JP2003041297A - 洗浄剤および洗浄方法 - Google Patents
洗浄剤および洗浄方法Info
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Abstract
洗浄性、乾燥性等が得られる洗浄剤および洗浄方法を提
供する。 【構成】 本発明の洗浄剤は、低分子シロキサン化合物
と炭素数 4〜30の脂肪族炭化水素系溶剤とからなる、あ
るいは低分子シロキサン化合物と炭素数 4〜30の脂環式
炭化水素系溶剤とを含む共沸組成あるいは擬似共沸組成
の混合物であり、洗浄から乾燥までを一液で行うことが
できる。低分子シロキサン化合物としては、直鎖状ポリ
ジオルガノシロキサンおよび環状ポリジオルガノシロキ
サンから選ばれる少なくとも1種の低分子量ポリオルガ
ノシロキサンが挙げられる。脂肪族炭化水素系溶剤とし
ては、揮発性イソパラフィン系溶剤が挙げられる。
Description
方法に係わり、さらに詳しくは非水系の一液洗浄剤およ
びこの洗浄剤を用いた一液洗浄方法に関する。
部品、半導体部品などの油汚れ等を除去するための洗浄
剤として、従来からフロン113 に代表されるフロン系溶
剤や、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラ
クロロエチレン、四塩化炭素等の塩素系の有機溶剤が使
用されている。
破壊に繋がり、人体や生物系に深刻な影響を与えること
が明らかになってきたことから、オゾン破壊係数の高い
フロン12やフロン113 等は、世界的な規模で段階的に使
用を削減し、将来的には全廃する方向に進んでいる。ま
た、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の塩
素系有機溶剤も、土壌や地下水等の汚染を引き起こすな
どの環境問題にからんで、使用規制が強化される方向に
進んでいる。
洗浄には、従来から、イソパラフィン系などの脂肪族炭
化水素系やシクロパラフィン系などの脂環式炭化水素系
の揮発性溶剤が使用されているが、これら溶剤の使用に
は以下に示す問題があった。
揮発性溶剤は、石油から蒸留精製された様々な沸点範囲
を持つ成分の混合物であり、蒸発潜熱の大きい高沸点成
分が含有されているため、乾燥に時間がかかるばかりで
なく、乾燥時に高沸点成分が被洗浄物の表面に残り、シ
ミが生じやすいという問題があった。
の洗浄剤の中でフロン系溶剤や塩素系などの有機溶剤系
洗浄剤は、環境破壊を引き起こすという重大な欠点を有
していた。また、これらの代替品として検討されている
現状の洗浄剤は、十分な効果が得られないという問題を
有していた。
ら使用されているイソパラフィン系などの脂肪族炭化水
素系溶剤やシクロパラフィン系などの脂環式炭化水素系
溶剤では、乾燥に時間がかかるばかりでなく、被洗浄物
の表面に乾燥ジミが残りやすいという問題があった。
よび洗浄方法がかかえる課題に対処するためになされた
ものであり、速乾性に優れ被洗浄物の表面に乾燥ジミを
発生させることがないうえに、オゾン層を破壊すること
がなく環境に優しい洗浄剤および洗浄方法を提供するこ
とを目的とする。
項1に記載するように、低分子シロキサン化合物と、炭
素数 4〜30の脂肪族炭化水素系溶剤とからなる共沸組成
あるいは擬似共沸組成の混合物であることを特徴とす
る。また、請求項4に記載するように、低分子シロキサ
ン化合物と、炭素数 4〜30の脂環式炭化水素系溶剤とを
含む共沸組成あるいは擬似共沸組成の混合物であること
を特徴とする。
ように、低分子シロキサン化合物と、炭素数 4〜30のイ
ソパラフィン系溶剤とからなる共沸組成あるいは擬似共
沸組成の混合物を用いて、洗浄から乾燥までの一連の工
程を一液で行うことを特徴とする。また、請求項10に
記載するように、低分子シロキサン化合物と、炭素数4
〜30のシクロパラフィン系溶剤とを含む共沸組成あるい
は擬似共沸組成の混合物を用いて、洗浄から乾燥までの
一連の工程を一液で行うことを特徴とする。
低分子シロキサン化合物としては、一般式:
価の炭化水素基、 lは 0〜 5の整数を示す)で表される
直鎖状ポリジオルガノシロキサン、および一般式:
価の炭化水素基、m は 3〜 7の整数を示す)で表される
環状ポリジオルガノシロキサンから選ばれる少なくとも
1種の低分子量ポリオルガノシロキサンが挙げられる。
なお、上記(1)式で表される直鎖状ポリジオルガノシ
ロキサンと(2)式で表される環状ポリジオルガノシロ
キサンとは、併用することも可能である。
換または非置換の1価の炭化水素基であり、例えばメチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル
基、フェニル基等の1価の非置換炭化水素基や、トリフ
ルオロメチル基等の1価の置換炭化水素基等が例示され
る。系の安定性、揮発性の維持などの点から、メチル基
が最も好ましい。
としては、へキサメチルジシロキサン(M2)、オクタ
メチルトリシロキサン(MDM)、デカメチルテトラシ
ロキサン(MD2M)、ヘキサメチルシクロトリシロキ
サン(D3)、オクタメチルシクロテトラシロキサン
(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、
ドデカメチルシクロヘキサシロキサン(D6)等を挙げ
ることができる。特に、オクタメチルシクロテトラシロ
キサン(D4)が好適する。
ゾン層を破壊しないことに加え、表面張力や粘度が小さ
いため隙間への浸透性に優れており、さらに蒸発潜熱も
小さいことから乾燥特性に優れている。
脂肪族炭化水素系溶剤は、炭素数が4〜30の分岐状や直
鎖状の脂肪族炭化水素(以下、単に脂肪族炭化水素系溶
剤と記す)からなり、例えばイソパラフィン系溶剤が挙
げられる。すなわち、イソパラフィン系溶剤は、揮発性
イソパラフィンの1種または2種以上の混合物として使
用され、揮発性イソパラフィンとしては、特にC4 〜C
16の留分を主体とするイソパラフィンが、洗浄性能や洗
浄装置での取り扱いの点から好ましい。さらに、このよ
うなイソパラフィンを含めて、炭素数8〜15のパラフィ
ン系炭化水素の使用が好ましい。
であると引火点が低くなるため、安全性を重視する場合
には炭素数8以上とすることが望ましい。炭素数が16を
越えると沸点が高くなるため、常圧下における温風乾燥
の利用が困難になる。
脂環式炭化水素系溶剤は、炭素数が4〜30であり、炭素
の単結合で連なっている環状の飽和炭化水素(以下、単
に脂環式炭化水素系溶剤と記す)からなる。例えば、シ
クロパラフィン系溶剤が挙げられる。すなわち、シクロ
パラフィン系溶剤は、揮発性シクロパラフィンの1種ま
たは2種以上の混合物として使用され、揮発性シクロパ
ラフィンとしては、特にC4 〜C16の留分を主体とする
シクロパラフィンが、洗浄性能や洗浄装置での取り扱い
の点から好ましい。
フィンを主体とし、炭素数8〜15のパラフィン系炭化水
素やイソパラフィン系炭化水素を含む溶剤も使用するこ
とができる。すなわち、入手可能な脂環式炭化水素系溶
剤は、製法上、脂環式炭化水素と脂肪族炭化水素とが混
合した混合溶剤がほとんどであるが、このような混合溶
剤も使用することができる。
の脂肪族炭化水素系溶剤と低分子シロキサン化合物とか
らなる共沸もしくは擬似共沸組成の混合物、あるいは前
記した炭素数 4〜30の脂環式炭化水素系溶剤と低分子シ
ロキサン化合物とを含む共沸もしくは擬似共沸組成の混
合物である。
成が一致し、組成の変化なしに蒸留し得る混合物であ
る。また、共沸混合物を形成しないものの、温度−組成
により表される沸点図において沸騰曲線と凝縮曲線とが
近接している場合、各々の成分の揮発性が近い場合、各
々の成分の沸点が近接している場合などのように、液相
の組成と気相の組成が近似するような現象を擬似共沸と
いい、このような擬似共沸を形成する混合物を擬似共沸
混合物と言う。
しての沸点が各成分の固有の沸点よりも低くなる、ある
いは高くなる場合に発現する。したがって、共沸性は単
に各成分を混合しただけで得られない場合が多く、混合
物の沸点が各成分の固有の沸点よりも低くなる場合に
は、任意の割合で混合した液を蒸留し、留分を繰り返し
蒸留したり、あるいは段数を設けた精留を行うことによ
り得ることができる。
脂肪族炭化水素系溶剤あるいは脂環式炭化水素系溶剤と
の共沸混合物は、このようにして得られものであり、混
合物としての沸点が各成分(低分子シロキサン化合物と
脂肪族炭化水素系溶剤あるいは脂環式炭化水素系溶剤)
の固有の沸点よりも低くなる。また、一定圧力のもとで
蒸留を繰り返しても、留分の実質的な変化が見られない
という特徴を有する。
沸組成の混合物を用いて、洗浄工程、すすぎ工程および
乾燥工程の一連の工程を一液で行う。ここで、乾燥工程
は、温風乾燥、自然乾燥、真空乾燥、または減圧蒸気・
真空乾燥により行うことができる。
ラミックス、プラスチック等であり、さらに具体的には
金属部品、表面処理部品、電子部品、半導体部品、電気
部品、精密機械部品、光学部品、ガラス部品、セラミッ
クス部品等である。そして、これらの被洗浄物に付着し
た工作油などの油脂類の脱脂洗浄、シリコーンオイル、
離型剤、グリースなどの除去洗浄を良好に行うことがで
きる。特に、他の洗浄剤では難溶性とされているシリコ
ーングリースも、容易に除去することができる。
で、環境に優しくオゾン層を破壊することがないうえ
に、速乾性に優れ、被洗浄物の表面に乾燥ジミを発生さ
せることがない。さらに、洗浄から乾燥まで一連の工程
を同じ液で行うことができ、すすぎ工程を含めて水洗工
程がないので、排水処理が不要である。またさらに、蒸
留器による液の再生使用が可能であり、ランニングコス
トを低減することができる。さらに、プラスティック等
の素材に対して腐食やソルベントクラックを起こしくい
という利点がある。
て図面を参照して説明する。
概略構成を示す図である。この洗浄装置は、大別して、
脱脂洗浄部Aと、すすぎ洗浄部Bと、乾燥部Cとから構
成されており、これらの各部A、B、Cに、金属部品の
ような洗浄対象物が、例えば洗浄カゴ等に収納された状
態で順に搬送されるように構成されている。またこの洗
浄装置には、洗浄液の蒸留再生装置Dが併設されてい
る。
洗浄槽2とを有し、各洗浄槽1、2には洗浄液3がそれ
ぞれ所定量収容されている。洗浄液3としては、オクタ
メチルシクロテトラシロキサン(D4)のような低分子
シロキサン化合物と、炭素数4〜30の脂肪族炭化水素系
溶剤(例えば、揮発性イソパラフィン系溶剤)との共沸
混合物が使用される。これらの洗浄槽の洗浄液3中に、
例えば洗浄カゴに収容された洗浄対象物を浸漬し、上下
に揺動させることによって、洗浄対象物に付着する工作
油等に由来する汚れ成分が除去される。
は、その底部に超音波および噴流の発生装置4が配置さ
れており、洗浄対象物と洗浄液3に機械的衝撃を与え、
洗浄効果を上げるようになっている。さらに、各洗浄槽
1、2には、フィルタ5が介挿された配管6が付設さ
れ、洗浄液3がポンプPによりフィルタ5を通って循環
し、循環過程で汚れ成分や腐食性物質がフィルタ5に吸
着除去されるように構成されている。
すすぎ洗浄槽7にはすすぎ洗浄液8が所定量収容されて
いる。すすぎ洗浄液8としては、洗浄液3と同一組成の
ものが用いられる。
浄液(およびすすぎ洗浄液)は、すすぎ洗浄槽7から第
2の洗浄槽2へ次いで第1の洗浄槽1へと、順に流れ込
むようになっている。さらに、第1の洗浄槽1の洗浄液
3は蒸留再生装置Dに導入され、汚れ成分が分離除去さ
れるとともに、蒸留により洗浄成分が再生される。再生
された洗浄液は、ポンプ(図示を省略。)によりすすぎ
洗浄槽7に供給され、再使用される。このような蒸留再
生装置Dを使用することにより、洗浄液の繰り返し使用
が可能となり、ランニングコストの一層の低減を図るこ
とができる。
工程は、温風乾燥、真空乾燥、減圧乾燥、または減圧蒸
気・真空乾燥により行うことができる。蒸気乾燥では、
乾燥槽9に前記した洗浄液と同一組成の蒸気洗浄(乾
燥)剤を収容することができる。洗浄液が共沸組成物で
あり蒸気組成に変化が生じないため、乾燥仕上がりを良
好に保つことができる。
を行った具体的実施例について記載する。
調製した。各成分の組成が、C8H18が2重量%(以
下、単に%と示す。)、C9H20が5%、C1 0H
22が8%、C11H24が21%、C12H26が56
%、C13H28が7%、C14H30が1%である揮発
性イソパラフィンの混合物であるイソパラフィン系溶剤
と、オクタメチルシクロテトラシロキサンとを、30:70
の重量比で蒸留フラスコにいれ、精留塔を用いて減圧下
で繰り返し蒸留を行った。この蒸留によって、80℃/30m
mHgの共沸留分が得られた。
し、実際の配合割合を定量した結果、イソパラフィン系
溶剤が72重量部、オクタメチルシクロテトラシロキサン
が28重量部の組成物が得られ、引火点が53℃の第2石油
類に属するものであった。
キサンとの仕込み組成を、65:35とした以外は実施例1
と同様にして蒸留を行ったところ、83℃/29mmHgの共沸
留分が得られた。この留分を1HNMRにより分析した
結果、イソパラフィン系溶剤が65重量部、オクタメチル
シクロテトラシロキサンが35重量部の組成物であり、引
火点が52℃の第2石油類に属するものであった。
30%、C14H30が35%、C15H32が15%である揮
発性イソパラフィンの混合物であるイソパラフィン系溶
剤と、デカメチルシクロペンタシロキサンとを83:17の
重量比で蒸留フラスコにいれ、減圧下で蒸留を行った。
この蒸留によって、104℃/20mmHgの共沸留分が得られ
た。さらにこの留分について、減圧蒸留を繰り返し行っ
た。
析し、実際の配合割合を定量した結果、イソパラフィン
系溶剤が90重量部、デカメチルシクロペンタシロキサン
が10重量部、の共沸物が得られていた。引火点は78℃で
あり、第3石油類に属するものであった。
らなる混合溶剤(C1 1H22が27%、C12H24が
35%、C11H24が13%、C12H26が20%、C
13H28が5%から成る。)を30重量部、デカメチル
シクロペンタシロキサンを70重量部の割合で混合した混
合物を減圧蒸留した。蒸留の結果、104℃/20mmHgの留分
が得られた。さらにこの留分について繰り返し減圧蒸留
を行った。
析し、実際の配合割合を定量した結果、シクロパラフィ
ン系溶剤が67重量部、デカメチルシクロペンタシロキサ
ンが33重量部の共沸物が得られていた。引火点は70℃で
あり、第3石油類に属するものであった。
浄液を使用し、前記した洗浄装置により切削油の付着し
た金属部品(ボルト)を洗浄し、100℃で温風乾燥を行
った。そして、乾燥に要する時間を求めた。
る他の洗浄剤を使用し、実施例と同様にして洗浄次いで
温風乾燥を行い、乾燥に要する時間を求めた。なお、比
較例1ではn−パラフィン系溶剤(C10H2299%と
C11H241%の組成を有する)、比較例2では実施
例1で使用されたイソパラフィン系溶剤、比較例3では
実施例3で使用されたイソパラフィン系溶剤、比較例4
では実施例4で使用されたシクロパラフィン系溶剤、比
較例5ではグリコエーテル系溶剤(3-メチル-3-メトキ
シブタノール)を使用して、それぞれ洗浄を行った。
〜5の洗浄剤を用いた場合と比較して、表1に示すよう
に、最短半分の時間で乾燥することができた。また、乾
燥後の部品表面を肉眼で観察したところ、シミは全く見
られなかった。
の結果、シリコーンに由来するピーク(100160eVのSi
原子の吸収)は検出されなかった。したがって、乾燥後
の部品に、洗浄液の成分であるシリコーンの残留がない
ことが確認された。
シリコーングリースに対する洗浄性を調べた。すなわ
ち、金属製銅板の表面にシリコーングリースを約2gを
塗布したものを用意した。そして、これを前記実施例で
調製した共沸組成の洗浄液と同一組成の洗浄液を使用
し、洗浄次いで乾燥を行った。洗浄条件は、引火点より
10℃低い温度で15分間超音波洗浄をし、その後100℃
で15分間温風乾燥を行った。
シリコーングリースの残留量を重量測定から残渣率を求
めたところ、表2に示すように、洗浄前のシリコーング
リース付着量を100として残渣率0となった。比較のため
に、比較例1、比較例2および比較例4の各洗浄剤、な
らびに比較例6としてハロゲン系溶剤(塩化メチレ
ン)、比較例7としてフッ素系溶剤(ハイドロフロロエ
ーテル)をそれぞれ用いて同様に洗浄を行った結果を、
同表に示す。なお、比較例6では、ハロゲン系溶剤を使
用し30℃で15分間の超音波洗浄を行い、比較例7では、
フッ素系溶剤を使用し40℃で15分間の超音波洗浄を行っ
た。
金属部品等の被洗浄物に付着した工作油などの油脂類の
脱脂洗浄や、シリコーンオイル、シリコーングリースな
どの除去洗浄を良好に行うことができ、しかも速乾性に
優れ、被洗浄物表面に乾燥ジミを残すことがない。ま
た、フロン系溶剤を使用していないので、環境破壊や環
境汚染の心配がない。さらに、非水系の一液洗浄剤であ
り、洗浄から乾燥まで一連の工程を同じ液で行うことが
できるうえに、すすぎ工程を含めて水洗工程がないの
で、排水処理が不要である。
す図。
…洗浄液、4………超音波および噴流発生装置、5……
…フィルタ、7………すすぎ洗浄槽、9………乾燥槽
Claims (11)
- 【請求項1】 低分子シロキサン化合物と、 炭素数 4〜30の脂肪族炭化水素系溶剤とからなる共沸組
成あるいは擬似共沸組成の混合物であることを特徴とす
る洗浄剤。 - 【請求項2】 前記脂肪族炭化水素系溶剤は、イソパラ
フィン系溶剤であることを特徴とする請求項1記載の洗
浄剤。 - 【請求項3】 前記イソパラフィン系溶剤は、揮発性イ
ソパラフィンから実質的になることを特徴とする請求項
2記載の洗浄剤。 - 【請求項4】 低分子シロキサン化合物と、 炭素数 4〜30の脂環式炭化水素系溶剤とを含む共沸組成
あるいは擬似共沸組成の混合物であることを特徴とする
洗浄剤。 - 【請求項5】 前記脂環状炭化水素系溶剤は、シクロパ
ラフィン系溶剤であることを特徴とする請求項4記載の
洗浄剤。 - 【請求項6】 前記シクロパラフィン系溶剤は、揮発性
シクロパラフィンから実質的になることを特徴とする請
求項5記載の洗浄剤。 - 【請求項7】 前記低分子シロキサン化合物は、一般
式: 【化1】 (式中、Rは同一または相異なる置換または非置換の 1
価の炭化水素基、 lは 0〜 5の整数を示す)で表される
直鎖状ポリジオルガノシロキサン、および一般式: 【化2】 (式中、Rは同一または相異なる置換または非置換の 1
価の炭化水素基、m は 3〜 7の整数を示す)で表される
環状ポリジオルガノシロキサンから選ばれる少なくとも
1種の低分子量ポリオルガノシロキサンであることを特
徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の洗浄剤。 - 【請求項8】 前記低分子量ポリオルガノシロキサン
は、オクタメチルシクロテトラシロキサンまたはデカメ
チルシクロペンタシロサキンであることを特徴とする請
求項7記載の洗浄剤。 - 【請求項9】 低分子シロキサン化合物と、 炭素数 4〜30のイソパラフィン系溶剤とからなる共沸組
成あるいは擬似共沸組成の混合物を用いて、洗浄から乾
燥までの一連の工程を一液で行うことを特徴とする洗浄
方法。 - 【請求項10】 低分子シロキサン化合物と、 炭素数 4〜30のシクロパラフィン系溶剤とを含む共沸組
成あるいは擬似共沸組成の混合物を用いて、洗浄から乾
燥までの一連の工程を一液で行うことを特徴とする洗浄
方法。 - 【請求項11】 前記低分子シロキサン化合物は、一般
式: 【化3】 (式中、Rは同一または相異なる置換または非置換の 1
価の炭化水素基、 lは 0〜 5の整数を示す)で表される
直鎖状ポリジオルガノシロキサン、および一般式: 【化4】 (式中、Rは同一または相異なる置換または非置換の 1
価の炭化水素基、m は 3〜 7の整数を示す)で表される
環状ポリジオルガノシロキサンから選ばれる少なくとも
1種の低分子量ポリオルガノシロキサンであることを特
徴とする請求項10記載の洗浄方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001226618A JP2003041297A (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 洗浄剤および洗浄方法 |
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