■原著／超音波 TECHNO 2017 年 1-2 月号

特集

水系洗浄剤の開発と取組み～「一液型水系洗浄剤」と「パーティクル除去剤」について～
田中 俊
荒川化学工業株式会社 研究開発本部 機能性材料事業 グループリーダー（〒538-0053 大阪府大阪市鶴見区鶴見 1 丁目 1 番 9 号）
https://pinealpha.jp/

製品表面に付着している汚染物質には、様々な種類が存

1. はじめに在する。具体的には、切削油等の加工油、接着剤・各種塗料

産業洗浄は、各種製造において必要不可欠なプロセスでの様な樹脂、ゴミや切り粉といったパーティクル、はんだ付あり、金属加工からエレクトロニクス製品の製造まで幅広け時に使用されるフラックス等を挙げることができる。こく行われている。また、製品にはますます精密・高機能が求れら汚染物質は、それぞれ性質が異なるため、適した洗浄剤められており、これに伴い産業洗浄における清浄度の重要も異なる。従って、洗浄を実施する場合は、汚染物質を十分性も高まっている。に理解した上で洗浄剤を選定することが重要となる。

一方近年は、洗浄で使用される溶剤等の化学物質による、労働安全や地域・地球規模の環境影響に対する懸念が顕在化してきており、これらの環境動向も考慮することが重要である。企業の動向としても、各社で環境関連物質を特定し、使用の規制・把握に取り組む企業が増加しており、このような規制を受ける洗浄剤の使用は敬遠される方向にある。さらには、企業は、洗浄工程で発生する排水や洗浄工程

また、「洗浄」というプロセスを考えると「洗浄装置」あるいは「洗浄方法」も重要である。洗浄装置・洗浄方法は、使用する洗浄剤、対象となる汚染物質種、洗浄物の素材・形状、求められる品質レベル、前後の生産プロセス等によって各種選択することが必要となる。洗浄剤の性能は、洗浄装置によっても大きく左右される。

で使用する危険物の削減にも努めている。
本稿では、これらの背景の下、開発してきた一液型水系洗2-2. 洗浄剤の種類

浄剤、そして揮発性パーティクル除去剤について紹介する。
産業用の洗浄剤は、第 1 表の様に水系、非水系の 2 種類に大別される。前者は、イオン性汚れの除去に強さを発揮し、2. 洗浄剤開発のポイント

引火の危険性がない反面、リンス（すすぎ）工程では多量の排水が生じるため、これに伴うコストが問題視されている。

2-1. 洗浄とは一方、後者は洗浄・リンス（すすぎ）工程の全てを 1 種類の洗浄の基本概念を第 1 図に示す。洗浄とは、製品の生産薬液で行ない、さらに汚れた薬液を蒸留再生可能であるこプロセスにおいて、製品の表面上に付着している、品質上好とから、ランニングコストが安価である反面、引火性や環境ましくない汚染物質を「洗浄」というプロセスによって表面負荷などのリスクを考慮しなければならない。

から除去する行為である。
そこで、当社は水系でありながら非水系と同様の使用方法が可能な洗浄剤の開発に取り組み、非引火性で蒸留再生可能な一液型水系洗浄剤パインアルファ ST-251EVA を開発、上市した。

第1図

洗浄の基本概念

原著／超音波 TECHNO 2017 年 1-2 月号

13. 一液型水系洗浄剤パインアルファ ST-251EVA
パインアルファ ST-251EVA は第 2 表に示す一般物性を有している。洗浄時は 60～70℃に加温することで懸濁・分散状態になり、微小な油滴成分がフラックスや切削油等の油脂汚れを溶解除去すると同時に、水相がイオン性や水溶性60℃（懸濁）20℃（透明）

洗浄性UP！

濯ぎ性UP！の汚れを溶解除去する。リンス（すすぎ）は、パインアルファ
ST-251EVA が透明な状態に戻る常温で実施することにより、油滴の付着なく、清浄な洗浄対象物を得ることができる。また、洗浄対象物に付着したパインアルファ ST-251EVA は沸点が 100℃以下であり、乾燥も容易となる。パインアルファ

洗浄

ﾌﾟﾚﾘﾝｽ

仕上げ
ﾘﾝｽ

H

ST-251EVA の乾燥性に関し、水との比較を行った結果につい蒸留再生て第 2 図に示す。水と比較し、乾燥性が向上していることがわかる。
第2表

ST-251EVA

パインアルファ ST-251EVA の一般物性

外観

無色透明

臭気

微臭

比重（20℃）

1.0pH

10～12

粘度（20℃、mPa・s）

4～6

沸点

97～98℃

水溶性

完溶

引火点（消防法）なし（非危険物）

超音波洗浄（60℃、10min.）

第3図

洗浄システムの概要

さらに各種汚れを含んだ、洗浄槽のパインアルファ ST251EVA は 100℃以下の沸点を示すため、常圧で容易に蒸留回収も可能となる。このシステムの概要を第 3 図に示す。
つまり、パインアルファ ST-251EVA は、炭化水素溶剤と同様の使用方法が可能な排水の発生しない、一液型水系洗浄剤であると言える。

4. 揮発性パーティクル除去剤
パインアルファ ST-710
スマートフォン向けカメラの高精細化に伴い、カメラの目となる CMOS イメージセンサーの清浄度に対する要求が厳しくなってきている。これは、CMOS イメージセンサー
第2図2

乾燥性の比較

原著／超音波 TECHNO 2017 年 1-2 月号の表面に付着したパーティクルが、画像の不良に直結するためである。
パーティクルの除去には、超音波、シャワー、ブラシ、ジェット方式等の物理力が利用されている。従って、除去効
果は洗浄剤よりも洗浄装置への依存度が高い。一方、除去されたパーティクルの再付着防止には、純水中にアルカリや界面活性剤等を添加することにより、生じるパーティクルとワーク（被洗浄物）間の静電的反発力が利用されている。
つまり、液中に浮遊するパーティクルの再付着防止には、パーティクル表面とワーク表面のゼータ電位を同極性に制御することが重要となる。
CMOS イメージセンサーの洗浄は、純水洗浄が行なわれているが、純水のみの洗浄では、顧客要求に応えられなくなってきている。当社は、上述のゼータ電位を利用し、純水

第5図

パインアルファ ST-710 のパーティクル除去機能に 0.01-0.1％加えるのみで、パーティクル除去性が著しく向上するパインアルファ ST-710 を開発した。本除去剤は、添第3表

パインアルファ ST-710 の一般物性加剤などに不揮発分を含まないため、純水でのリンス（すす外観

淡黄色透明ぎ）が不要となる。純水使用時におけるパーティクルの再付

臭気

微臭着がなくなることは、本製品の大きな特長である。シリカ比重（20℃）

1.0

フィラーゼータ電位に対するパインアルファ ST-710 濃度のpH影響について第 4 図に、パーティクルの除去機能について粘度（20℃、mPa・s）

9～11

第 5 図に示す。この除去剤は、既存の純水洗浄装置に滴下水溶性完溶装置を付帯させるのみで使用が可能となる。パインアル

引火点（消防法）

10.5～12.5なし（非危険物）

ファ ST-710 の物性を第 3 表に示す。

5. おわりに
産業洗浄は、表面清浄、品質保証等、製品の価値を高めるために不可欠であり、重要性も高まっている。また、洗浄のみならず全ての産業活動において、環境、作業者の安全を考慮する必要性も企業には求められている。こうした背景の中、当社は、これまで培ってきた、高性能で環境、安全に配慮した優れた洗浄剤、洗浄システムの開発力を基に、今後もさらなるブレークスルーを目指して、技術開発に取り組む所存である。

・第4図

シリカフィラーゼータ電位に対する＊本稿は原著に基づく内容を掲載しております。

パインアルファ ST-７１０濃度の影響＊洗浄製品専用ホームページ『ARATTE（アラッテ）』
https://pinealpha.jp/

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