JP6000028B2 - 金属用洗浄剤 - Google Patents

Description

本発明は、金属用洗浄材に係り、例えばバルブや配管、精密機器、工具等の金属部品に付着したグリースや切削油、インキ等の有機物を除去する洗浄剤に関する。

バルブや配管、精密機器、工具等の金属部品は、製品の出荷前や使用（設置）前、或いはメンテナンス時に、表面に付着したグリースや切削油、マーカーインキ等の有機物及び無機物を除去するために、有機溶媒（溶剤）を主成分とする洗浄剤を用いて洗浄されることがある。これらの用途に使用される金属用洗浄剤は、例えば、トルエンやキシレン等の炭化水素系溶剤や、ジクロロメタンやトリクロロエチレン等の塩素系溶剤、パラフィンやオレフィン等の脂肪族炭化水素を含む洗浄剤（例えば、特許文献１）、フッ素化されたハイドロフルオロエーテルを含むフッ素系洗浄剤（例えば、特許文献２）、グリコールエーテル系洗浄剤（例えば、特許文献３）等が公知となっている。

特開１９９６−２３１９８８号公報 特開２０１０−２８５６２６号公報 特開平５−３０６４８２号公報

金属用洗浄剤に要求される性質としては、グリース（有機物、無機物、油脂）等の溶解性及び分散性が高いこと、揮発性が高いこと（速乾性）、引火点が高いこと、毒性が低いこと、臭気が低いこと等がある。また、使用量が比較的多いため、安価であることが望まれる。しかしながら、上記に例示した公知の洗浄剤は、金属用洗浄剤に要求される性質を十分に満たしているとは言い難い。例えば、塩素系用材は、グリース等の溶解性が高いが、環境汚染や発がん性、すなわち毒性の観点から好ましくない。また、トルエン等の炭化水素系溶剤は、揮発性が高いが毒性の観点から好ましくない。

本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであって、有機物に対する溶解性及び無機物に対する分散性があり、揮発性及び引火点が高く、毒性及び臭気性が低く、安価な金属用洗浄剤を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、金属用洗浄剤であって、炭酸ジメチル（ＤＭＥ）及び炭酸ジエチル（ＤＥＣ）を含むことを特徴とする。

この構成によれば、性質が異なる炭酸ジメチルと炭酸ジエチルとを混合することによって、有機物に対する溶解性、無機物に対する分散性、揮発性、引火点、毒性及び臭気性を所望の範囲に調整することができる。炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルを含む炭酸エステルは、毒性が低く、洗浄剤としての使用に適する。また、炭酸エステルは、長鎖になるほど揮発性（速乾性）が低下するため、炭素鎖が短い炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルを使用することによって、高い揮発性を実現することができる。また、炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルは比較的低コストで製造することができるため、金属用洗浄剤は安価となる。

上記の発明において、前記炭酸ジメチルの含有量が５〜３０重量％であり、前記炭酸ジエチルの含有量が７０〜９５重量％であることが好ましい。また、上記の発明において、前記炭酸ジメチルの含有量が１０〜１５重量％であり、前記炭酸ジエチルの含有量が８５〜９０重量％であることがより好ましい。

この構成によれば、金属用洗浄剤は、有機物に対する溶解性、無機物に対する分散性、揮発性及び引火点が高くなる一方、毒性及び臭気性が低くなり、金属部品の洗浄に好適となる。

以上の構成によれば、有機物に対する溶解性、無機物に対する分散性、揮発性及び引火点が高くなる一方、毒性及び臭気性が低く、安価な金属用洗浄剤を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。実施形態に係る金属用洗浄剤は、いずれも炭酸エステルである炭酸ジメチルと炭酸ジエチルとを混合したものである。

炭酸ジメチルは、分子式ＣＨ_３ＯＣ（＝Ｏ）ＯＣＨ_３、融点２〜４℃、沸点９０．３℃、引火点１４．５℃、蒸気圧４２ｍｍＨｇ（２０℃）であり、室温（２０℃）において液体である。また、炭酸ジメチルは、アルコール、エステル、ケトンに易溶であり、水に可溶である。炭酸ジメチルは、弱いエステル臭を有する。

炭酸ジエチルは、分子式Ｃ_２Ｈ_５ＯＣ（＝Ｏ）ＯＣ_２Ｈ_５、融点−４３℃、沸点１２６℃、引火点３１℃、蒸気圧９ｍｍＨｇ（２０℃）であり、室温（２０℃）において液体である。また、炭酸ジエチルは、アルコール、エステル、ケトンに易溶であり、水に可溶である。炭酸ジエチルは、弱いエステル臭を有する。

炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルの毒性は、半数致死量ＬＤ_５０がそれぞれ１２，９００ｍｇ／ｋｇ（ラット、経口）、８，５００ｍｇ／ｋｇ（ラット、皮下）であり、いずれもトルエンの半数致死量ＬＤ_５０（６３６ｍｇ／ｋｇ（ラット、経口））より低い。

炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルは、相溶性を有し、室温において互いに混合した溶液を形成する。金属用洗浄液は、炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルの他に、微量の有機物等の不純物を含んでもよい。

炭酸ジエチルは、炭酸ジメチルに比べてモリブデングリースや切削油、油性塗料等の有機物の溶解性及び無機物の分散性が高い、すなわち洗浄能力が高い。また、炭酸ジエチルは、炭酸ジメチルに比べて引火点が高く、取扱性（安全性）に優れる。一方、炭酸ジメチルは、炭酸ジエチルに比べて速乾性（揮発性）が高く、洗浄時の作業性が良い。これらの性質から、金属用洗浄剤は、炭酸ジメチルの含有量を増大させるほど、有機物の溶解性が低下し、引火点が低くなり、速乾性が向上する。また、金属用洗浄剤は、炭酸ジエチルの含有量を増大させるほど、有機物の溶解性及び無機物の分散性が向上し、かつ引火点が高くなり、速乾性が低下する。

金属用洗浄剤は、取扱性（安全性）の観点から引火点は２１℃以上（危険物第四類第二石油類に該当）であることが好ましいため、炭酸ジエチルの含有量が７０％以上であることが好ましい。一方、金属用洗浄剤は、速乾性の観点から炭酸ジメチルの含有量が多いほど好ましい。そのため、金属用洗浄剤は、炭酸ジメチルの含有量が５〜３０重量％であり、炭酸ジエチルの含有量が７０〜９５重量％であることが好ましい。より好ましくは、金属用洗浄剤は、炭酸ジメチルの含有量が１０〜１５重量％であり、炭酸ジエチルの含有量が８５〜９０重量％である。金属用洗浄剤は、これらの範囲において有機物に対する高い溶解性及び無機物に対する高い分散性を実現しつつ、引火点を比較的安全な値にすると共に、高い速乾性を実現することができる。また、金属用洗浄剤は、炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルに起因する弱いエステル臭を有する。金属用洗浄剤の毒性は、上述した炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルの毒性を割合に応じて加算したものであり、比較的低い。

以上のように構成した金属用洗浄剤は、例えばプラントのバルブや配管、精密機器、工具等の金属部品に付着したグリースや切削油、インキ等の有機物及び無機物を除去するために使用される。金属部品の洗浄は、例えば、箱形の容器に金属用洗浄剤を貯留し、金属用洗浄剤に金属部品を浸漬することによって金属部品に付着した有機物を除去し、その後乾燥より金属用洗浄剤を金属部品から除去する工程によって行ってよい。また、布等の織布に金属用洗浄剤を吸収させ、織布で金属部品を拭いて有機物及び無機物を除去してもよい。

以下に、本発明の実施例について説明する。以下の実施例では、炭酸ジメチルと炭酸ジエチルとの割合を変化させたものを実施例１〜４として調製した。各実施例に係る金属用洗浄剤は、液体である炭酸ジメチル（９９％重量以上）及び炭酸ジエチル（９９重量％以上）を、大気圧下、室温で所定の割合で混合することによって調製した。実施例１に係る金属用洗浄剤は、炭酸ジメチル５重量％、炭酸ジエチル９５重量％であり、実施例２に係る金属用洗浄剤は、炭酸ジメチル１０重量％、炭酸ジエチル９０重量％であり、実施例３に係る金属用洗浄剤は、炭酸ジメチル１５重量％、炭酸ジエチル８５重量％であり、実施例４に係る金属用洗浄剤は、炭酸ジメチル３０重量％、炭酸ジエチル７０重量％である。また、比較例１として、炭酸ジメチル４０重量％、炭酸ジエチル６０重量％の金属用洗浄剤を調製した。

以上のように調製した実施例１〜４及び比較例１について、有機物の溶解能力及び無機物の分散能力、速乾性、引火点及び臭気について試験を行った。また、実施例１〜４の特性を比較するために、比較例として、更にシンナー１（トリクロロエチレン７５重量％、トルエン２５重量％の混合液体）、キシレン、炭酸ジメチル（９９重量％以上）、炭酸ジエチル（９９重量％以上）、炭酸エチルメチル（９９重量％以上、ＭＥＣ）についても各種試験を行った。結果を表１及び表２に示す。

有機物の溶解能力試験は、モリブデングリース、切削油、塗料について行った。モリブデングリースは、二硫化モリブデン４５〜５５％（株式会社川邑研究所製、デフリックグリースMPC-6）を使用した。切削油は、潤滑油基油８０〜９０％（ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社製、リライアカットＡＨ１０）を使用した。塗料は、油溶性青色染料であり、アクリル系樹脂、アルコール、酢酸エステルを含む（タイホーコーザイ製、アオタック５０）。有機物の溶解能力及び無機物の分散能力試験は、モリブデングリース、切削油又は塗料１ｇを実施例及び比較例に係る金属用洗浄剤５０ｇに投入し、１分間の攪拌を行った後に金属用洗浄剤を目視によって観察し、不溶の有機物と容器底部に付着（沈殿）した無機物との有無を確認した。評価は、溶け残り及び付着無し：◎（溶解能力及び分散能力高）、若干の溶け残り及び付着有り：○（溶解能力及び分散能力中）、一部溶け残り及び付着有り：△（溶解能力及び分散能力低）、溶け残り及び付着大：×（溶解能力及び分散能力無）とした。

表１及び表２に示すように、有機物の溶解能力及び無機物の分散能力試験の結果、実施例１〜４、シンナー１、キシレン、炭酸ジエチルでは、攪拌後に有機物の溶け残り及び無機物の付着は確認されなかった。これにより、実施例１〜４に係る金属用洗浄剤は従来の洗浄剤と同様の溶解能力及び分散能力を有することが確認された。一方、炭酸ジメチル単体及び炭酸エチルメチル単体では、有機物の溶け残り及び無機物の付着が確認され、他の金属用洗浄剤に比べて有機物の溶解性及び無機物の分散性が低いことが確認された。実施例１〜４及び比較例１から、炭酸ジエチルの含有量が多いほど溶解能力及び分散能力が高く、炭酸ジエチルの含有割合が６０％となった比較例１では溶解能力及び分散能力が十分でないことが確認された。

速乾性試験は、室温、湿度８０％下で、実施例及び比較例に係る金属用洗浄剤１ｍＬを金属板（鉄板）上に滴下し、その速乾性（揮発性）を目視によって確認した。評価は、完全に揮発：◎（速乾性高）、ほとんど揮発：○（速乾性中）、一部残り有り：△（速乾性低）、残り大：×（揮発しない）とした。表１及び表２に示すように、実施例１〜４はシンナー１及びキシレンと比較して遜色のない速乾性を有することが確認された。特に、炭酸ジメチルの含有量が多い実施例３、４及び比較例１では、十分な速乾性が確認された。

表１及び表２に示すように、実施例１〜４は、全て危険物第四類第二石油類に該当する２１℃以上の引火点を有することが確認された。これらの値から、実施例１〜４に係る金属用洗浄剤は、比較的安全に使用することができる。一方、炭酸ジメチルの含有割合が４０％となると、引火点が２１℃未満となり（危険物第四類第一石油類に該当）、取扱性が低下することが確認された。また、実施例１〜４の臭気は、比較的弱く、作業に適している。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。実施例では、炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルの含有割合を４つの例について説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

Claims (6)

1. 金属部品に付着したグリース及び切削油の少なくとも一方を除去するための金属用洗浄剤であって、
   炭酸ジメチル及び炭酸ジエチルを含み、
   前記炭酸ジメチルの含有量が５〜３０重量％であり、前記炭酸ジエチルの含有量が７０〜９５重量％であり、
   前記炭酸ジメチルの含有量と、前記炭酸ジエチルの含有量との合計が１００重量％であることを特徴とする金属用洗浄剤。
2. 前記炭酸ジメチルの含有量が１０〜１５重量％であり、前記炭酸ジエチルの含有量が８５〜９０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の金属用洗浄剤。
3. 前記グリースは、モリブデングリースであることを特徴とする請求項１に記載の金属用洗浄剤。
4. 前記グリースは、二硫化モリブデンを４５〜５５％含むことを特徴とする請求項１に記載の金属用洗浄剤。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の金属用洗浄剤を使用して金属部品に付着したグリース及び切削油の少なくとも一方を除去する方法であって、
   金属部品を前記金属用洗浄剤に浸漬する工程を含むことを特徴とする方法。
6. 請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の金属用洗浄剤を使用して金属部品に付着したグリース及び切削油の少なくとも一方を除去する方法であって、
   前記金属用洗浄剤を吸収させた織布で金属部品を拭く工程を含むことを特徴とする方法。