する成分の混合比を変えることにより、汚れ等の溶解力を調整することができる。

以下、本発明を実施例を参照して説明する。例１、例２〜４、例６〜８、例１０および例１１は実施例、例５、例９および例１２は比較例である。

［例１］
オスマー型気液平衡測定装置（柴田科学社製）を用いて、１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、以下ＨＦＣ−７６−１３ｓｆという。）とイソプロパノール（（ＣＨ_３）_２ＣＨＯＨ、以下ＩＰＡという。）との気液平衡および共沸点を測定した。

ＨＦＣ−７６−１３ｓｆとＩＰＡを種々の組成比で試料容器に入れ、加熱を開始した。気相凝縮液の滴下速度が適正になるように加熱を調整し、安定した沸騰を２時間保ち、圧力および沸点が安定していることを確認した後、液相側と気相側の液をガスクロマトグラフで分析することにより、それぞれの相中（液相、気相）のＨＦＣ−７６−１３ｓｆの組成比を測定した。

測定の結果（２時間沸騰後のＨＦＣ−７６−１３ｓｆ組成）を表１および図１に示す。

［例２〜５］
表２に記載の組成からなる溶剤組成物を用いて金属加工油の洗浄試験を行った。すなわち、ＳＵＳ−３０４のテストピース（２５ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍ）を、金属加工油：テンパーオイル（日本グリース社製）中に浸漬して金属加工油を付着させた。該テストピースは、該金属加工油中から取り出した後、４０℃に保温した該溶剤組成物中に５分間浸漬させ、超音波をかけて５分間洗浄した。金属加工油の除去度を目視で評価した。結果を表２に示す。表中において、○：良好に除去、△：微量残存、×：かなり残存、を示す。

［例６〜９］
表３に記載の組成からなる溶剤組成物を用いてフラックス洗浄試験を行った。すなわち、ＩＰＣ Ｂ−２５の櫛型電極基板に弘輝社製のフラックスＪＳ−６４ＮＤを塗布し、１００℃で１０分間乾燥後、２６０℃の半田浴に３秒浸漬して半田付けした。その後、室温で２時間静置してから該櫛形電極基板を４０℃に保温した表３に記載の溶剤組成物中に浸漬し、超音波をかけて５分間洗浄した。フラックスの除去度を目視で評価した。結果を表４に示す。表中において、○：良好に除去、△：白色残渣が微量残存、×：白色残渣がかなり残存、を示す。

［例１０］
表４に記載の溶剤組成物を３槽式洗浄機に入れ，８時間稼動した後の水分離槽中の溶剤をガスクロマトグラフで測定した。測定結果のうち、ＨＦＣ−７６−１３ｓｆの組成比は、表４のようになった。

［例１１〜１２］
ステンレス（ＳＳ３０４）製の１００メッシュの金網（５０ｍｍ×１００ｍｍ）を、水溶性プレス油Ｇ−２７１０（日本工作油社製）に沈め、引き上げた後に１１０℃で１時間保温したものを被洗浄物として準備し、これを、表５に記載の溶剤組成物を用いて洗浄した。
洗浄は、被洗浄物を４０℃の溶剤組成物に１分間浸漬した後、室温（約２７℃）の溶剤組成物に１分間浸漬し、最後に溶剤組成物の蒸気に１分間暴露するという方法で行った。 洗浄後にオメガメーター６００ＳＭＤ（日本アルファメタルズ社製）を用い、測定時間１５分間で、洗浄後の被洗浄物に残存するイオン性成分量を測定した。なお、洗浄前の被洗浄物のイオン性成分量は７３０μｇ（ＮａＣｌ換算）だった。
用いた溶剤組成物の組成と、洗浄後のイオン性成分量の測定結果を表５に示す。

本発明の組成物は、ＩＣ等の電子部品、精密機械部品、ガラス基板等の物品に付着する油脂類、プリント基板等のフラックス、塵埃などの汚れの除去に用いられる。

なお、２００５年９月１３日に出願された日本特許出願２００５−２６４６６８号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (7)

1. １，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン ６２質量％と、イソプロパノール ３８質量％とからなる共沸溶剤組成物。
2. １，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタン ４０〜９０質量％と、イソプロパノール １０〜６０質量％とを含有する混合溶剤組成物。
3. さらに、炭化水素類、アルコール類（イソプロパノールを除く。）、ケトン類、ハロゲン化炭化水素類（１，１，１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−トリデカフルオロオクタンを除く。）、エーテル類およびエステル類からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物を２０質量％以下含有する請求項２に記載の混合溶剤組成物。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の溶剤組成物を、油が付着した被洗浄物品に接触させ、油を除去する物品の洗浄方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の溶剤組成物を、フラックスが付着した被洗浄物品に接触させ、フラックスを除去する物品の洗浄方法。
6. 上記被洗浄物品に付着している油がイオン性成分を含む請求項４に記載の物品の洗浄方法。
7. 上記被洗浄物品に付着しているフラックスがイオン性成分を含む請求項５に記載の物品の洗浄方法。

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