KR960000598B1 - 환경적으로 안전한 세정 방법 및 그 방법에 사용되는 세정 조성물 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 물로 세척될 수 있으며 또한 이로써 생긴 물을 재사용하는, 기판 표면으로부터 오염물을 제거하기 위한 환경적으로 안전한 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 방법에 사용되는 세제 조성물에 관한 것이다.
특정 기판 표면으로부터 오염물을 제거하는 것에 관해서는 많은 특허들이 있다.
딘(Dean)의 미합중국 특허 제4,673,524호에는 디메틸 숙시네이트, 디메틸 글루타레이트 및 디메틸 아디페이트의 2염기산 에스테르 혼합물 25 내지 65중량%, 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 5 내지 25중량%, 무취 석유 5 내지 25중량%, 트리에탄올 아민 4 내지 9중량%, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올 5 내지 15중량%, 노닐페놀 에톡실레이트 1 내지 3중량% 및 톨유(tall oil) 지방산 8 내지 18중량%를 함유하는 복합 성분 조성물을 사용하는, 손 및 속성 건조 프린터 잉크, 촉매화된 자동차 페인트와 같은 제거가 곤란한 불쾌한 물질들을 세정하는데 적당한 세정제가 기재되어 있다.
잭슨(Jackson)등의 미합중국 특허 제4,780,235호에는 C4-C6지방족 2염기산의 C1-C4디알킬 에스테르, 활성화제, 증점제, 계면활성체 및 할로겐을 함유하지 않는 1종 이상의 다른 유기 용매를 함유하는 저독성 페인트 제거제 조성물에 대하여 기재되어 있다.
헤이즈(Hayes)등의 미합중국 특허 제4,640,719호에는 인쇄 자판을 세정하는 테르펜 화합물의 용도가 기재되어 있다. 이 특허에는 알파 및 베타 이성질체를 포함한 피넨, 감마 테르피넨, 델타-3-카렌, 리모넨 및 디펜텐, 바람직하기로는 리모넨 및 디펜텐과 같은 테르펜 화합물을 이용하여 잔류 용제 및 특히 로진 납땜 용제 및 접착 테이프 잔류물을 세정하는 것이 기재되어 있다. 디펜텐은 리모넨 광학 활성 이성질체의 라세미 혼합물이다. 이 특허에는 또한 이러한 테르펜 화합물이 물에서 거의 완전히 불용성이며 물에 의해서 직접 씻겨질 수 없다고 기재되어 있다. 그러므로, 바람직한 실시태양에서 테르펜 화합물은 그의 제거를 용이하게 하기 위해 물과 함께 테르펜을 유화시킬 수 있는 1종 이상의 유화성 계면활성제와 배합된다.
디스하트(Dishart)등의 미합중국 특허 제4,867,800호에는 2염기산 에스테르와 테르펜의 혼합물로 인쇄 회로 기판을 세정하는 것이 기재되어 있다.
푸치(Futch)등의 미합중국 특허 제4,934,391호에는 2염기산 에스테르 및 유화성 계면활성제를 사용한 로진 납땜 용제 및 레지스트 잔류물의 제거가 기재되어 있다. 별개의 실시태양에서, 테르펜과 2염기산 에스테르의 배합이 기재되어 있다.
CFC 및 클로로 탄소 용매의 사용에 대해 엄격히 규제함에 따라, 금속 가공업자 및 그외의 제조업자들은 그들의 세정 요구를 만족시키기 위해서 여러가지중에서 한가지를 선택하게 되었다. 이러한 것들에는 가연성 알콜, 고인화점 용매, 테르펜 또는 테르펜 /2염기산 에스테르를 기재로 한 반수성 세정제 및 수성 세정제가 포함된다. 알콜은 세정력은 좋지만 가연성이고, 고인화점 용매는 서서히 건조되는 잔류물을 잔존시키며, 테르펜은 바람직하지않게 낮은 인화점을 가지고 악취를 갖고 있으며, 2염기산 에스테르는 오일 및 그리스에 대해서는 좋지 않은 용매이고, 수성 세정제는 좁은 틈새로부터 증유 및 그리스를 제거하기에는 비효과적이다. 또한, 수성 및 반수성 세정제는 제거된 오물이 폐수로부터 효과적으로 분리될 수 없으며 폐기 처리 문제를 일으킨다.
오일 및 그리스와 같은 오염물 제거에 효과적이고, 생분해성이고, 독성이 적고, 세척수로부터 쉽게 분리되고, 온화한 냄새와 고인화점을 갖는 반수성 세정제가 요구되고 있다.
본 발명은 (a) 제1기판의 표면에 세정 조성물을 도포하는 단계, (b) 그 기판의 표면을 물로 세척해서 오염물 및 세정 조성물을 제거하는 단계, (c) 오염물, 세정 조성물 및 세척수의 혼합물을 수거하여 세정 조성물 및 오염물을 세척수로부터 분리하는 단계, (d) 단계(c)로부터 얻은 물의 적어도 일부를 또다른 세척단계에서 세정 조성물이 도포된 제2기판 상으로 재순화시키는 단계로 이루어지며, 상기 세정 조성물이 (i) 37.8℃( 100℉) 이상의 인화점을 갖는 액체 탄화수소 용매, (ii) 탄화수소 용매를 위한 에멀젼화제 및 (iii) 2염기산 에스테르로 이루어지고, 용매, 에멀젼화제 및 2염기산 에스테르를 기준으로 우세하게 많은 양의 액체 탄화수소 용매를 함유하며, 물과 혼합될때 상분리능을 갖고 있음을 특징하는 하는, 기판 표면으로부터 오염물을 제거하는 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 특히 기판을 세정하기에 유용한 세정 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 주요 특징은 환경적으로 안전한 방법으로 세정 과정을 수행할 수 있다는 것이다. 본 발명의 방법은 세정 조성물을 기판 표면에 도포한 다음 물로 세척하여 오염물과 세정 조성물을 제거하는 것이다. 본 발명은 세정제와 세척제의 처리에 문제가 있는 선행 기술의 결점을 극복한 것이다.
오염물 제거에 사용될 기판의 유형은 다양하다. 바람직한 기판 재료로는 강철, 스테인레스강, 알루미늄과 그의 합금, 동과 그의 합금, 하스텔로이(Hastelloy)와 같은 철 다량 함유 합금 및 모넬(Monel)과 같은 니켈 합금이 포함된다. 플라스틱 및 유리로 만든 제품도 세정할 수 있다. 본 발명의 한 특징으로서, 바람직한 기판은 철 함유 합금이며, 세정 조성물은 하기에 더 상세히 설명되는 다른 성분과 더불어 녹 방지제를 함유할 수도 있다.
기판으로부터 제거되는 오염물은 다양하며, 예를들면, 중 및 경 윤활유, 금속 가공용 유체(절삭유, 인발유 또는 기계 가공유), 그리스, 완충용 또는 연마용 화합물, 역청, 고융점 왁스 및 입자성 오염물등이 포함된다.
본 발명에 있어서 주요 관점은 상분리가 쉽게 일어나도록 수불용성 또는 실질적으로 수불용성인 특별히 제조한 세정 조성물을 사용한다는 것이다. 본 발명의 방법의 제1단계에서는 세정 조성물을 기판 표면에 도포한다. 세정 조성물을 도포하는 방법은 중요하지 않으며, 예를들면, 세정 조성물에 기판을 침지시키거나 이 조성물을 분무하는 것 등이 있다. 침지시키는 경우에는, 액침 분사, 기계적 교반 또는 초음파에 의해 세정조를 약간 교반하는 것이 일반적으로 바람직하다.
기판 표면에 세정 조성물을 도포하는 제1단계 후에, 물 세척의 제2단계를 수행한다. 그 다음에, 제3단계에서, 세정 조성물, 제거된 오염물 및 세척수의 혼합물을 용기내에 수거한다. 그 혼합물을 방치하여 세정 조성물과 세척수의 상분리가 일어나게 한다. 안전성을 고려하여, 물이 탄화수소중에 현탁된 것보다는 탄화 수소 분획물이 연속상으로서 물중에 현탁된 것이 바람직하다. 상분리를 위한 시간은 1분 이내와 같이 거의 즉시 일어나는 것이 바람직하다. 그러나, 처리량이 적다는 단점이 있긴 하지만, 분리 시간을 1 또는 3시간까지 연장시킬 수 있다. 승온을 사용하여 분리 속도를 증가시킬 수 있다. 세척 단계 전에 세정 조성물을 기판 표면에 도포하는 제1단계에서, 세정 조성물과 함께 물을 사용하는 것도 본 발명의 범위내에 포함된다.
표면 오염물은, 특히 그것이 탄화수소 기재이면, 세정 조성물 내에 농축 및 수거된다. 허용할 수 없을 정도로 오염물이 쌓이는 것을 피하기 위하여, 세정 조성물의 일부를 제거해서 연소등에 의하여 환경적으로 폐기해야 한다. 세정 공정을 정상 상태(定常狀態)로 작업하는 경우, 세정 조성물의 일부를 다른 기판에 사용하기 위하여 재순환시킬 수 있다. 그러나, 세정 조성물을 반드시 재순환시킬 필요는 없지만 경제적인 관점에서 재순환시키는 것이 바람직하다.
세정 조정물과는 대조적으로, 세척수는 세정 조성물로부터 상분리된 후에 또다른 세정 단계에 사용하기 위하여 재순환시킬 필요가 있다. 따라서, 세척수가 세정 조성물로부터 연속적으로 분리되어 세척 단계에서 연속적으로 재사용되는 폐쇄 루프를 사용할 수도 있다.
본 발명에서는 1종 이상의 액체 탄화수소 용매가 세정 조성물에 사용된다. 본 발명에 유용한 탄화수소 성분의 유형은 지방족 및 방향족 용매들의 광범위한 군중에서 선택될 수 있다. 탄화수소 용매는 오염물 제거를 돕는 기판 표면상의 잔류물로서 존재할 수 있는 능력을 가지고 있다. 바람직한 탄화수소 화합물 또는 혼합물은 37.8℃(100℉) 이상, 바람직하기로는 60℃(140℉) 이상, 더 바람직하기로는 93.3℃(200℉) 이상의 인화점(Tag Closed Cup 방법)을 갖는 것으로서, 가연성 액체로 분류되지 않는 것이다. 이러한 탄화수소 성분의 예로는, 여러 공급원으로부터 쉽게 구입할 수 있는 석유, 나프타 및 방향족과 같은, 석유로부터 유도된 고인화점 용매가 있다. 구체적인 예로, 엑손(Exxon)사의 ″이소파르(Isopar)″, 셀(Shell)사의 ″솔트롤(Soltrol)″ 및 애쉬랜드(Ashland)사의 ″하이-졸(Hi-Sol)″ 용매가 있다. 아주 바람직한 탄화수소 용매는 지방족 용매이다. 탄화수소 용매에 테르펜이 포함될 수 있지만, 테르펜 탄화수소는 바람직한 군에서 제외된다.
탄화수소 용매 뿐만 아니라, 1종 이상의 에멀젼화제 사용된다. 바람직한 에멀젼화제는 비이온성 계면활성제, 즉 물 세척 단계에서 탄화수소 용매의 에멀젼화를 촉진시키는 기능을 하는 계면활성제이다. 그 에멀젼화제는 안정한 에멀젼을 형성함이 없이 세척을 촉진시키기에 충분한 에멀젼화 능력을 가지는 것을 선택한다. 이러한 특징은 세정 조성물의 중요한 잇점중 하나가 세정 조성물이 세정된 제품으로부터 제거된 오염물과 함께 세척수의 표면상에 제2층으로 분리될 수 있기 때문에 중요하다. 이것은 물의 재순환을 단순화시킨다. 이러한 계면활성제의 예는 비이온성 알콕 에톡실레이트이며, 여기서 알콜은 탄소수 8 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 1차 또는 2차 알콜이며, 에톡실레이트기의 평균 수는 1 내지 7이다.
본 발명에서는, 2염기산 에스테르 용매 또는 2염기산 에스테르 용매의 혼합물이 사용된다. 2염기산 에스테르는 통상의 정의내에서 사용되며, 가수분해 및 비누화와 같은 에스테르기의 반응을 수행할 수 있는 전형적인 디카르복실산(2염기산)의 디알킬 에스테르가 포함된다. 통상적으로 저 및 고 pH에서, 이들은 그의 대응하는 알콜 및 2염기산 또는 산염으로 가수분해될 수 있다. 바람직한 2염기산 에스테르 용매는 디메틸 아디페이트, 디메틸 글루테레이트 및 디메틸 숙시네이트 및 그들의 혼합물이다. 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸 및 아밀 및 메틸을 포함한 이들의 혼합물과 같이 알콜로부터 유도된 장쇄 알킬기를 갖는 기타 에스테르들이 사용될 수 있다. 또한, 이러한 에스테르들의 산 부분은 옥살산, 말론산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및 상기 바람직한 2염기산들을 포함한 그들의 혼합물과 같은 다른 저분자량 및 고분자량의 2염기산으로부터 유도될 수 있다. 이들 및 또다른 에스테르들도 이들이 탄화수소 용매에 용해되고 가연성 액체류로 분류되지 않는다면(Tag Closed Cup 방법에 의한 인화점이 37.8℃(100℉) 또는 그 이상, 더 바람직하기로는 60℃(140℉) 이상인 액체) 사용 가능하다.
상기 2염기산 에스테르류는 오염물 제거에 있어서 작업성을 제공하지만, 2염기산 에스테르는 디이소부틸 2염기산 에스테르를 포함하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 에스테르는 단시간 내에 상분리를 일어나게 하는 데에 특히 효과적인 것으로 알려졌고, 이러한 에스테르는 오일 및 그리스 제거에 있어서 예를들면 디메틸 2염기산 에스테르보다 더 효과적인 것으로 알려졌다. 일반적으로, 2염기산 에스테르는 25℃의 온도에서 물에 대한 용해도가 2중량% 이하이다.
세정 조성물중에 액체 탄화수소 용매는 탄화수소 용매, 에멀젼화제 및 2염기산 에스테르를 기준으로 할 때 우세한 양으로 존재한다. 이들 세 성분을 기준으로 한 탄화수소 용매의 적절한 농도는 51 내지 95중량%이다. 바람직한 범위는 70 내지 90%이고, 더 바람직한 범위는 80 내지 90%이다. 에멀젼화제는 1 내지 25%로 비교적 소량 존재하며, 바람직하기로는 3 내지 15% 및 더욱 바람직하기로는 5 내지 12%이다. 2염기산 에스테르도 마찬가지로 1 내지 25%로 비교적 소량 존재한다. 바람직하기로는 1 내지 15%이고, 더 바람직하기로는 1 내지 8%이다.
세정 조성물중의 임의 성분은 녹 방지제이다. 연장(mild steel) 표면과 같은 철 함유 표면상의 오일 또는 그리스는 기판을 부식으로부터 보호하며, 세정 단계에서 제거된다. 그러나, 물과 접촉하는 새로 세정된 강의 표면은 급속하게 녹이슬며, 물세척 단계는 녹이 슬기에 이상적인 조건을 제공한다. 선행 기술에서는 다수의 세정제가 알칼리성이기 때문에 그런 문제가 그렇게 심각하지는 않았다. 방청제로 불리는 녹 방지제를 세척수에 첨가할 수 있지만, 세정 조성물 자체내에 녹 방지제를 포함시키는 것이 바람직하다.
녹 방지제는 금속 표면상에 보호막을 형성시킴으로써 그 기능을 한다. 유성 및 건조막 방지제가 유용하지만, 유성 막은 녹방지에는 효과적이지만, 후속하여 코팅, 납땜 또는 용접될 많은 최종 제품 또는 부품에 대해서는 부적합하다. 수불용성인 통상의 건조막 방지제는 세척수중에 농축될 수 있기 때문에 본 발명에서는 일반적으로 바람직하지 않다.
알킬 포스페이트의 알킬아민염은 오일 용해성이고, 금속 표면상에 건조 녹 방지막을 형성한다. 이러한 제품은 자동차 연료용으로 개발되었는데 바람직하다. 이들은 물 존재하에서 목적하는 녹 방지를 제공하기 위해 세정 조성물에 혼입될 수 있다.
녹 방지제의 예로 아민으로 중성화된 알킬 포스페이트 또는 알킬 아미노 알킬 포스페이트가 있다. 바람직한 녹 방지제는 알킬 1차아민(여기서, 일킬기는 탄소수 14 내지 16의 3차 알킬기임)과 혼합 모노- 및 디이소옥틸 포스페이트와의 염이다. 이 아민은 ″프리멘(Primene)″ 81-R이라는 상품명의 롬 앤드 하스(Rhom and Hass)사 제품이 있다. 또다른 예는 (a) 2-에틸헥실아민과 알킬 포스페이트와의 염, (b) 여라가지 알킬아민과 부틸 포스페이트, 트리데실 포스페이트, 2-에틸헥실 포스페이트, 페닐 포스페이트 및 옥틸페닐 포스페이트와의 염이 있다.
본 발명을 설명하기 위하여 하기 실시예를 제공한다. 특별한 언급이 없으면 모든 부 및 퍼센트는 중량부 및 중량%이다.
[실시예 1]
쉘 알바니아 그리스(Shell Alvania Grease) 제2호(컨시스턴시 No.2의 고충전 유니버설 그리스( 1.10g으로 강철 볼 베어링을 패킹하였다. 사용된 볼 베어링은 외경이 3.81cm(1.5인치)이고, 두 레이스(race)에 직경 0.5cm(3/16인치)의 볼을 총 22개 포함한다. 볼 베어링을 1000ml 비이커에서 교반기로 450rpm으로 교반되는 실온의 파라핀계/나프텐계 탄화수소 용매 600ml중에 15분 동안 담궜다. 상기 탄화수소 용매는 하기 특성을 갖는다.
비점 204-227℃(400-441℉)
조성(중량%)
시클로파라핀 69
이소파라핀 29
n-파라핀 2
방향족 0.008
인화점(Tag Closed Cup 방법) 70.6℃(159℉)
세정한 후에, 볼 베어링을 130℃ 진공 오븐 내에서 일정한 중량이 될 때까지 건조시켰다. 별도의 시험에서, 이러한 건조 조건하에서 그리스만의 중량 감소량은 무시할 정도라는 것이 발견되었다. 베어링의 최종 중량은 그리스의 56.4%가 제거되었음을 나타냈다.
상기 실험과 유사한 방법으로, 동일한 그리스 1.10g으로 패킹된 제2의 동일한 베어링을 사용하여 메르폴(Merpol) SE라는 상표의 비이온성 계면활성제 10중량 %를 함유한 동일한 탄화수소 용매 600ml중에 담궜다. 이어서, 베어링을 450rpm으로 회전하는 교반기에 의해 교반되는 50℃의 증류수 1000ml를 함유하는 2000ml 비이커중에 2분동안 담궜다. 일정한 중량이 될 때까지 건조시킨 후, 그리스의 68.2%가 제거되었음을 발견하였다.
동일하게 패킹한 제3의 베어링을 테르지톨(Tergitol) 15-S-3이라는 상표의 비이온성 계면활성제 9.5중량%와 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르 5.0중량%를 함유하는 탄화수소600ml중에서 동일한 방법을 사용하여 세정하였다. 50℃에서 2분 동안 물로 세척한 후, 건조된 베어링의 중량은 초기 그리스의 81.8%가 제거되었음을 나타내었다.
중(重)그리스는 탄화수소 또는 물 어느 한가지로만 세정하는 것보다 메르 폴SE를 함유하는 고인화점 탄화수소로 세정하고 물로 세척하면 더 신속하게 볼 베어링으로부터 제거되었다. 메르폴SE 대신에 ″테르지톨″ 15-S-3을 사용하고 디이소부틸 DBE를 첨가하면 세정이 더욱 더 개선되었다.
[실시예 2]
0.6cm(1/4인치)×5cm(2인치) 볼트에 세개의 워셔(washer)에 의해 분리된 세개의 넛트를 손으로 조여서 소헝 금속 조립품을 제조하였다. 그 조립품을 러스트 리크 ″커트졸″ 711(Rust Rick ″Cutzol″ 711) 절삭유에 15초 동안 침지시키고, 15초 동안 오일을 배출시켰다. 이어서, 1000ml 비이커에서 450rpm으로 회전하는 교반기로 교반되는 70.6℃(159℉)의 인화점을 갖는 실온의 파라핀계/나프텐계 탄화수소 용매(실시예 1과 동일) 600ml중에 1분 동안 담궜다. 세정 후, 조립품이 고비점 탄화수소 용매로 피복되었음을 알았다. 조립품 상에 남아있는 절삭유를 1,1,2-트리클로로-1,2,2-트리플루오로에탄 75.0ml중에 약 1시간 동안 침지시킴으로써 추출하였다. 한편, 오일에 침지시킨 조립품에 세정하지 않고 추출함으로써 제2의 추출물을 제조하였다. 동일한 세정제와 동일한 방법으로 깨끗한 조립품을 추출함으로써 블랭크를 제조하였다. 세정된 베어링으로부터 얻은 추출물의 흡광도 대 세정되지 않은 베어링으로부터의 추출물의 흡광도를 비교하여 232nm에서 측정한 계산하였다. 블랭크의 흡광도는 무의미한 것으로 나타났다. 흡광도의 비로부터, 세정 단계에서 98.4%의 오일을 제거된다는 것을 알 수 있었다.
상기 실험과 유사한 방법으로, 동일한 제2조립품을 동일한 오일중에 침지시키고, 테르지톨 15-S-3이라는 상표의 비이온성 계면활성제 9.5%와 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르 5.0중량%를 함유하는 동일한 탄화수소 600ml내에 담궜다. 이어서, 베어링을 50℃로 유지시킨 증류수 1000ml를 함유하는 2000ml 비이커에 담그고 450rpm으로 회전하는 교반기에 의하여 교반하였다. 세척 단계 후에, 그 조립품에는 실질적으로 세정제가 없었다. 동일한 추출방법을 사용하여, 세정된 조립품상에 절삭유가 검출되지 않는다는 것이 발견되었다.
상기 실험과 유사한 방법으로, 동일한 제3의 조립품을 동일한 오일중에 침지시키고, 테르지톨 15-S-3이라는 상표의 비이온성 계면활성제 9.5%와 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르 5.0중량%를 함유하는 하기 파라핀계/나프텐계 탄화수소 용매 600ml에 담궜다. 그 탄화수소 용매는 하기와 같다 :
비점 216-303℃(421-578℉)
조성(중량%)
시클로파라핀 55
이소파라핀 37
n-파라핀 8
방향족 0.250
인화점(Tag Closed Cup 방법) 93.9℃(201℉)
탄화수소 혼합물로 세정한 후, 베어링을 50℃로 유지시킨 증류수 1000ml를 함유하는 2000ml 비이커에 담그고, 450rpm으로 회전하는 교반기로 교반하였다. 세척 단계 후에, 그 조립품에는 실질적으로 세정제가 없었다. 동일한 추출 방법을 사용하여, 세정 단계에 의해 오일이 99.8% 제거됨을 알았다.
따라서, 고인화점 탄화수소만을 사용하여 소형 금속 조립품으로부터 절삭유를 제거하면, 세정된 부품상에 비휘발성 탄화수소의 불필요한 잔류물이 잔존한다는 것을 알 수 있다. 탄화수소에 ″테르지톨″ 15-S-3 및 디이소부틸 DBE를 첨가하여 사용하고 물 세척을 하면, 잔류물의 잔존을 피할 수 있고 오일 제거를 개선시킬 수 있다.
[실시예 3]
하나의 연강판으로부터 약 5cm(2인치)×2.5cm(1인치) 내지 0.6cm(1/4인치)× 0.08cm(1/32인치) 두께의 시험 쿠폰을 절단했다. 각각의 쿠폰을 연마제로 연마하고 깨끗한천으로 문질러서 금속 분립(紛粒)을 제거하고 1,1,2-트리클로로-1,2,2-트리플루오로에탄으로 세척하고, 사용할 때까지 건조기에 보관하였다.
하기 세정제 제제들을 제조하였다 : (A) 테르지톨 15-S-3 9.5%, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르 5.0% 및 70.6℃(159℉)의 인화점을 갖는 파라핀계/나프텐계 탄화수소 85.5% : 및 (B) 테르지톨 15-S-3 9.5%, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르 5.0% 및 93.9℃(201℉)의 인화점을 갖는 파라핀계/나프텐계 탄화수소 85.5%, 탄화수소는 실시예 1 및 2에서와 동일하다.
각각의 실험에서, 준비된 쿠폰중 하나를 건조기에서 꺼내고 1000ml 교반 비이커 중에 50℃로 유지된 세정제 500ml중에 1분 동안 담궜다. 물 세척 단계를 시험하기 위하여, 쿠폰을 증류수 450ml에 세정제 50ml를 첨가하여 제조한 50℃로 유지시킨 에멀젼 500ml를 함유하는 제2의 1000ml 교반 비이커중에 5분 동안 담궜다. 이어서, 쿠폰을 공기중에서 건조시키고 녹을 관찰하였다.
세정제 제제에 첨가되는 하기 녹방지 첨가제를 평가하였다 : (I) 트리데실 포스페이트의 2-에틸헥실아민염 및 (II) 이소옥틸 포스페이트의 ″프리멘″ 81-R염. ″프라멘″ 81-R은 R-C(CH3)2-NH2(여기서, R=C12-C14임)의 상표명이다.
하기의 결과를 얻었다 :
[표 1]
따라서, 반수성 제제에 알킬포스페이트의 알킬아민염을 첨가하면 물로 세척하는 동안에 철강에 녹이 스는 것을 방지할 수 있다. 이 화합물들은 녹 방지제이다.
[실시예 4]
물중의 정체된 세정제 에멀젼이 용매가 많은 층과 물이 많은 층으로 분리되는데 필요한 시간은 에멀젼이 정지할때 두 층 사이의 계면의 위치를 기록함으로써 측정하였다. 113.2g(4온즈) 용량의 병에 증류수 90ml와 세정제 10ml를 첨가하고 항온조로 그 병을 침지시킴으로써 에멀젼을 제조하였다. 열평형에 도달한 후, 병을 항온조에서 꺼내어 1분 동안 격렬하게 흔들었다. 그 내용물을 항온조에서 미리 가열된 100ml 눈금 실린더에 즉시 부었다. 그 실린더를 항온조에 다시 놓고 계면의 위치를 시간에 대해 기록한다. 완전히 정체하기 위한 시간은 계면의 위치가 고정되는데 필요한 시간이며, 계면의 위치 대 시간의 그래프로부터 결정한다.
70.6℃(159℉)의 인화점을 갖는 파라핀계/나프텐계 탄화수소(실시예 1과 동일) 90중량%와 테르지톨 15-S-3 10중량%로 이루어진 세정제의 정체 시간은 온도의 함수임이 발견되었다. 약 25℃에서, 계면은 8시간후에도 여전히 움직였다. 40℃, 60℃ 및 70℃에서, 완전히 정체되기 위한 시간은 각각 3.5시간, 1.5시간 및 1.0시간이었다. 60℃에서, 여러가지 첨가제가 정체 속도에 영향을 준다는 것이 발견되었다. 이 실험에서는 테르지톨 15-S-3의 농도를 일정하게 유지시키면서, 탄화수소의 일부를 첨가제로 대체함으로써 제제를 변형시켰다. 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르를 4.5중량% 첨가하면 정체 시간이 1.5시간에서 15분으로 단축되었다. 동일한 산들의 혼합 디메틸 에스테르를 9.0중량% 첨가하면 정체 시간이 불과 약 50분으로 단축되었다. C9옥소 알콜 또는 C10옥소 알콜의 아세테이트를 4.5중량% 첨가하면, 정체시간이 탄화수소와 테르지톨 15-S-3만으로 이루어진 것에 대해 측정된 1.5시간보다 단축되지 않았다.
실시예 3에서 부식 방지제로서 시험된 첨가제들도 정체속도에 영향을 주었다. 테르지톨 15-S-3 9.5중량%, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 혼합 디이소부틸 에스테르 5.0중량% 및 70.6℃(159℉)의 인화점을 갖는 파라핀계/나프텐계 탄화수소 85.5중량%로 이루어진 제제는 60℃에서 정체 시간이 15분이었다. 첨가제 I을 1.0중 량% 첨가하면 정체 시간이 1.0시간으로 증가하는 반면, 첨가제 II를 1.0중량% 첨가하면 정체 시간이 1분 미만으로 단축되었다. 93.9℃(201℉)의 인화점을 갖는 파라핀계/나프텐계 탄화수소(실시예 2와 동일)로 교체함으로써 제제를 변화시킨 경우, 첨가제 II 1.0중량%를 첨가하면 60℃에서 정체 시간이 15분에서 1분 미만으로 단축되었다. 따라서 ″테르지톨″ 15-S-3을 함유하는 반수성 제제를 물로 세척할때 형성된 에멀젼의 분리는 온도가 높을수록 더 빠르다. 분리는 또한 디이소부틸 DBE를 첨가함으로써 개선된다. 두가지 다른 에스테르, 즉 C9및 C101차 알콜의 아세테이트는 세정 및 상 분리에 작용하지만, 이소부틸 2염기산 에스테르를 첨가한 것보다는 실질적으로 덜 효과적이다. 첨가제 II 녹 방지제는 분리를 개선시켰지만, 첨가제 I 알킬아미노 알킬포스페이트 방지제는 더 서서히 분리시킨다.
Claims (19)
- (a) 제1기판의 표면에 세정 조성물을 도포하는 단계, (b) 그 기판의 표면을 물로 세척하여 세정 조성물을 제거하는 단계, (c) 오염물, 세정 조성물 및 세척수의 혼합물을 수거하고, 오염물을 함유하는 세정 조성물을 물로부터 분리하는 단계, (d) 단계(c)로부터 얻은 물의 적어도 일부를 또다른 세척 단계에서 세정 조성물이 도포된 제2기판 상으로 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 세정 조성물이 37.8℃(100℉) 이상의 인화점을 갖는 액체 탄화수소 용매 약 51 내지 95중량%, 이 용매를 위한 에멀젼화제 약 1 내지 25중량% 및 지방족 디카르복실산의 2염기산 에스테르 약 1 내지 25중량%로 이루어지고, 상기 용매, 에멀젼화제 및 2염기산 에스테르를 기준으로 우세하게 많은 양의 액체 탄화수소 용매를 함유하며, 물과 혼합될때 상분리능을 갖는 것을 특징으로 하는, 기판 표면으로부터 오염물을 제거하는 방법.
- 제1항에 있어서, 액체 탄화수소 용매가 테르펜 이외의 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 액체 탄화수소 용매가 지방족임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 2염기산 에스테르가 디이소부틸 2염기산 에스테르임을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 2염기산 에스테르가 디이소부틸 2염기산 에스테르임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 단계(a)의 세정 조성물에 사실상 물이 존재하지 않음을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 단계(a)의 세정 조성물에 물이 존재함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 액체 탄화수소 용매가 80 내지 90%의 양으로 존재하고, 에멀젼화제가 5 내지 12%의 양으로 존재하고, 2염기산 에스테르가 1 내지 8%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
- 제6항에 있어서, 2염기산 에스테르가 디이소부틸 2염기산 에스테르임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기판이 금속임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기판이 금속이고, 오염물이 오일 또는 그리스임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 기판이 철 함유 재료이고, 세정 조성물이 녹 방지제를 함유함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 단계(c) 후의 세정 조성물의 적어도 일부가 소각됨을 특징으로 하는 방법.
- 성분(i),(ii) 및 (iii)의 중량을 기준으로 i) 37.8℃(100℉) 이상의 인화점을 갖는 액체 탄화수소 용매 51 내지 95중량%, ii) 액체 탄화수소 용매를 위한 에멀젼화제 1 내지 25중량%, iii) 지방족 디카르복실산의 2염기산 에스테르 1 내지 25중량%를 함유하는, 물 존재하에서 분리된 상을 형성하는 능력을 갖는 세정 조성물.
- 제14항에 있어서, 성분 i)이 80 내지 90%의 양으로 존재하고, 성분 ii)가 5 내지 12%의 양으로 존재하고, 성분 iii)이 1 내지 8%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 조성물.
- 제14항에 있어서, 액체 탄화수소 용매가 테르펜 이외의 것임을 특징으로 하는 조성물.
- 제14항에 있어서, 액체 탄화수소 용매가 지방족임을 특징으로 하는 조성물.
- 제14항에 있어서, 2염기산 에스테르가 디이소부틸 2염기산 에스테르임을 특징으로 하는 조성물.
- 제14항에 있어서, 녹 방지제를 함유함을 특징으로 하는 조성물.
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