(57)【要約】【課題】快削鋼に代表される鉛含有合金製部品を搭載した光学部品、電子部品、金属部品、セラミック部品又は当該合金製部品単体を水系洗浄剤で洗浄したり、水すすぎの際に、合金の変色を防止するための添加剤を提供する。【解決手段】一般式（１）：ＭａＨｂ（ＣＯ３）ｎ（式中、ａは１又は２、ｂは０〜２の整数、ｎは１又は２を、Ｍは鉛よりイオン化傾向が大きい金属原子又は揮発性有機塩基を、Ｈは水素原子を、それぞれ示す）で表される炭酸塩の少なくとも１種、および窒素系複素環化合物の少なくとも１種とからなり、かつ炭酸塩／窒素系複素環化合物（重量比）が０．００１〜１０，０００であることを特徴とする鉛含有合金の変色防止剤を用いる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）：ＭａＨｂ（ＣＯ３）ｎ
（式中、ａは１又は２、ｂは０〜２の整数、ｎは１又は２を、Ｍは鉛よりイオン化傾向が大きい金属原子又は揮発性有機塩基を、Ｈは水素原子を、それぞれ示す）で表される炭酸塩の少なくとも１種、および窒素系複素環化合物の少なくとも１種とからなり、かつ炭酸塩／窒素系複素環化合物（重量比）が０．００１〜１０，０００であることを特徴とする鉛含有合金の変色防止剤。
【請求項２】
一般式中のＭが、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子である請求項１記載の変色防止剤。
【請求項３】
一般式中のＭが、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミンおよびトリエチルアミンからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１記載の変色防止剤。
【請求項４】
窒素系複素環化合物がベンゾトリアゾール誘導体である請求項１〜３の何れかに記載の変色防止剤。
【請求項５】
適用される鉛含有合金が、鉛以外の構成元素として、鉄、クロム、マンガン、リン、ケイ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１種を含有する鉛快削鋼である請求項１〜４の何れかに記載の変色防止剤。
【請求項６】
変色防止剤における炭酸塩／窒素系複素環化合物（重量比）が、０．１〜１，０００である請求項１〜５の何れかに記載の変色防止剤。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の変色防止剤を含有することを特徴とする水系洗浄剤組成物。
【請求項８】
前記変色防止剤の含有量が０．０００１〜１重量％である請求項７記載の水系洗浄剤組成物。
【請求項９】
請求項１〜６の何れかに記載の変色防止剤を含有することを特徴とするすすぎ剤。
【請求項１０】
前記変色防止剤の含有量が０．０００１〜１重量％である請求項９記載のすすぎ剤。
【請求項１１】
請求項７または８記載の水系洗浄剤組成物を用いて鉛含有合金製部品を搭載した電子部品または鉛含有合金製部品単体を洗浄することを特徴とする合金の水系洗浄方法。
【請求項１２】
請求項９または１０記載のすすぎ剤を用いて鉛含有合金製部品を搭載した電子部品または鉛含有合金製部品単体を水すすぎすることを特徴とする合金の水すすぎ方法。
【請求項１３】
請求項１１の水系洗浄方法で洗浄された鉛含有合金製部品を搭載した電子部品、または当該水系洗浄方法で洗浄された鉛含有合金製部品単体。
【請求項１４】
請求項１２記載の水すすぎ方法で水すすぎされた鉛含有合金製部品を搭載した電子部品、または当該水すすぎ方法で水すすぎされた鉛含有合金製部品単体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉛を必須金属成分とする合金（鉛快削鋼など）に使用される変色防止剤などに関する。更に詳しくは、当該合金製部品を搭載した光学部品、電子部品、金属部品、セラミック部品又は当該合金製部品単体を水系洗浄したり洗浄後の水すすぎ処理に用いる変色防止剤；当該変色防止剤を含有する水系洗浄剤組成物；当該変色防止剤を含有するすすぎ剤；当該洗浄剤組成物を用いる当該合金の水系洗浄方法；当該変色防止剤を含有するすすぎ剤を用いる当該合金の水すすぎ方法；当該水系洗浄方法で洗浄された当該合金製部品を搭載した電子部品、または当該水系洗浄方法で洗浄された合金製部品；および当該水すすぎ方法で水すすぎされた当該合金製部品を搭載した電子部品、または当該水すすぎ方法で水すすぎされた合金製部品、に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の電子部品や合金製部品単体を洗浄する際は、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、塩化メチレン等の塩素系溶剤を主成分とする塩素系洗浄剤が用いられていた。これら塩素系溶剤は、不燃性で乾燥性にも優れるという利点がある反面、オゾン層破壊や土壌汚染などの環境問題、人体に対する毒性などの観点で、現在ではその使用が制限されている。また電子部品等の洗浄において、近年、特に重視される塩素イオン、硫酸イオンなどのイオン性残さに対しては、塩素系溶剤による洗浄効果がほとんど認められないという問題点がある。
【０００３】
これに対して水系洗浄剤は、環境特性、臭気、引火性などの要求性能を満足し、かつイオン性残さに対する洗浄性にも優れていることから、光学部品、電子部品、セラミック部品等の精密部品の洗浄用に使用され始めている。
【０００４】
ところ最近の精密金属加工部品では、微細且つ高精度の加工性が要求されるため、当該加工部品の材料としては、当該加工性に優れた鉛含有合金、例えば鉛を含有する快削鋼材や、鉛および硫黄を含有する複合快削鋼材など（ＪＩＳ  ＳＵＭ２４Ｌ参照）（以下、単に快削鋼と表記する）が賞用されるようになっている。
【０００５】
しかしながら快削鋼製の部品を搭載した光学部品、電子部品、金属部品、セラミック部品又は快削鋼製部品単体を水系洗浄剤で洗浄したり、その後に水すすぎしたりすると、快削鋼の表面が白く変色したり、パーティクルが多量に発生するなど、製品の外観や品質が著しく低下するという欠点がある。当該問題点が生じる原因としては、快削鋼が水と接触した際、快削鋼中の鉄成分が水と酸化反応して腐食したり、鉛成分が水に溶出するためであると考えられる。特に水すすぎ後、快削鋼表面に水滴が残った状態で、加熱乾燥を行うと、まず快削鋼表面の鉛成分が水滴に溶解しはじめるが、加熱により水滴の温度が上昇するにつれて、この溶解反応は促進される。また鉛よりイオン化傾向の低い金属が存在しても、局所電池効果により鉛の溶解反応が促進される。さらに加熱されて水滴が蒸発すると、水滴に溶解していた鉛が快削鋼表面に析出し、表面が白く変色したように見える。この現象は水すすぎ後、水滴が残った状態で加熱乾燥すると必ず発生し、これまでの水系洗浄剤や水系すすぎ剤を用いた場合には、鉛の水への溶解を抑制すると同時に鉄の酸化を防止することは、事実上困難であった。従って、快削鋼製部品を搭載した光学部品、電子部品、金属部品、セラミック部品又は快削鋼製部品単体については、塩素系溶剤についての前記欠点を知りつつも、今なお塩素系溶剤による洗浄が行われている。
【０００６】
なお、本願人は銅含有合金の変色防止剤などの発明を既に提案したが、当該発明では本願発明のような鉛含有合金の変色防止については一切言及されていない（特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開平２００２−３０４７３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の快削鋼に代表される鉛含有合金製部品を搭載した光学部品、電子部品、金属部品、セラミック部品又は当該合金製部品単体を水系洗浄剤で洗浄したり、水すすぎの際に、合金の変色を防止するための添加剤を提供することにある。また、当該変色防止剤を含有する水系洗浄剤やすすぎ剤、当該水系洗浄剤を用いる合金の洗浄方法や水すすぎ方法、更には当該洗浄方法や水すすぎ方法を適用した当該合金製部品を搭載した電子部品等、または当該洗浄方法や水すすぎ方法を適用した合金製部品単体を提供することも目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、水系洗浄剤やすすぎ水の中に特定の炭酸塩と窒素系複素環化合物とを同時に添加することにより、鉛含有合金の変色を防止し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づき完成されたものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、一般式（１）：ＭａＨｂ（ＣＯ３）ｎ
【００１１】
（式中、ａは１又は２、ｂは０〜２の整数、ｎは１又は２を、Ｍは鉛よりイオン化傾向が大きい金属原子又は揮発性有機塩基を、Ｈは水素原子を、それぞれ示す）で表される炭酸塩の少なくとも１種、および窒素系複素環化合物の少なくとも１種とからなることを特徴とする鉛含有合金の変色防止剤に関する。また本発明は、当該合金の変色防止剤を含有する水系洗浄剤組成物およびすすぎ剤に関する。また本発明は、当該水系洗浄剤組成物を用いた当該合金の水系洗浄方法および水すすぎ方法に関する。更に本発明は、当該洗浄方法で洗浄された当該合金製部品を搭載した電子部品、または当該洗浄方法を適用した合金製部品単体、および当該水すすぎ方法で水すすぎされた合金製部品を搭載した電子部品、または当該水すすぎ方法を適用した合金製部品単体、に関する。
【００１２】
本発明の変色防止剤は、前記一般式（１）で表される特定の炭酸塩と、窒素系複素環化合物との両者からなり、しかも当該変色防止剤を極少量使用することにより、鉛含有合金に対する優れた変色防止効果を発揮しうることが特長である。
【００１３】
本発明が適用される鉛含有合金としては特に限定されないが、代表的にはＪＩＳ  ＳＵＭ２４Ｌに規定される鉛快削鋼が挙げられる。当該快削鋼は、鉛以外の構成元素として、鉄、クロム、マンガン、リン、ケイ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１種を含有するものである。以下、本発明の説明便宜のために、鉛含有合金の代表として当該快削鋼を取り上げて説明する。前記一般式（１）で表される炭酸塩は、水に溶解した際、金属イオンと炭酸イオン又は炭酸水素イオンとに解離する。炭酸イオン又は炭酸水素イオンは快削鋼表面に存在する鉛と反応し、それぞれ炭酸鉛、炭酸水素鉛となり、水に安定な不溶性の物質となる。これにより、快削鋼表面からの鉛の溶出を抑えることができる。加えて、快削鋼の表面に存在する鉄に対しては、窒素系複素環化合物の窒素原子と鉄がキレート結合することにより鉄の酸化を抑制することができ、これにより酸化鉄に由来する変色も抑制できる。上記のように、本発明の合金用の変色防止剤は、鉛の溶出を抑制すると同時に、鉄の酸化を防止することができるため、当該合金の変色防止効果が極めて良好である。
【００１４】
前記一般式（１）において、金属原子Ｍの具体例としてナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属などイオン化傾向が鉛より高い金属が挙げられ、また揮発性有機塩基としては、例えば、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどが挙げられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。またこれらの金属又は有機塩基から選ばれたものは、１種を単独でまたは２種以上を適宜に選択して組み合わせて使用することも出来る。なお前記一般式（１）の炭酸塩の中では、乾燥工程で分解し揮発する事により残さ等の心配がないとの観点で、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムが最も好ましい。
【００１５】
窒素系複素環化合物の具体例としては、ベンゾトリアゾールや、１−メチルベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、１−（（２−エチルヘキシルアミノ）メチル）ベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジヒドロキシプロピル）ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール誘導体が挙げられる。これらは１種単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。ベンゾトリアゾール誘導体の中でも変色防止効果の点でベンゾトリアゾールが好ましい。
【００１６】
炭酸塩と窒素系複素環化合物の併用比率（炭酸塩／窒素系複素環化合物の重量比）は、０．００１〜１０，０００であり、好ましくは０．１〜１，０００である。当該比率が０．００１〜１０，０００の範囲を外れると、変色防止効果がないばかりか、逆に異常な変色が起こることもある。
【００１７】
本発明の変色防止剤を水に溶解させれば、容易にすすぎ剤を調製できる。また当該変色防止剤を公知の水系洗浄剤に配合すれば、本発明の水系洗浄剤組成物を容易に調製できる。当該すすぎ剤や水系洗浄剤組成物における変色防止剤の含有量は格別限定はされず、使用条件に応じて適宜に選択すればよいが、通常は０．０００１〜１重量％、好ましくは０．００１  〜０．１重量％とされる。
【００１８】
上記のような本発明のすすぎ剤や水系洗浄剤組成物が目的とする変色防止効果を発揮するためには、すすぎ剤や水系洗浄剤組成物中の変色防止剤の含有量は前記の通りであるが、このうち炭酸塩は通常０．０００１重量％以上、１重量％以下であり、また窒素系複素環化合物は通常０．００００１重量％以上、０．１重量％以下とされる。さらに好ましくは、炭酸塩は０．００１重量％以上、０．１重量％以下であり、また窒素系複素環化合物は０．０００１重量％以上、０．０１重量％以下とされる。
【００１９】
ついで、本発明の水系洗浄方法および水すすぎ方法につき説明する。快削鋼製部品単体又は快削鋼製品搭載部品等の水系洗浄方法としては、前記の変色防止剤を所定量配合した水系洗浄剤組成物を用いて、又は通常の水系洗浄剤を用いて洗浄する。続いて前記の変色防止剤を含有するすすぎ剤を用いて水すすぎを行い、最後に被洗浄物を乾燥させればよい。本発明の変色防止剤は、水系洗浄においては、乾燥工程直前の水すすぎ工程では必ず必要であるが、水分含有量が少ない液を用いる工程、例えば、水分含有量が少ない洗浄剤を用いて洗浄する場合には、変色防止剤を当該洗浄工程で必ずしも使用する必要はない。また水分含有量が多い液を用いる場合は、変色防止剤を乾燥工程直前の水すすぎ工程だけではなく、水分含有量が多い液を用いる各工程で使用するのが望ましいが、かかる例示に限定されるものではない。
【００２０】
前記した公知の水系洗浄剤としては、アルカリ系洗浄剤、グリコールエーテル系洗浄剤、アルコール系洗浄剤、界面活性剤系洗浄剤等があるが、これらは単独又は２種類以上を適宜組み合せて用いられることもあるが、本発明はかかる例示に限定されるものではない。
【００２１】
また、前記の水としては、市水、イオン交換水、純水等があるが、本発明はかかる例示に限定されるものではない。
【００２２】
本発明の変色防止剤を含有する水系洗浄剤組成物やすすぎ剤を用いて、被洗浄物の洗浄およびすすぎを行う方法としては、浸積、浸積振動、浸積超音波、液中スプレー、気中スプレー、バレル、直通式等様々な洗浄方法があるが、本発明はかかる例示のみに限定されるものではない。
【００２３】
本発明の変色防止剤を含有する水系洗浄剤組成物やすすぎ剤を用いて、洗浄、すすぎを行った後、乾燥を行う。乾燥方法としては、熱風乾燥などが挙げられるが、好ましくは大量の空気で水切りを行い、大量の熱風で乾燥させることのできる直通式乾燥方法を採用（例えば、商品名「ダイレクトパス」、荒川化学工業株式会社製を使用）するのが望ましいが、本発明はかかる例示に限定されるものではない。
【００２４】
【実施例】
以下、比較例、及び実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２５】
実施例１〜８および比較例
精密モーター部品（直径５．０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ、鉛快削鋼材）１０個を予め、グリコールエーテル系洗浄剤（商品名「パインアルファＳＴ−１００ＳＸ」、荒川化学工業（株）製）を用いて７０℃５分間超音波洗浄を行った。ついで、表１および表２に記載の各種のすすぎ剤１００ｍｌを用いて、それぞれ常温で５分間超音波すすぎを行った。ついで、直通式乾燥方法で乾燥工程を行い、当該鉛快削鋼部品の表面状態を目視確認し、また当該すすぎ剤中の鉛溶出量を測定した。結果を表３に示す。
【００２６】
なお、当該すすぎ剤中の鉛の溶出量測定には、原子吸光分析装置（日立製作所（株）製、商品名「Ｚ−５０００」）を用いた。
【００２７】
【表１】
2004315855.tif 000002
表１中の単位は重量％を示す。
【００２８】
【表２】
2004315855.tif 000003
表２中の単位は重量％を示す。
【００２９】
【表３】
2004315855.tif 000004
表３中の溶出量の単位はμｇ／Ｌを示す。
【００３０】
表３から明らかなように、実施例１〜８では、いずれも鉛の溶出量が少なく、部品表面の変色もなかったのに対し、比較例では、鉛の溶出量が多く、部品表面が白色のシミが点在していた。従って、本発明では、鉛含有合金の変色防止効果が優れていることが明らかである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の鉛含有合金用変色防止剤、当該変色防止剤を含有するすすぎ剤および水系洗浄剤組成物は、当該合金製部品を搭載した電子部品等または当該合金製部品単体の水洗浄や水すすぎ時に生じる変色を有効に防止しうる。特に鉛快削鋼材を用いてなる当該部品等の水洗浄や水すすぎ時に、本発明の変色防止剤を含有させるのが有効である。同様に、本発明の水系洗浄方法および水すすぎ方法によっても、上記の如き変色防止効果が奏される。更には、当該方法を適用して得られる前記電子部品等は、当該部材である鉛含有合金の本来の外観を呈するものであり、商品価値の高い製品となる。