KR100346677B1 - 혼합용매조성물 - Google Patents

Abstract

1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산 89.2 중량% 와 메탄올 10.8 중량% 로 이루어져 있는 공비 조성물 그리고 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산 91.1 중량% 와 에탄올 8.9 중량% 로 이루어져 있는 공비 조성물.

본 발명은 종래의 1,1,2 - 트리클로로 - 1,2,2 - 트리플루오로에탄의 우수한 특성을 갖는, 그러고 성층권의 오존층을 고갈시키지 않는, 대체 공비 용매 조성물들을 제공한다.

Description

혼합 용매 조성물{MIXED SOLVENT COMPOSITION}

물품에 부착한 플럭스, 각종 오일 혹은 수분을 제거하기 위해서는, 불에 타지 않고 독성이 낮으며 안정성이 우수한 1,1,2 - 트리클로로 - 1,2,2 - 트리플루오로에탄 (이하 R113 으로 언급됨) 이나 혹은 R113 및 R113 과 혼화가능한 용매로 이루어져 있는 혼합 용매 조성물이 널리 사용되고 있다. R113 은 금속, 플라스틱 혹은 탄성 중합체와 같은, 물품의 기초 재료에 거의 영향을 미치지 않는 특성이 있고 각종 얼룩을 선택적으로 용해시켜 주기 때문에, 각종 정밀 기계 부품, 각종 전자 부품 (예를 들어, 금속, 플라스틱 혹은 탄성 중합체로 만들어진), 인쇄 배선 회로 (그 표면에 상기 전자 부품들이 장치되어 있음), 혹은 광학 장치의 얼룩 따위를 제거하는 데에 가장 적당한 것이었다. 종래 사용된 R113의 여러 가지 이점들에도 불구하고, R113 은 화학적으로 극히 안정함으로 인해 대류권내에서의 수명이 매우 긴 관계로 성층권에 퍼질 수가 있는데, 성층권에서 자외선에 의하여 분해되어 염소 라디칼을 내 놓으며 그 염소 라디칼은 성층권의 오존과 연쇄 반응을 일으켜 오존층을고갈 시키기 때문에, R113 의 생산과 소비가 규제되고 있는 실정이다.

이러한 이유로, R113 을 대신할 수 있는, 오존층의 고갈을 야기하지 않는 대체 용매의 탐색이 광범하게 연구되고 있다. 대체 용매로서는, 2,2 - 디클로로 - 1,1,1 - 트리플루오로에탄, 1,1, - 디클로로 - 1 - 플루오로에탄, 3,3 - 디클로로 - 1,1,1,2,2 - 펜타플루오로프로판 그리고 1,3 - 디클로로 - 1,1,2,2,3 - 펜타플루오로프로판이 개발되었다.

상기의 대체 용매들은 R113 과 같은 우수한 세정 특성이 있으며 오존층에의 영향은 극히 미미하다. 그러나, 이들 대체 용매들은 염소 원자를 포함하고 있기 때문에, 그 영향이 극히 미미하다 해도 어느 정도는 오존층에 영향을 미친다. 따라서, 오존층을 전혀 고갈시키지 않는 보다 우수한 대체 용매의 개발이 요망되어 왔다.

본 발명의 목적은 종래의 R113 이 갖고 있는 우수한 특성을 만족시키고 오존층에 전혀 영향을 미치지 않는 새로운 공비 조성물 혹은 유사 공비 조성물과 그 용도를 제공하는 것이다.

발명의 개시

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 것이며, 다음의 (1), (2) 그리고 (3) 에서 선택되는, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산(이하 R52 - 13p로 언급됨) 을 주성분으로 하는 혼합 용매 조성물과 그 혼합 용매 조성물을 사용하여 물품에 부착된 얼룩이나 수분을 제거하기 위한 방법을 제공한다:

(1) R52 - 13p 89.2 중량% 와 메탄올 10.8 중량% 로 이루어져 있는 공비 혼합 용매 조성물;

(2) R52 - 13p 80 ~ 99 중량% 와 에탄올 1 ~ 20 중량% 로 이루어져 있는 공비 혼합 용매 조성물 혹은 유사 공비 혼합 용매 조성물; 그리고

(3) 메탄올과 에탄올에서 선택되는 하나 이상의 화합물, R52 - 13p 그리고 탄소수가 5 이상인 탄화수소를 (메탄올과 에탄올에서 선택되는 하나 이상의 화합물)/(R52 - 13p) / (탄소수가 5 이상인 탄화수소) = 1 ~ 25 중량% /50 ~ 98 중량% / 1 ~ 25 중량% 의 비율로 구성하고 있는 혼합 용매 조성물.

R52 - 13p 와 메탄올로 구성되어 있는 공비 조성물은 그 혼합조성비가 R52 - 13p / 메탄올 = 89.2 중량% / 10.8 중량% 이며 비등점은 1,010 hPa 에서 52.4 ℃ 가 된다.

R52 - 13p와 에탄올로 구성되어 있는 공비 조성물은 그 혼합조성비가 R52 - 13p / 에탄올 = 91.1 중량% / 8.9 중량% 이며 비등점은 1,004 hPa 에서 60.0 ℃ 이다.

일본국 공개 특허 출원 제 194992 / 1993 호에는 R52 - 13p 와 메탄올을 R52 - 13p /메탄올= 91 ~ 95 중량%/5 ~ 9 중량% 의 비율로 구성하고 있는 유사 공비 조성물이 명시되어 있다. 본 발명은 그 유사 공비 조성물의 조성 범위 밖에 있는 공비 조성물의 발견을 기초로 한 것이다. R52 - 13p 와 메탄올로 구성되어 있는 본 발명의 공비 조성물은 R52 - 13p 와 메탄올로 구성된 종래의 유사 공비 조성물에 비해 조성물을 재증류하는 동안에 조차도 조성물의 조성 변화가 전혀 없이 매우 안정한 성능을 유지할 수가 있다는 잇점이 있다. 일본국 특허 출원 제 186796 / 1993호에는 R52 - 13p 와 2 - 프로판올을 R52 - 13p / 2 - 프로판올 = 88 ~ 92 중량%/ 8~ 12 중량% 의 비율로 구성하는 유사 공비 조성물이 명시되어 있다. 게다가, 일본국 특허 출원 제 252500 / 1991 호는 R52 - 13p 와 2 - 프로판올을 R52 - 13p / 2- 프로판올 = 80 중량% / 20 중량% 의 비율로 구성하는 세정제를 명시하고 있다. 그러나, 상기의 2 가지 조성물들은 둘 다 공비 혼합물이 아니기 때문에, 이들 조성물들은 재증류 과정 중에 조성물의 조성 변화가 일어 나며 안정한 성능을 유지할 수가 없다는 결점이 있다.

R52 - 13p 와 에탄올은 R52 - 13p / 에탄올 = 80 ~ 99 중량% / 1 ~ 20 중량% 의 비율 범위 내에서 유사 공비 조성물을 형성한다.

본 발명에 이용되는 탄소수 5 이상의 탄화수소에는 탄소수가 5 ~ 9 인 지방족 탄화수소들, 탄소수가 6 ~ 9 인 지방족 고리 탄화수소들 그리고 탄소수가 6 ~ 12 인 방향족 탄화수소들에서 선택된 하나 이상의 화합물들이 거론될 수 있다.

바람직하기로는 n - 펜탄, 2 - 메틸부탄, 2,2 - 디메틸프로판, n - 헥산, 2 - 메틸펜탄, 3 - 메틸펜탄, 2,2 - 디메틸부탄, 2,3 - 디메틸부탄, n - 헵탄, 2 - 메틸헥산, 3 - 메틸헥산, 2,3 - 디메틸펜탄, 2,4 - 디메틸펜탄, n - 옥탄, 2,2,3 - 트리메틸펜탄, 2,2,4 - 트리메틸펜탄과 같은 탄소수가 5 ~ 8 인 지방족 탄화수소들과 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산과 같은 탄소수 6 ~ 8 인 지방족 고리 탄화수소들에서 선택된 하나 이상의 화합물들이 좋다.

R52 - 13p, 메탄올 그리고 탄소수가 5 이상인 탄화수소의 혼합 용매 조성물에서의 혼합 조성비는 R52 - 13p / 메탄올 / 탄소수가 5 이상인 탄화수소 = 50 ~98 중량%/ 1~ 25 중량%/ 1~ 25 중량% 이며, 바람직하게는 R52 - 13p / 메탄올 / 탄소수가 5 이상인 탄화수소 = 60 ~ 98 중량% / 1 ~ 20 중량% / 1 ~ 20 중량% 가 좋다. R52 - 13p, 에탄올 그리고 탄소수가 5 이상인 탄화수소의 혼합 조성비는 R52 - 13p /에탄올 / 탄소수가 5 이상인 탄화수소 = 50 ~ 98 중량% / 1 ~ 25 중량% / 1 ~ 25 중량% 이며, 바람직하게는 R52 - 13p / 에탄올 / 탄소수가 5 이상인 탄화수소 = 60 ~ 98 중량% / 1 ~ 20 중량% / 1 ~ 20 중량% 가 좋다. 상기의 혼합 용매 조성물들에서, 메탄올과 에탄올은 조합하여 사용할 수도 있다. 혼합 용매 조성물에서 메탄올과 에탄올의 총량은 1 ~ 25 중량% 의 범위 내에 있으며, 바람직하게는 1 ~ 20중량% 의 범위 내가 좋다. 메탄올과 에탄올을 조합하여 사용할 때, 그 조합한 총량 중 메탄올 /에탄올의 비율은 1 ~ 99중량% / 99 ~ 1 중량%의 넓은 범위에서 선택할 수가 있다.

탄화수소를 함유하는 그러한 혼합 용매 조성물은 탄화수소를 함유하지 않은 것들에 비하여 각종 오물에 대한 용해성이 향상된 것이다.

이 점에서, 탄화수소는 에스테르보다 유리하다. 더군다나, 탄화수소는 플라스틱, 탄성 중합제와 같은 기초 재료들을 거의 부식하지 않기 때문에 바람직하다 할 수 있다. 이 점에서, 탄화수소는 케톤보다 유리하다.

본 발명의 탄화수소함유 혼합 용매 조성물은 용해성을 더욱 향상시키기 위한 주목적으로 예를 들어 다음의 화합물들에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 0.01 ~ 50 중량% 의 양으로 포함할 수도 있는데, 바람직하게는 0.01 ~ 30 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 20 중량%가 좋다:

디클로로메탄, 시스 - 1,2 - 디클로로에틸렌, 트란스 - 1,2 - 디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌과 같은 염소화 탄화수소들, 1 - 프로판올, 2 - 프로판올, 1 - 부탄올, 2 - 부탄올, 이소부탄올, t - 부탄올과 같은 알코올들;

아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 부틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤과 같은 케톤들, 디에틸 에테르, 메틸셀로솔브, 테트라히드로푸란, 1,4 - 디옥산과 같은 에테르들, 2,2 - 디클로로 - 1,1,1 - 트리플루오로에탄, 1,1 - 디클로로 - 1 - 플루오로에탄, 3,3 - 디클로로 - 1,1,1,2,2 - 펜타플루오로프로판, 1,3 - 디클로로 - 1,1,2,2,3 - 펜타플루오로프로판과 같은 클로로플루오로 탄화수소들, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트와 같은 에스테르들;

알킬 폴리옥시에틸렌 에테르, 알킬아릴 폴리옥시에틸렌 에테르, 알킬아릴 포름알데히드-축합 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 블록 중합체 (폴리옥시프로필렌을 지방친화성 기로서 가짐), 알킬티오폴리옥시에틸렌 에테르와 같은 에테르형 표면활성제들, 프로필렌 글리콜 에스테르의 폴리옥시에틸렌 에테르, 소르비탄 에스테르의 폴리옥시에틸렌 에테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르와 같은 에테르 에스테르형 표면활성제들, 글리세린 에스테르, 소르비탄 에스테르와 같은 에스테르형 표면활성제들, 혹은 질소함유형 표면활성제들 예를 들면 지방산 알칸올아미드, 폴리옥시에틸렌 지방산 아미드와 같은 비이온성 표면활성제들.

본 발명의 탄화수소함유 혼합 용매 조성물은 안정성을 향상시키기 위한 주목적으로 예를 들어 다음의 화합물들에서 선택되는 하나이상의 안정제를 0.001 ~ 10 중량% 의 양으로 포함할 수도 있는데, 바람직하게는 0.01 ~ 5 중량% 가 좋다:

니트로메탄, 니트로에탄, 니트로프로판, 니트로벤젠과 같은 니트로 화합물들, 디에틸아민, 트리에틸아민, i - 프로필아민, i - 부틸아민과 같은 아민들, 페놀, o - 코레솔, m - 크레솔, p - 크레솔, 티몰, p - t - 부틸페놀, t - 부틸카테콜, 카테콜, 이소유게놀, o - 메톡시페놀, 4,4'- 디히드록시디페닐 - 2,2 - 프로판, 이소아밀 살리실레이트, 벤질 살리실레이트, 메틸 살리실레이트, 2,6 - 디 - t - 부틸 - p - 크레솔과 같은 페놀들; 그리고

2 - (2'- 히드록시 - 5'- 메틸페닐) 벤조트리아졸, 2 - (2'- 히드록시 - 3'- t - 부틸 - 5'- 메틸페닐) - 5 - 클로로벤조트리아졸, 1,2,3 - 벤조트리아졸, 1 - [(N,N - 비스 - 2 - 에틸헥실) 아미노메틸] 벤조트리아졸과 같은 트리아졸들.

본 발명의 혼합 용매 조성물은 종래의 R113 형 조성물과 마찬가지로 여러 가지 용도에 바람직하게 사용할 수가 있다. 구체적으로는, 물품에 부착된 얼룩이나 수분을 제거하기 위한 세정제, 페인트용 용매 혹은 추출제로서 사용된다. 특히, 부착된 얼룩이나 수분으로 인해 성능이 저하되기 쉬운 물품을 깨끗이 하는데에 사용된다.

깨끗이 하여야 할 물품의 재료로서는, 유리, 세라믹, 플라스틱, 탄성 중합체, 고무 혹은 금속이 거론될 수 있다. 상기 물품의 구체적인 예에는 전자·전기 기기, 정밀 기계·기구, 광학 장치 그리고 그들의 부품인 인쇄 배선 회로, IC, 마이크로모터, 계전기, 광학 렌즈 및 유리 기판이 있다.

물품에 부착된 얼룩으로서는, 물품 혹은 그 부품들의 생산 과정에서 사용되는, 최종적으로는 제거되어야 할 얼룩이나, 혹은 물품의 사용 중에 그 물품에 부착된 얼룩이 거론될 수 있다. 얼룩을 형성하는 물질로서는, 그리스, 광유, 유지, 왁스, 유성 잉크와 같은 오일들 혹은 플럭스가 거론될 수 있다. 수분으로서는, 물이나 수성세정제로 상기 물품을 씻어낸 후에 물품에 남아 있는 수분이 거론될 수 있다.

본 발명의 공비 조성물 및 유사 공비 조성물은 물품에 부착된 플럭스나 수분을 제거하기 위한 목적으로 사용할 때 특히 효과적이다.

본 발명의 탄화수소함유 혼합 용매 조성물은 오일 혹은 플럭스의 제거에 사용할 때 특히 효과적이기도 하다.

얼룩 혹은 수분을 제거하는 상기 방법의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 수식 와이프법 (manual wiping), 침수법 (immersing), 분무법 (spraying), 진동법 (vibrating), 초음파 세정법 (supersonic cleaning), 증기 탈지법 (vapor degreasing) 혹은 상기 방법들을 조합한 방법이 거론될 수 있다.

본 발명을 수행하기 위한 가장 좋은 방법

실시예 1

R52 - 13p (b.p. 70.8 ℃) 90 중량% 와 메탄올 (b.p. 64.5 ℃) 10 중량% 로 구성되어 있는 조성물 1,000 g을 증류 프라스크에 채워 넣었고, 그 플라스크를 이론상의 플레이트의 수가 5 인 증류 칼럼에 연결하였다. 그리고 나서, 그 조성물을 가열하면서 2 시간 동안 환류시켰다.

조성물이 평형 상태에 도달한 후에는, 주기적으로 분획물을 받아 모았으며 그 분획물을 기체 크로마토그라피에 의한 방법으로 분석하였다.

R52 - 13p 90 중량% 와 에탄올 (b.p. 78.3 ℃) 10 중량% 로 이루어져 있는 혼합 용매 조성물에 대해서도 유사하게 분석을 행하였다. 그 결과들은 표 1 에 나타나 있다.

실시예 2

R52 - 13p 99 중량% 와 에탄올 1 중량% 로 이루어져 있는 혼합 용매 조성물20 kg을 액체통이 하나 달린 개방형의 작은 탈지기 (degreaser) 에 채워 넣었고, 그 탈지기를 하루에 6 시간씩 3 일 동안 작동시켰다. 세정 액체통에는 혼합 용매 조성물만을 채워 넣었으며 그 조성물을 가열, 증발, 및 응측시킨 후, 워터 분리기 (water seperator) 에 도입하였으며 그 다음에는 1 시간에 순환하는 조성물의 양과 세정 액체통에 채워지는 조성물의 양이 똑같게 되도록 한 작동 조건하에서 세정 액체통으로 되돌려 놓았다. 그 세정 액체통과 워터 분리기로부터 샘플들을 주기적으로 받았으며 기체 크로마토그라피에 의한 방법으로 분석을 하였다. 그 결과들은 표 2 에 나타나 있다.

실시예 3

R52 - 13p 80 중량% 와 에탄올 20 중량% 로 이루어져 있는 혼합 용매 조성물 20 kg을 액체통이 하나 달린 작은 탈지기에 채워넣었고, 그 탈지기를 하루에 6 시간씩 3 일 동안 작동시켰다. 작동 조건은 실시예 2에서와 똑같았다. 샘플들은 세정액체통 및 워터 분리기로부터 주기적으로 받아서 기체 크로마토그라피에 의한 방법으로 분석하였다. 그 결과들은 표 3 에 나타나 있다.

실시예 4 ~ 12

표 4 및 표 5 에 나타나 있는 바와 같은 조성물들을 사용하여, 세정 시험을 수행하였다. 에폭시-유리로 만들어진 인쇄 배선 회로 (50mm × 100 mm × 1.6 mm)의 전체 표면에 플럭스 [스피디 (speedy) 플럭스 AGF-J-I: 아사히화학연구소 (Asahi Kagaku Kenkyusho) 제조] 를 코우팅하였으며, 파동 납땜기 (wave soldering machine) 를 이용하여 260 ℃ 의 납땜 온도에서 납땜질을 수행하였다. 그리고 나서는, 표 4 및 표 5에 밝혀져 있는 바와 같은 본 발명의 조성물들에 5 분 동안 침수시키는 방법으로 세정을 수행하였으며, 플럭스의 제거도 (degree of removal) 가 평가되었다. 그 결과들은 제거도에 대한 평가기준(◎ : 우수하게 제거됨, △ : 약간 남아 있음, × : 상당한 양 남아 있음) 과 함께 표 4 및 표 5 에 나타나 있다.

실시예 13 ~ 16

표 6 에 나타나 있는 혼합 용매 조성물들을 사용하여, 기계유의 세정 시험을 수행하였다. SUS-304 로 만들어진 시험 쿠우폰 (25 mm × 30 mm × 2 mm) 을 기계유 [CQ-30, 니뽕석유 (Nippon Petrochemicals Co., Ltd.) 제조] 에 살짝 담근 다음, 표 6 에 밝혀져 있는 바와 같은 본 발명의 혼합 용매 조성물들에 5 분 동안 침수시켰다. 그 후에, 기계유의 제거도가 평가되었다. 그 결과들은 제거도에 대한 평가 기준(◎ : 우수하게 제거됨, △ : 약간 남아 있음, × : 상당한 양 남아 있음)과 함께 표 6 에 나타나 있다.

실시예 17 ~ 24

표 7 및 표 8 에 나타나 있는 조성물들을 사용하여, 부착된 수분의 제거 시험을 수행하였다. 크기가 30 mm × 18 mm × 5 mm 인 유리판을 순수한 물에 살짝 담근 다음, 수분을 제거하기 위한 목적으로 표 7 및 표 8 에 나타나 있는 본 발명의 조성물들에 20초 동안 침수시켰다. 그 유리판을 끄집어 내어 무수 에탄올에 담갔고, 메탄올에서의 수분의 증가량으로부터 부착된 수분의 제거도가 평가되었다. 그 곁과들은 부착된 수분의 제거도에 대한 평가기준 (◎ : 우수하게 제거됨, △ : 약간 남아 있음, × : 상당한 양 남아 있음) 과 함께 표 7 및 표 8 에 나타나 있다.

본 발명은 인쇄 배선 회로, IC 등의 전자 부품, 정밀 기계 부품, 유리 기판등의 물품에 부착한 플럭스, 오일 등의 얼룩이나 수분을 제거하는 데에 사용되는 혼합 용매 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 조성물은 종래의 R113 이 갖는 우수한 특성을 만족시키며 성층권의 오존층을 고갈시키지 않는 잇점이 있다.

Claims (6)

1. 다음의 (1), (2) 그리고 (3)에서 선택되는, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산을 주성분으로 함유하는 혼합 용매 조성물.

   (1) 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산 89.2 중량% 와 메탄올 10.8 중량% 로 이루어져 있는 공비 혼합 용매 조성물 ;

   (2) 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산 80 ~ 99 중량% 와 에탄올 1 ~ 20 중량% 로 이루어져 있는 유사 공비 혼합 용매 조성물 혹은 공비 혼합 용매 조성물 ; 그리고

   (3) 메탄올과 에탄올에서 선택되는 하나이상의 화합물, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산 그리고 탄소수가 5 이상인 탄화수소를 (메탄올과 에탄올에서 선택되는 하나 이상의 화합물) / (1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산) / (탄소수가 5 이상인 탄화수소) = 1 ~ 25 중량% / 50 ~ 98 중량% / 1 ~ 25 중량%의 비율로 이루어져 있는 혼합 용매 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산을 주성분으로 하는 혼합 용매 조성물은 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6 - 트리데카플루오로헥산 91.1 중량% 와 에탄올 8.9 중량% 로 이루어져 있는 공비 혼합 용매 조성물인 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 탄소수가 5 이상인 탄화수소는 탄소수가 5 ~ 8 인 지방족 탄화수소들과 탄소수가 6 ~ 8 인 지방족 고리 탄화수소들에서 선택되는 하나 이상의 화합물인 조성물.
4. 제 1 항에서 정의된 조성물을 사용하여 물품에 부착된 얼룩이나 수분을 그 물품으로부터 제거함을 특징으로 하는 세정 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 물품은 전기·전자 기기, 정밀 기계·기구 광학 장치 혹은 그들의 부품인 경우의 세정 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 물품에 부착된 얼룩은 플럭스이거나 오일인 경우의 세정 방법.