WO2001021750A1

WO2001021750A1 - Detergent

Info

Publication number: WO2001021750A1
Application number: PCT/JP2000/006437
Authority: WO
Inventors: Tetsuo Imai; Satoshi Mochizuki
Original assignee: Tokuyama Corporation
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2001-03-29
Also published as: CN1167789C; US6576600B1; KR20010080533A; CN1322234A

Description

明細洗浄剤技術分野

本発明は、金属部品等に付着する油脂、電子部品等に付着するフラックスや指紋等の汚れを洗浄する洗浄剤に関する。従来の技術

金属部品、電子部品、半導体部品等の被洗浄物の脱脂洗浄には、不燃性で発火の危険性がないこと、洗浄力に優れていること等の理由から、フロン系溶剤あるいはハロゲン系溶剤が使用されてきた。しかし、最近、地球環境の破壊問題、人体への影響を懸念して、界面活性剤、アルカリを主成分とする水系洗浄剤、炭化水素系洗浄剤、アルコール系洗浄剤、あるいは第三石油類炭化水素を界面活性剤を用いて水に分散した準水系洗浄剤への転換が進んでいる。

しかしながら、水系洗浄剤を用いた洗浄法においては、発泡性が高い、洗浄性が不十分である、多量の排水を処理しなければならない、被洗浄物を腐食する等の問題がある。炭化水素系洗浄剤、アルコール系洗浄剤はいずれも可燃性であつて、低い引火点を持ち、発火の危険性を有するものである。また、準水系洗浄剤は、相分離すると引火性をもつ、洗浄性にむらが出る、多量の排水をしなければならない等の欠点がある。

こうしたなか特開平 8— 3 5 9 2号公報では、水に高い相溶性を有するプロピレングリコールアルキルエーテルと、水への相溶性が低いプロピレングリコールアルキルエーテルおよび水の 3種の物質を必須とする洗浄剤が提案されている。この洗浄剤は、水の配合量を適当に選択することにより非引火性とすることができ、しかも、上記水に低相溶性のグリコールエーテル成分が強い脱脂性を有するため、各成分が均一相を形成する組成において良好な洗浄性を有しており大変有用である。しかしながら、この洗浄剤は、上記各成分が均一相を形成する組成領域が狭い点で、今一歩改良の余地があった。特に、上記低相溶解性のグリコールエーテル成分を多量に含む場合には、非引火性の領域が極限られたものになり、高い洗浄性を有する安全性の高い洗浄剤が製造し難い問題があった。発明の開示

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、特定のイミダゾリジノン化合物が、水に低相溶性の極性有機溶媒の水への溶解性を大きく促進し、また、該化合物自体も洗浄剤の脱脂性を向上させることを見出し、本発明を完成するに至った。

それ故、本発明の目的は、新規組成からなる、洗浄作用の優れた新規洗浄剤を提供することにある。

本発明のさらの他の目的および利点は、以下の説明から明らかになろう。本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、

(A) 水に低溶^ N生の極性有機溶媒

(B ) 下記式（I )

(I)

ここで、 1^ぉょび1^ ²は、各々独立に、メチルまたはェチル基である、で示されるイミダゾリジノン化合物および

( C) 水

よりなりそして均一相を形成してなる洗浄剤により達成される。図面の簡単な説明

図 1は、プロピレンダリコールモノブチルェ一テル/ 1， 3 —ジメチルー 2 イミダゾリジノン Z水の 6 0 °Cにおける相図である。図 2は、プロピレングリコールモノブチルェ一テルジプロピレングリコールモノメチルエーテル Z水の 6 0 °Cにおける相図である。発明の実施の形態

本発明において上記成分（A) は、水に低相溶性の極性有機溶媒である。ここで、水に低相溶性とは、水と少量しか相溶しないものであり、好適には、 6 0 °C における水に対する溶解度、すなわち、水に対する相溶する割合が 5 0容量％以下、さらに好適には 3 0容量％以下のものをいう。また、極性有機溶媒とは、好ましくはその比誘電率が 8以上、さらに好適には 1 0以上のものをいう。

本発明において、この成分（A) は、洗浄剤に、脱脂性を付与する作用を主として付与する成分である。すなわち、こうした極性有機溶媒は油の溶解性、界面活性能に富むために、被洗浄物表面に付着している油分を直接溶解し、また、剥離させ易い。このような水に低相溶性の有機溶媒を用いない場合、得られる洗浄剤は、油との相溶性が不十分であり、十分な洗浄性を得ることができなくなる。また、水に低相溶性の有機溶媒であっても、ノルマルパラフィン等の非極性のものは、水との相性が極端に悪いため、得られる洗浄剤は均一性が悪化し好ましくない。

上記成分（A) としては、前記性状を有する公知の有機溶媒が制限なく使用できるが、優れた洗浄性が発揮されることから、グリコールエーテル化合物、ピロリドン化合物、イミダゾリジノン化合物等に属するものを用いるのが好ましく、特にグリコールエーテル化合物を用いるのが好ましい。

成分（A) として使用できるダリコールエーテル化合物としては、例えばェチレンダリコール化合物およびプロピレングリコール化合物を挙げることができる。これらのうち、プロピレングリコールアルキルェ一テルを用いるのが好ましい。特に、下記式（Π)

ここで、 R ³および R ⁴は、各々独立に、水素原子または炭素数 1〜4のアルキル基であり、 pと Qは各々独立に 0〜3である。但し、 + ^は1〜3でぁり、 R ³と R ⁴が共に水素原子であることはなく、 R ³および R ⁴のいずれか一方が水素原子の場合には、他方は炭素数 3以上のアルキル基であり、 R ³と R ⁴が共にメチル基またはェチル基である場合には、 ]3 + (1は2〜3でぁる、

で示されるプロピレンダリコールアルキルエーテルが好適である。

ここで、 R ³および R ⁴の炭素数 1〜4のアルキル基は、直鎖状のものでも分岐鎖状のものでもよく、具体的には、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプ口ピル基、ブチル基、イソブチル基、 s e c—プチル基および t e r t—ブチル基等が挙げられる。

上記プロピレングリコールアルキルエーテルを具体的に例示すれば、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコ一ルモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジェチルエーテル、ジプロピレンダリコールジブチルェ一テル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリプロピレングリコ一ル t e r t —ブチルエーテル等を挙げることができる。これらのうち、特に、プロピレンダリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコ一ルモノプロピルエーテルが好適である。

また、成分（A ) として使用できるピロリドン化合物としては、下記式 (III)

ここで、 R ⁵は炭素数 7〜1 0のアルキル基である、

で示されるものが好ましい。

ここで、 R ⁵の炭素数 7〜1 0のアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、具体的にはへプチル基、ォクチル基、ノニル基、デシル基、 3— ェチルへキシル基等が挙げられる。

上記ピロリドン化合物としては、例えば、 N—へプチルピロリドン、 N—ォクチルピロリドン、 N— （3—ェチルへキシル）ピロリドン、 N—デシルピロリドンなどが挙げられる。これらのうち、特に N—才クチルピロリドンが好適である。さらに、成分（A) として使用できるイミダゾリジノン化合物としては、下記式（IV)

ここで、 R ^Gおよび R ⁷は、各々独立に、炭素数 3〜 5のアルキル基である、で示されるものが好ましい。

ここで、 R ⁶および R ⁷の炭素数 3〜 5のアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、具体的にはプロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ィソブチル基、 s e c 一ブチル基、 t e r t —ブチル基、ペンチル基等が挙げられる。

かかるイミダゾリジノン化合物としては、例えば 1， 3—ジプロピル一 2—^ r ジノン、 1， 3 —ジィソプロピル一 2 —イミダゾリジノン、 1 一プロピルー 3—ブチルー 2 rミダゾリジノン、 i , 3—ジブチルー 2 一^ rミダゾリジノンおよび 1， 3 —ジペンチル一 2 rミダゾリジノンなどが挙げられる。これらのうち、特に 1， 3—ジプロピル— 2 Γミダゾリジノンおよび 1 , 3 —ジィソプロピル一 2— ^ rミダゾリジノンが好適である。

本発明において、上記水に低相溶性の極性有機溶媒は、単独で、あるいは 2種以上を組合せて用いることができる。

本発明において、水に低相溶性の極性有機溶媒は、良好な洗浄性の他、溶媒の入手のし易さおよび価格から、前記式（II) で示されるプロピレングリコ一ルァルキルエーテルを用いるのが最も好ましい。

本発明において成分（B) は、下記式（ I )

(I)

ここで、尺¹ぉょび ²は、各々独立に、メチルまたはェチル基である、で示されるイミダゾリジノン化合物である。この成分は、前述の成分（A) と水との相溶性を著しく向上させる作用を有する。また、この成分自体にも、脱脂作用が少なからずあるため、洗浄剤の脱脂性を高めることができる。

このようなイミダゾリジノン化合物としては、例えば 1 , 3—ジメチル— 2— ィミダゾリジノンおよび 1， 3 —ジェチルー 2 —イミダゾリジノン等を挙げることができる。これらのうち、特に、 1，3 —ジメチルー 2—イミダゾリジノンが好適である。また、これらのイミダゾリジノン化合物は、単独または 2種以上を組合せて使用することができる。

本発明において、成分（C) の水は、上記成分（A) および（B ) の引火性を低減する作用を有しており、これにより防爆設備が不要になるなど、設備コスト面、液の取り扱い面で有利な洗浄剤を得ることができる。

上記した、成分（A)、 ( B ) および（C ) を混合すると、これら各成分の組成比によって均一相を形成する領域と、 2相に分離する領域とがある。後述する実施例 1で、成分（A) としてプロピレングリコールモノブチルエーテル（P B )、成分（B ) として 1 , 3 —ジメチルイミダゾリジノン（D M I ) および成分 ( C ) として水を用いて、 6 0 °Cにおいての測定した 3成分系の相図を、図 1に示した。また、比較例 1では、上記組成物において、成分（B ) をジプロピレングリコールモノメテルエ一テルに代えた場合の同温度における 3成分系の相図を、図 2に示した。

領域 Cは三成分が均一に溶解せず、油相と水相の 2相を形成する領域である。図 1および図 2において、領域 A と領域 Bは、三成分が相溶して均一相を形成する領域である。本発明においては、上記の領域 Aおよび Bのいずれの組成の洗浄剤も使用可能であるが、領域 A は水の含有量が少なく、弓 I火性を有する。従って、引火性を有しない領域 B の組成の洗浄剤が、好ましく使用できる。ここで引火性を有しないとは、クリーブランド引火点測定法（J I S K 2 2 6 5 ) で引火点を観測できない液のことをいう。

上記したように本発明の洗浄剤は、成分（A)、 ( B ) および（C ) の 3成分が均一相を形成する状態で使用される。高い洗浄力を得るためには（B ) の成分の濃度が高いほど好ましいが、その濃度は均一相を形成する濃度範囲で使用される必要がある。

図 1および図 2を比較すると明らかなように、（B ) 成分に下記式（I )

(I)

で示されるイミダゾリジノン化合物を用いることにより、図 1の領域 C を著しく小さくすることができる。その結果、成分（A) の濃度を高くしても液の均一性が保たれ、洗浄性を著しく高めた洗浄液を得ることができる。

ここで、各成分の具体的な組成比は、各成分の種類によって水への溶解性に多少の差があるために一概には決定できないが、通常、成分（A)、成分（B ) および成分（C ) の合計量に対して、成分（A) は、 2 5容量％以上であるのが好ましい。より洗浄性に優れた洗浄剤を得るためには、成分（A) は、 5 0容量％以上、特に 5 5容量％以上であるのが好ましい。また、成分（B ) は、 5容量％以上であるのが好ましく、特に、 1 0容量％以上であるのが好ましい。さらに、成分（C ) は、 5容量％以上であるのが好ましく、洗浄剤を非引火性にするためには 2 0容量％以上であるのが好ましい。なお、上記成分（A)、成分（B ) および成分（C ) のそれぞれの上限は、好ましくは成分（A) は 9 0容量％以下、さらに好適には 7 0容量％以下であり、成分（B ) は、好ましくは 7 0容量％以下、さらに好適には 2 5容量％以下であり、成分（C ) は、好ましくは 7 0容量％以下、さらに好適には 3 0容量％以下である。

本発明の洗浄剤を用レゝる洗浄方法としては公知の方法を何ら無制限に採用することができる。例えば、洗浄剤中に油脂の付着した被洗浄物を浸漬する方法、油脂の付着した被洗浄物に洗浄剤をシャワー、スプレーする方法等を採用することができる。このとき超音波洗浄、揺動、攪拌等の手段を併用するとさらに効果的に洗浄が行われる。

洗浄温度は、特に制限されるものではないが、相分離の温度依存性と、洗浄性のバランスから、好ましくは 3 0〜8 0 ° (：、さらに好適には 4 0〜7 0 °Cである。洗浄剤への油分の溶解度には限界があり、被洗浄物から除去された油のうち、溶解度を超える分については、浮上油または沈殿油となって洗浄剤から自然に分離する。このため、洗浄に使用した後の洗浄剤を油水分離装置等で処理すること等によって容易に油を分離することが可能である。また、回収された洗浄剤は油に汚染されず、長い間高い洗浄能力を保有する。

ここで、洗浄剤への油の溶解度は、成分（c )、すなわち、水の含有量によつて容易に調節することができる。すなわち、成分（C) の含有量を少なくすることにより、油の溶解度が高いが脱脂性が高い洗浄液が得られ、逆に、成分（C) の含有量を多くすることにより、油の溶解度が低く、油水分離性の良い液を得ることができる。本発明においては、これら成分（C ) の含有量の異なる複数の洗浄液を組合せて被洗浄物の洗浄を行う手法、具体的には、前後段の 2槽の洗浄槽を備えた洗浄装置を用い、前段の洗浄槽で、洗浄液として成分（C) の少ない液を用いて被洗浄物の洗浄を行い、続いて、後段の洗浄槽で、洗浄液として成分（C ) の多い液を用いて被洗浄物の洗浄を行う手法により洗浄を行うのが効率的である。このような洗浄システムによれば、より高い洗浄性で、簡単に被洗浄物から油を除去し、除去した油は系外に容易に分離でき好ましい。

本発明の洗浄剤は、その成分が全て有機溶剤、および水であり、蒸発残さが無い。したがって、洗浄剤が被洗浄物に付着したまま乾燥させても、水系洗浄剤のように塩等が析出することがなく、被洗浄物に何ら悪影響を与えない。

本発明の洗浄剤は、成分（A)、成分（B ) および成分（C ) の各成分が均一相を形成する組成領域が広く、特に、脱脂性に優れる成分（A)、すなわち、水に低相溶性の極性有機溶媒を多量に含有する組成領域が広い。従って、該成分 (A) を多量に含み洗浄性に優れる洗浄剤が製造し易く、特に、非引火性の該洗浄剤を製造する場合において有利である。

また、成分（B )、すなわち、前記式（ I ) で示されるイミダゾリジノン化合物自体も、脱脂性を向上させるため、均一相を形成する組成全体において、洗浄性の向上効果が発揮される。

実施例

本発明を具体的に説明するためにさらに実施例を挙げるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

なお、実施例および比較例において使用した有機溶剤は、下記のものである。 •成分（A)

P B ：プロピレングリコールモノブチルエーテル

( 6 0 °Cにおける水に対する溶解度： 6容量％)

D P P ：ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル

( 6 0 °Cにおける水に対する溶解度： 1 0容量％) DPDE：ジプロピレングリコ一ルジェチルエーテル

(60°Cにおける水に対する溶解度： 5容量％)

DP I ： 1,3 -ジプロピル— 2—イミダゾリジノン

(60°Cにおける水に対する溶解度： 12容量％)

NOP ： N—ォクチルピロリドン

(60°Cにおける水に対する溶解度： 13容量％)

•成分 B

DM I ： 1， 3—ジメチルー 2—イミダゾリジノン

( 60 °Cにおいて水と如何なる割合でも相溶）

DE I ： 1—ェチルー 3—メチルー 2—イミダゾリジノン

(60°Cにおいて水と如何なる割合でも相溶）

•その他

DPM ：ジプロピレングリコールモノメチルエーテル

( 60 °Cにおいて水と如何なる割合でも相溶）

DPG ：ジプロピレングリコール

(60°Cにおいて水と如何なる割合でも相溶）

実施例 1および比較例 1

成分（A) としてプロピレングリコールモノブチルエーテル、成分（B) として 1,3—ジメチルー 2 _イミダゾリジノン、および成分（C) の水を 60 において混合した場合の 3成分系の相図を測定した。結果を図 1として示した。また、比較として、上記組成物において、成分（B) をジプロピレングリコールモノメチルエーテルに代えた場合の同温度における 3成分系の相図を測定した。結果を図 2として示した。

実施例 2〜 16および比較例 2〜； 10

巿販マシン油を 5 OmmX 8 OmmX lmmのアルミ板に、約 50mg/枚付着させたものをテストピースとし、表 1に示す組成の均一相をなす洗浄剤 1 L を用いて、洗浄を行った。洗浄は、 60°Cの表 1 に示す組成の洗浄剤中にテストピースを 30秒間浸漬することによって行った。洗浄後、テストピースを引き上げ、 20 °Cの流水で 1分間すすぎ、 80 °Cで 20分間乾燥後、重量法で油分除去率を評価した。その結果を表 1に示す。

また、比較例として、表 1に示す組成の液を調整し、実施例と同様の試験を行つた。一部の組成では、 60°Cに加温したところ 2相に分離し、均一な洗浄剤としては使えなかった。結果をまとめて表 1に示す。

表 1 洗浄剤容量比（容量％) 引火性油除去率実施例 2 P B/DM I Z水 50/20/30 なし 92 % 実施例 3 P B/DM I Z水 61/14/25 なし 95 % 実施例 4 PB/DM I Z水 75/1 5 あり 99% 実施例 5 PB/DM I Z水 3 1 なし 85% 実施例 6 PBZDM IZ水 35/35/30 なし 83% 実施例 7 P B/DM I Z水 35X10/55 なし 80% 実施例 8 DPPZDMIZ水 50/20/30 なし 92 % 実施例 9 DP P/DM I Z水 65/10/25 なし 97 % 実施例 10 DP P/DM I 水 65/25/10 あり 98 % 実施例 1 DP I /DM I Z水 6 9/21 なし 96 % 実施例 12 DP I /DM I Z水 70/2 0 あり 99 % 実施例 13 DPDE/DM I Z水 60/19/2 なし 98% 実施例 14 NOP/DM I Z水 60/19/2 なし 99% 実施例 15 PB/DE IZ水 50/20/30 なし 97% 実施例 16 DP I /DE I Z水 50/20/30 なし 96% 比較例 2 PBZDPMZ水 35/35/30 なし 65% 比較例 3 DPPZDPMZ水 50/20/30

比較例 4 DP PZDPMZ水 65/10/25

比較例 5 DPPZDPMZ水 65X25X10 あり 90% 比較例 6 DP I ZDPMZ水 60/19/21

比較例 7 DP I ZDPM/水 70/20/10 あり 91 % 比較例 8 NOPZDPMZ水 6 9/21

比較例 9 NOP/DPGZ水 19/21

比較例 10 D P MZ水 70/30 なし 41 %

★ 比較例 3， 4， 6, 8， 9の組成では 60°Cで相分離現象発生

Claims

1. (Α) 水に低相溶性の極性有機溶媒

(Β) 下記式（I)

,R，

、Ν (I)

一一口

ここで、 1^ぉょび1^は、各々独立に、のメチルまたはェチル基である、で示されるイミダゾリジノン化合物および

(C) 水囲よりなりそして均一相を形成してなる洗浄剤。

2. 水に低相溶性の極性有機溶媒（A) 力 60°Cにおける水に対する溶解度が 50容量％以下のものである請求項 1に記載の洗浄剤。

3. 水に低相溶性の極性有機溶媒（A) 、下記式（II)

？ H₃ CH₃

R₃0-CHCH₂0)p-(CH₂CHO rR⁴ (II) ここで、 R³および R⁴は、各々独立に、水素原子または炭素数 1〜4のアルキル基であり、 pと Qは各々独立に 0〜3である。但し、 p + qは 1〜3であり、 R ³と R ⁴が共に水素原子であることはなく、 R ³および R ⁴のいずれか一方が水素原子の場合には、他方は炭素数 3以上のアルキル基であり、 R³と R⁴が共にメチル基またはェチル基である場合には、 13 + (1は2〜3でぁる、

で示されるプロピレングリコールアルキルエーテル化合物、下記式（III)

ここで、 R ⁵は炭素数？〜 1 0のアルキル基である，

で示されるピロリドン化合物および下記式（IV)

ここで、 R ⁶および R ⁷は、各々独立に、炭素数 3〜 5のアルキル基である、で示されるイミダゾリジノン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも 1種の化合物である請求項 1または 2に記載の洗浄剤。

4 . 水に低相溶性の極性有機溶媒（A) の含有量が 5 0容量％以上であり、式 ( I ) で示されるイミダゾリジノン化合物の含有量が 1 0容量％以上でありそして水（C ) の含有量が 2 0容量％以上である請求項 1に記載の洗浄剤。