JP2005162780A - 洗浄剤組成物及び液晶セル用洗浄剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去する能力に優れ、低コスト且つ安全性が高い液晶セル用洗浄剤を提供すること。
【解決手段】 成分（ａ）ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル（エチレンオキシド付加量：５モル）と成分（ｂ）ポリオキシエチレンイソデシルエーテル（エチレンオキシド付加量：６モル）とを、重量比１：２で混合し、これにイオン交換水を加えて濃度０．５重量％の水分散液に調製した液晶セル用洗浄剤は、液晶セルの電極部分に付着した残留液晶を洗浄・除去する性能が高く、低腐食性の非イオン系洗浄剤である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、洗浄剤組成物等に関し、より詳しくは、液晶セルの製造工程において、液晶セル等の洗浄に好適な洗浄剤組成物等に関する。

液晶セルは、通常、電極及び配向膜を形成した一対のガラス基板を貼り合わせて液晶を注入し、封止剤で封止した後、ガラス基板の隙間に付着した液晶を洗浄・除去し、偏向板を貼着して製造される。この洗浄工程により液晶を除去するのは、液晶の残渣が離型剤として作用することから、その後の工程において、偏向板の剥がれ、ドライバー端子の接続不備、ドライバーアンダーフィル界面の不具合、基板の薄型化工法に用いる可剥離性塗膜の剥がれ等の種々のトラブル発生を防止するためである。
一般に、分極化合物である液晶分子は、分子間相互作用が強く、強疎水性を示すことから水系への分散或いは溶解は困難であることが知られている。このため、液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去するために、イオン性の活性剤、イオン性ビルダー、イオン性乳化剤等が添加された洗浄剤を使用するのが主流とされている。このような洗浄剤としては、例えば、キレート剤及びアルカリ物質を含む洗浄剤（特許文献１）、アンモニウムカチオン及び燐酸エステルアニオン等からなる塩を含有する洗浄剤（特許文献２）が挙げられる。また、カテキン濃縮液からなるキレート剤及び界面活性剤との組み合わせ、エチレンジアミン系キレート剤と界面活性剤及びスルホン酸塩との組み合わせ等も使用されている。

特開平０３−０７０８００号公報 特開２０００−３１３８９９号公報

ところで、液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去するために従来使用されている洗浄剤は、イオン性物質を含有し、また、吸湿性物質も成分の一つとして含まれている。このため、これらの洗浄剤の一部が液晶セルの端子部分に残留すると、イオンマイグレーションや吸着水による液晶駆動時のエレクトロマイグレーションをも引き起こす場合が多いという問題がある。
また、イオン性物質に代わり、ハロゲン系溶媒、テトラヒドロフラン又はアセトン等の一部の非極性或いは極性溶媒が考えられる。しかし、これらは、引火点、安全性、環境問題又は防爆仕様の必要性等の点で問題があり、現実的には使用することが困難である。

本発明は、このように、液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去するために従来使用されている液晶セル用洗浄剤が有する技術的課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、洗浄性が高く、低腐食性の非イオン系の洗浄剤組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去する能力に優れ、低コスト且つ安全性が高い液晶セル用洗浄剤を提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される洗浄剤組成物は、（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル２０重量％〜６０重量％と、（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテル４０重量％〜８０重量％と（但し、（ａ）と（ｂ）との合計は１００重量％である）、を含有することを特徴とするものである。
かかる構成を有する本発明が適用される洗浄剤組成物は、特に、液晶に対する溶解性が高く、また、非イオン性であることから、イオンマイグレーションや吸着水による液晶駆動時のエレクトロマイグレーションによる問題が解消される。
本発明が適用される洗浄剤組成物に含有される２成分の重量比は、（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルが３０重量％〜５０重量％であり、（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが５０重量％〜７０重量％であることが好ましい。

ここで、成分（ａ）であるポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノールのポリアルキレンオキシド付加物であることを特徴とすれば、公知の合成手法を用いて容易に得ることができる。とくに、（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノールと炭素数２〜４のアルキレンオキシドとの付加重合体であることが好ましい。このとき、（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノール１モルと炭素数２〜炭素数４のアルキレンオキシド４モル〜５モルとの付加重合体であることが好ましい。このように、アルキレンオキシドの付加量を４モル〜５モル程度にすることにより、ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルの分子極性が弱まり、一方で、液晶に対する溶解性を高めることができる。
また、通常、スチレン化フェノールは、モノ体、ジ体及びトリ体が存在するが、スチレン化フェノール中のモノスチレン化フェノールの純度が８５％以上であることを特徴とすれば、イオンマイグレーションや吸着水による液晶駆動時のエレクトロマイグレーションによる影響を大幅に低減することができる。中でも、（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、モノスチレン化フェノール１モルとエチレンオキシド５モルとの付加重合体であることが好ましい。

また、成分（ｂ）であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、炭素数４〜炭素数１８の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有することを特徴とすれば、本発明が適用される洗浄剤組成物の水に対する溶解性を飛躍的に高めることが可能となり、水分散液の形態として使用が可能な水系洗浄剤を調製することができる。
ここで、（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、炭素数２〜炭素数４のアルキレンオキシドの付加モル数が１〜１０であることが好ましく、特に、炭素数２又は３のアルキレンオキシドの付加モル数が６であることが好ましい。さらに、（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、イソデシル基を有することが好ましい。

ところで、本発明は、（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル２０重量％〜６０重量％と（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテル４０重量％〜８０重量％との混合物（但し、（ａ）と（ｂ）との合計は１００重量％である）と、このような組成比を有する混合物１ｇに対して、（ｃ）水１００ｇ〜１０００ｇとを含有することを特徴とする液晶セル用洗浄剤として捉えることもでき、液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去する性能に優れた液晶セル用洗浄剤として特徴を有するものである。
ここで、（ｃ）水は、イオン交換水であることが好ましい。
本発明が適用される液晶セル用洗浄剤は、イオン性成分を含まず、さらに、０．１重量％程度の低濃度の水分散液の形態で使用することにより、水分散液１リットル当たり液晶５ｇを完全に溶解させる優れた性能を有するものである。また液晶セルから洗浄・除去された液晶は、液晶セルに再付着することなく、洗浄剤の液中で安定に分散状態を保持し、水洗により完全に除去が可能となる。

本発明によれば、洗浄性が高く、低腐食性の非イオン系の洗浄剤組成物が提供される。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態という）について詳細に説明する。
本実施の形態が適用される洗浄剤組成物において使用する（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノールのポリアルキレンオキシド付加物として得られる。
ここで、スチレン化フェノールの合成方法は特に限定されず、公知の手法を用いることができる。例えば、フェノール類とスチレン類とのフリーデル・クラフツ反応により製造できる。フェノール類としては、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アリールフェノール、アラルキルフェノールが挙げられる。アルキルフェノールとしては、例えば、クレゾール、ブチルフェノール、オクチルフェノール等が挙げられる。アリールフェノールとしては、例えば、フェニルフェノール、ビフェニルフェノール、ナフチルフェノール等が挙げられる。アラルキルフェノールとしては、例えば、ベンジルフェノール、フェニルエチルフェノール等が挙げられる。これらの中でも、フェノール、クレゾール、フェニルフェノールが好ましい。
また、スチレン類としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンが挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。

フリーデル・クラフツ反応の反応条件は特に限定されないが、例えば、フェノール類とスチレン類とを、触媒の存在下に１１０〜１４０℃の温度で反応させることにより行うことができる。
尚、スチレン化フェノールには、フェノール類のベンゼン核にスチレン類が付加したものとして、通常、モノ体、ジ体及びトリ体が存在する。中でも、フェノール類のベンゼン核にスチレン類が１モル付加したモノ体が好ましい。また、スチレン化フェノール中のモノスチレン化フェノールの濃度は、通常８５％以上、好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９８以上であることが好ましい。

スチレン化フェノールのポリアルキレンオキシド付加物は、スチレン化フェノールにアルキレンオキシドを付加反応させることにより製造することができる。アルキレンオキシドとしては炭素数２〜炭素数４のものが好ましい。アルキレンオキシドの中でも、炭素数２を有するエチレンオキシド及び炭素数３を有するプロピレンオキシドが好ましく、エチレンオキシドが特に好ましい。アルキレンオキシドの付加モル数は、液晶に対する溶解性の観点から、通常、１モル〜１０モル、好ましくは、２モル〜６モル、特に好ましくは、４モル〜５モルである。中でも、最も好ましいのは、モノスチレン化フェノール１モルとエチレンオキシド５モルとの付加物である。付加反応の条件は特に限定されないが、例えば、１００℃〜１９０℃の温度において行うことができる。

本実施の形態が適用される洗浄剤組成物において使用する（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルの好ましい態様としては、下記一般式（１）で表される構造を有するものが挙げられる。

ここで、式（１）中、Ｒ_１は炭素数２〜炭素数４の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基であり、ｎはスチリル基の付加モル数（１〜３）であり、ｍはオキシアルキレン基の付加モル数（１〜１０）である。

次に、本実施の形態が適用される洗浄剤組成物において使用する（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、高級アルコールのアルキレンオキシドの付加物として得ることができる。高級アルコールとしては、炭素数４〜炭素数１８の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルコールが挙げられる。具体的には、２−エチルヘキサノール、オクタノール、デカノール、ラウリルアルコール、イソデシルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール等が挙げられる、中でも、イシデシルアルコールが好ましい。
アルキレンオキシドとしては炭素数２〜炭素数４のものが好ましい。アルキレンオキシドの中でも、炭素数２を有するエチレンオキシド及び炭素数３を有するプロピレンオキシドが好ましく、エチレンオキシドが特に好ましい。また、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロック構造を有するものも用いることができる。アルキレンオキシドの付加モル数は、水溶性及び液晶に対する溶解性の観点から、通常、１モル〜１０モル、好ましくは、５モル〜７モル、特に好ましくは、６モルである。

本実施の形態が適用される洗浄剤組成物において使用する（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの好ましい態様としては、下記一般式（２）で表される構造を有するものが挙げられる。
Ｒ_２−Ｏ−（Ｒ_３Ｏ）_ｌＨ （２）
ここで、式（２）中、Ｒ_２は炭素数４〜炭素数１８の直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、Ｒ_３は炭素数２〜炭素数４の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基であり、ｌはオキシアルキレン基の付加モル数（１〜１０）である。
一般式（２）で表される（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの中でも、エチレンオキシドの付加量が６モルのポリオキシエチレンイソデシルエーテルが特に好ましい。

本実施の形態が適用される洗浄剤組成物は、成分（ａ）であるポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル２０重量％〜６０重量％、好ましくは、３０重量％〜５０重量％と、成分（ｂ）であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル４０重量％〜８０重量％、好ましくは、５０重量％〜７０重量％と（但し、（ａ）と（ｂ）との合計は１００重量％である）、を含有するものである。成分（ａ）と成分（ｂ）との混合方法は特に限定されず、通常の混合方法を用いることができる。
本実施の形態が適用される洗浄剤組成物は、成分（ａ）及び成分（ｂ）の混合物のままで使用することができるが、所望により、水分散液の形態に調製して使用することができる。水分散液の形態で使用する場合、水分散液における各成分の組成比は特に限定されないが、通常、成分（ａ）であるポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルと成分（ｂ）であるポリオキシアルキレンアルキルエーテルとの混合物１ｇに対して、成分（ｃ）として水１００ｇ〜１０００ｇを含有するものである。ここで、成分（ｃ）である水として、イオン交換水を用いることが好ましい。

このような低濃度の水分散液の形態に調製された洗浄剤組成物は、特に、液晶セルに付着した液晶の洗浄・除去に優れた性能を示す液晶セル用洗浄剤として使用することができる。このような液晶セル用洗浄剤を用いて液晶セルに付着した液晶を洗浄・除去する方法は特に限定されず、適宜選択することができる。例えば、浸漬洗浄、揺動洗浄、スピンナーのような回転を利用した洗浄、パドル洗浄、気中又は液中スプレー洗浄及び超音波洗浄等の公知の手段を用いることができる。このような洗浄手段は単独で実施しても良く、複数を組み合わせて実施しても良い。また、液晶セルは、一回の洗浄操作で一組ずつ洗浄しても良く、複数組を洗浄しても良い。また、洗浄の際に用いる洗浄槽の数は一つでも複数でも良い。洗浄時の液晶セル用洗浄剤の温度は特に限定されるものではないが、２０℃〜６０℃の範囲が安全性、操業性の点で好ましい。

尚、本実施の形態が適用される洗浄剤組成物には、必要に応じて、他のノニオン界面活性剤を配合することができる。ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリアルキレンポリアミンポリアルキレンオキシド付加物、多価アルコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルポリアルキレンオキシド付加物およびベンジル化フェノールポリアルキレンオキシド付加物のうちの１種以上等が挙げられる。

以下に実施例を示して、本実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本実施の形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜実施例４、比較例１、比較例２）
ＪＩＳくし歯電極２型電極板を被洗浄物とし、これに液晶（フッ素系液晶：メルク（株）製ＴＭ９７０１ＬＡ）を均一に塗布して評価基板とした。次に、表１に示した組成及び濃度の洗浄剤（（１）〜（４））を調製し、これらの洗浄剤の水溶液中に、液晶を塗布した評価基板を、４０℃、２分間浸漬して攪拌し、その後、流水にて１分間水洗し、クリーンオーブン（８０℃）中で３０分間乾燥した。
続いて、乾燥した電極に周波数１００Ｈｚの正弦波を与え、交流交番電場による位相差（ｔａｎθ）を誘電損失量として測定し、評価基板上に残留する洗浄剤の影響を評価した。周波数１００Ｈｚ以下の領域では、吸着水、遊離水の表面分極による誘電損失が現れ、イオンは可動イオンとなり、マイグレーションを加速させる要因となる。誘電損失量の数値が小さいほど、評価基板上に残留する洗浄剤の影響が小さく、液晶セル用洗浄剤として優れている。
尚、比較のために、エチレンジアミン系洗浄剤（洗浄剤Ａ：横浜油脂（株）製ＬＧＬ）及びカテキン系洗浄剤（洗浄剤Ｂ：伊藤園（株）製ナチュラルスリーパー）についても、同様な条件で誘電損失量を測定した。結果を表１に示す。

表１に示した結果から、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル（成分（ａ））とポリオキシアルキレンイソデシルエーテル（成分（ｂ））とを、重量比（ａ）：（ｂ）＝１：２で混合し、濃度０．５重量％の水分散液に調製した洗浄剤（実施例１〜実施例４）は、誘電損失（ｔａｎθ）の測定値が、乾燥状態（ｄｒｙ）及び加湿状態（ｗｅｔ）においていずれも小さく、低コストで安全な液晶セル用洗浄剤として優れた性能を有することが分かる。
中でも、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル（ＭＳＰ：エチレンオキシド付加量：５モル）とポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ＳＤ：エチレンオキシド付加量：６モル）とを、重量比１：２で混合して調製した洗浄剤（１）（実施例１）は、誘電損失（ｔａｎθ）の測定値が小さく、評価基板上に形成した電極に対する影響が特に小さいことが分かる。
一方、エチレンジアミン系洗浄剤（洗浄剤Ａ：比較例１）は、評価基板の電極に与える影響は小さいものの、電極に付着した液晶を除去するためには高濃度の状態で使用する必要があり、洗浄剤としてコストがきわめて高いことが分かる。また、カテキン系洗浄剤（洗浄剤Ｂ：比較例２）は、誘電損失（ｔａｎθ）の測定値が大きく、特に加湿状態（ｗｅｔ）においてマイグレーションが加速され、電極に与える影響が大きいことが分かる。

（実施例５、比較例３、比較例４）
実施例１において使用した洗浄剤（１）により、実施例１と同様な条件で評価基板に付着した液晶を洗浄・除去し、電極上に残る液晶残渣によるフラグメントイオンをＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定した。尚、比較のため、比較例１において使用した洗浄剤Ａと比較例２において使用した洗浄剤Ｂとについても、実施例１と同様な操作を行った後、電極上に残る液晶残渣によるフラグメントイオンをＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定した。結果を表２に示す。

表２に示した結果から、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル（ＭＳＰ：エチレンオキシド付加量：５モル）とポリオキシエチレンイソデシルエーテル（ＳＤ：エチレンオキシド付加量：６モル）とを、重量比１：２で混合して調製した洗浄剤（１）（実施例５）は、ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定したフラグメントイオン量が少ないことから、電極上に残る液晶残渣が少なく、液晶セル用洗浄剤としての洗浄能力が優れていることが分かる。
一方、洗浄剤Ａ（比較例３）及び洗浄剤Ｂ（比較例４）は、電極上に残る液晶残渣が多く、特に、洗浄剤Ｂは、洗浄剤（１）の約５倍程度の液晶残渣が残ることが分かる。

本発明の活用例としては、例えば、精密部品に付着した切削油、プレス油、引き抜き油等各種油、ワックス、グリース等の汚れに対する洗浄剤として適用することができる。

Claims (13)

1. （ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル２０重量％〜６０重量％と、
   （ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテル４０重量％〜８０重量％と（但し、（ａ）と（ｂ）との合計は１００重量％である）、を含有することを特徴とする洗浄剤組成物。
2. 前記（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノールのポリアルキレンオキシド付加物であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
3. 前記（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノールと炭素数２〜４のアルキレンオキシドとの付加重合体であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
4. 前記スチレン化フェノールは、モノスチレン化フェノールの純度が８５％以上であることを特徴とする請求項３記載の洗浄剤組成物。
5. 前記（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、スチレン化フェノール１モルと炭素数２〜炭素数４のアルキレンオキシド４モル〜５モルとの付加重合体であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
6. 前記（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルは、モノスチレン化フェノール１モルとエチレンオキシド５モルとの付加重合体であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
7. 前記（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、炭素数４〜炭素数１８の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有することを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
8. 前記（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、炭素数２〜炭素数４のアルキレンオキシドの付加モル数が１〜１０であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
9. 前記（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、イソデシル基を有することを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
10. 前記（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、炭素数２又は３のアルキレンオキシドの付加モル数が６であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
11. 前記（ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテルが３０重量％〜５０重量％であり、前記（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが５０重量％〜７０重量％であることを特徴とする請求項１記載の洗浄剤組成物。
12. （ａ）ポリオキシアルキレンスチリルフェニルエーテル２０重量％〜６０重量％と（ｂ）ポリオキシアルキレンアルキルエーテル４０重量％〜８０重量％との混合物（但し、（ａ）と（ｂ）との合計は１００重量％である）と、
    前記混合物１ｇに対して、（ｃ）水１００ｇ〜１０００ｇとを含有することを特徴とする液晶セル用洗浄剤。
13. 前記（ｃ）水は、イオン交換水であることを特徴とする請求項１２記載の液晶セル用洗浄剤。